Li Jianming, Sun Guotao itd.Tehnologija kmetijskega inženiringa v rastlinjaki2022-11-21 17:42 Objavljeno v Pekingu

V zadnjih letih je bila toplogredna industrija močno razvita. Razvoj rastlinjaka ne samo izboljšuje stopnjo uporabe zemljišč in stopnjo proizvodnje kmetijskih proizvodov, ampak tudi rešuje problem oskrbe sadja in zelenjave v izven sezone. Vendar je rastlinjak naletel tudi na brez primere izzivov. Prvotne zmogljivosti, metode ogrevanja in strukturne oblike so povzročile odpornost na okolje in razvoj. Nujno so potrebni novi materiali in novi modeli za spremembo strukture toplogrednih plinov, nujno pa so potrebni novi viri energije, da bi dosegli namene varčevanja z energijo in varstvo okolja ter povečali proizvodnjo in dohodek.

Ta članek obravnava temo "Nova energija, novi materiali, nov dizajn za pomoč novi revoluciji rastlinjaka", vključno z raziskavami in inovacijami sončne energije, energije biomase, geotermalno energijo in drugimi novimi viri energije v Greenhouhou, raziskavi in ​​aplikaciji novih materialov za pokrivanje, toplotno izolacijo, stene in drugo opremo ter prihodnje perspektive ter razmišljanje o novi energiji, novih materialih in novem dizajnu, ki pomagajo reformi toplogrednih plinov, da bi se reference za industrijo.

Razvoj kmetijstva v objektu je politična zahteva in neizogibna izbira za izvajanje duha pomembnih navodil in odločanja centralne vlade. Leta 2020 bo skupna površina zaščitenega kmetijstva na Kitajskem znašala 2,8 milijona HM2, izhodna vrednost pa presega 1 bilijona juana. To je pomemben način za izboljšanje proizvodnje toplogrednih plinov za izboljšanje razsvetljave toplogrednih plinov in učinkovitosti toplotne izolacije z novimi energijami, novimi materiali in novim oblikovanjem toplogrednih plinov. V tradicionalni proizvodnji toplogrednih plinov je veliko pomanjkljivosti, kot so premog, kurilno olje in drugi viri energije, ki se uporabljajo za ogrevanje in ogrevanje v tradicionalnih rastlinjakih, kar ima za posledico veliko količino dioksida, ki resno onesnažuje okolje, medtem ko zemeljski plin, električna energija in električna energija in električna energija Drugi viri energije povečujejo obratovalne stroške rastlinjakov. Tradicionalni materiali za shranjevanje toplote za toplogredne stene so večinoma glina in opeke, ki veliko porabijo in povzročajo resno škodo pri zemljiških virih. Učinkovitost rabe zemljišč tradicionalnega sončnega rastlinjaka z zemeljskim zidom znaša le 40% ~ 50%, navadni rastlinjak pa ima slabe zmogljivosti za shranjevanje toplote, zato skozi zimo ne more živeti za proizvodnjo tople zelenjave na severni Kitajski. Zato je jedro spodbujanja sprememb v rastlinjakih ali osnovnih raziskav v oblikovanju, raziskavah in razvoju novih materialov in nove energije. Ta članek se bo osredotočil na raziskave in inovacije novih virov energije v rastlinjaku, povzel raziskovalni status novih virov energije, kot so sončna energija, energija biomase, geotermalna energija, vetrna energija in novi prozorni pokrivni materiali, materiali za toplotno izolacijo in stenski materiali v Greenhouse, analizirajte uporabo nove energije in novih materialov pri gradnji novih rastlinjakov in se veselijo njihove vloge v prihodnjem razvoju in preobrazbi rastlinjaka.

Raziskave in inovacije novega energetskega rastlinjaka

Nova zelena energija z največjim potencialom za uporabo v kmetijstvu vključuje sončno energijo, geotermalno energijo in energijo biomase ali celovito izkoriščanje različnih novih virov energije, tako da se z učenje močnih točk drug drugega doseže učinkovito porabo energije.

sončna energija/moč

Tehnologija sončne energije je nizkoogljični, učinkovit in trajnostni način oskrbe z energijo in je pomemben sestavni del kitajskih strateških nastajajočih panog. Postala bo neizogibna izbira za preobrazbo in nadgradnjo kitajske energetske strukture v prihodnosti. Z vidika porabe energije je rastlinjak sam struktura objekta za porabo sončne energije. Skozi toplogredni učinek se sončna energija zbira v zaprtih prostorih, temperatura rastlinjaka se dvigne in zagotovljena je potrebna toplota za rast pridelkov. Glavni vir energije fotosinteze rastlinjakov je neposredna sončna svetloba, ki je neposredna uporaba sončne energije.

01 Fotovoltaična proizvodnja energije za ustvarjanje toplote

Fotovoltaična proizvodnja električne energije je tehnologija, ki neposredno pretvori svetlobno energijo v električno energijo, ki temelji na fotonapetostnem učinku. Ključni element te tehnologije je sončna celica. Ko sončna energija sije na niz sončnih panelov zaporedno ali vzporedno, polprevodniške komponente neposredno pretvorijo energijo sončnega sevanja v električno energijo. Fotovoltaična tehnologija lahko neposredno pretvori svetlobno energijo v električno energijo, shrani elektriko skozi baterije in ponoči segreje rastlinjak, vendar visoki stroški omejijo njegov nadaljnji razvoj. Raziskovalna skupina je razvila fotovoltaično napravo za ogrevanje grafena, ki je sestavljena iz fleksibilnih fotovoltaičnih plošč, vse v enem reverzni krmilni stroj, baterije za shranjevanje in ogrevalne palice grafena. Glede na dolžino sadilne linije je ogrevalna palica grafena zakopana pod vrečko s podlagi. Čez dan fotovoltaične plošče absorbirajo sončno sevanje, da proizvedejo elektriko in ga shranite v skladiščni bateriji, nato pa se elektrika sprosti ponoči za ogrevalno palico grafena. Pri dejanski meritvi je sprejet način nadzora temperature pri zagonu pri 17 ℃ in zapiranju pri 19 ℃. Teče ponoči (20: 00-08: 00 na drugi dan) 8 ur, poraba energije za ogrevanje ene same vrste rastlin je 1,24 kW · h, povprečna temperatura vrečke za podlago ponoči pa 19,2 ℃, ki je 3,5 ~ 5,3 ℃ višji od nadzora. Ta metoda ogrevanja v kombinaciji s fotovoltaično proizvodnjo električne energije rešuje težave z visoko porabo energije in veliko onesnaženja v toplogrednih ogrevanju pozimi.

02 Fototermalna pretvorba in uporaba

Sončna fototermalna pretvorba se nanaša na uporabo posebne površine zbiranja sončne svetlobe iz fototermalnih pretvorbenih materialov za zbiranje in absorpcijo čim več sončne energije, ki se seva nanjo, in jo pretvori v toplotno energijo. V primerjavi s sončnimi fotovoltaičnimi aplikacijami sončne fototermalne aplikacije povečujejo absorpcijo skoraj infrardečega pasu, tako da ima večjo učinkovitost porabe energije sončne svetlobe, nižjih stroškov in zrele tehnologije ter je najbolj uporabljen način uporabe sončne energije.

Najbolj zrela tehnologija fototermalne pretvorbe in uporabe na Kitajskem je sončni kolektor, katerih temeljna komponenta je jedro plošče, ki absorbira toploto, s selektivno absorpcijsko prevleko To je na delovni medij, ki absorbira toploto. Sončne kolektorje lahko razdelimo v dve kategoriji glede na to, ali je v zbiralniku vakuumski prostor ali ne: ravne sončne kolektorje in vakuumske cevi sončne kolektorje; koncentrirajo sončne kolektorje in ne-koncentrirajoči sončni kolektorji glede na to, ali sončno sevanje na pristanišču dnevne svetlobe spremeni smer; in tekoči sončni kolektorji in zračni sončni kolektorji glede na vrsto delovnega medija za prenos toplote.

Uporaba sončne energije v rastlinjakih se izvaja predvsem z različnimi vrstami sončnih kolektorjev. Univerza Ibn Zor v Maroku je razvila aktivni sistem ogrevanja sončne energije (ASHS) za segrevanje toplogrednih plinov, kar lahko pozimi poveča skupno proizvodnjo paradižnika za 55%. Kitajska kmetijska univerza je zasnovala in razvila nabor površinskih hladilnikov, ki se lahko zbirajo in odvajajo, z zmogljivostjo zbiranja toplote 390,6 ～ 693,0 MJ in predstavila idejo o ločitvi postopka zbiranja toplote od postopka shranjevanja toplote s toplotno črpalko. Univerza v Bariju v Italiji je razvila ogrevalni sistem za toplogredne poligeneracije, ki je sestavljen iz sistema sončne energije in toplotne črpalke zraka, ter lahko zviša temperaturo zraka za 3,6%, temperatura tal pa za 92%. Raziskovalna skupina je razvila nekakšno aktivno opremo za zbiranje sončne toplote s spremenljivim kotom naklona za sončni rastlinjak in podporno napravo za shranjevanje toplote za telo toplogrednih vod v celotnem vremenu. Aktivna tehnologija za zbiranje sončne toplote z spremenljivimi nagibi se prebije skozi omejitve tradicionalne opreme za zbiranje toplogrednih toplotnih toplotnih toplotnih toplotnih zmogljivosti, kot so omejena zmogljivost zbiranja toplote, senčenje in zasedba obdelovanih zemljišč. Z uporabo posebne toplogredne strukture sončnega rastlinjaka je v celoti uporabljen prostor za sajenje rastlinjaka, kar močno izboljša učinkovitost uporabe toplogrednih prostorov. V značilnih sončnih delovnih pogojih aktivni sistem za zbiranje sončne toplote s spremenljivimi nakloni doseže 1,9 MJ/(M2H), učinkovitost porabe energije doseže 85,1%, stopnja varčevanja z energijo pa 77%. V tehnologiji za shranjevanje toplogrednih toplog je nastavljena večfazna konstrukcija za shranjevanje toplote, zmogljivost za shranjevanje toplote se poveča in počasno sproščanje toplote iz naprave se uresniči, da se uresniči učinkovita uporaba Toplota, ki jo zbira oprema za toplotno toplotno zbiranje toplote.

Energija biomase

Nova struktura objekta je zgrajena z združevanjem naprave za toplotno proizvodnjo biomase z rastlinjakom, surovine za biomase, kot so prašič, ostanki gob in slama so sestavljene za kuhanje toplote, ustvarjena toplotna energija pa se neposredno dovaja v rastlinjak [ 5]. V primerjavi z rastlinjakom brez ogrevalnega rezervoarja za fermentacijo biomase lahko ogrevalni rastlinjak učinkovito zviša talno temperaturo v rastlinjaku in ohrani pravilno temperaturo korenin pridelkov, gojenih v tleh v normalnem podnebju pozimi. Vzemite enoslojni asimetrični toplotni izolacijski rastlinjak z razponom 17 m in dolžino 30m kot primer, pri čemer dodate 8 m kmetijskih odpadkov (paradižnikova slama in prašičja gnoj) v zaprto fermentacijo za naravno fermentacijo, ne da bi preklopili pločevinko. Povišajte povprečno dnevno temperaturo rastlinjaka za 4,2 ℃ pozimi, povprečna dnevna najnižja temperatura pa lahko doseže 4,6 ℃.

Uporaba energije fermentacije, nadzorovane z biomaso, je fermentacijska metoda, ki uporablja instrumente in opremo za nadzor procesa fermentacije, da se hitro pridobi in učinkovito uporabi toplotno energijo biomase in plinsko gnojilo CO2, med katerimi sta ključni dejavniki za uravnavanje fermentacije toplotne toplote in vlage in proizvodnja plina biomase. V prezračevanih pogojih aerobni mikroorganizmi v fermentacijskem gomilu uporabljajo kisik za življenjske dejavnosti, del ustvarjene energije pa se uporablja za lastne življenjske dejavnosti, del energije pa se sprosti v okolje kot toplotna energija, kar je koristno za temperaturo vzpon okolja. Voda sodeluje v celotnem postopku fermentacije, ki zagotavlja potrebna topna hranila za mikrobne aktivnosti in hkrati sprošča toploto kopice v obliki pare skozi vodo, da bi zmanjšali temperaturo kopice, podaljšajo življenjsko dobo mikroorganizmi in povečajo razsuto temperaturo kopice. Namestitev naprave za izpiranje slame v fermentacijski rezervoar lahko pozimi zviša temperaturo v zaprtih prostorih za 3 ~ 5 ℃, okrepi fotosintezo rastlin in poveča donos paradižnika za 29,6%.

Geotermalna energija

Kitajska je bogata z geotermalnimi viri. Trenutno je najpogostejši način, da kmetijski objekti porabijo geotermalno energijo, uporaba toplotne črpalke tal, ki se lahko prenaša iz nizko toplotne energije v toplotno energijo z nizko stopnjo, tako da vnos majhne količine visoke energije (na primer električna energija). Ogrevanje toplotne črpalke v virih toplogrednih ogrevanja, ki se razlikuje od tradicionalnih ogrevalnih toplogrednih ogrevanja, ne more doseči le pomembnega ogrevalnega učinka, ampak ima tudi možnost hlajenja rastlinjaka in zmanjšanje vlažnosti v rastlinjaku. Raziskava aplikacijske toplotne črpalke na tleh na področju konstrukcije ohišja je zrela. Osnovni del, ki vpliva na ogrevanje in hladilno zmogljivost toplotne črpalke v virih, je podzemni modul za izmenjavo toplote, ki v glavnem vključuje zakopane cevi, podzemne vrtine itd. Kako oblikovati podzemni sistem za izmenjavo toplote z uravnoteženimi stroški in učinkom ima vedno je bil raziskovalni poudarek tega dela. Hkrati sprememba temperature podzemne plasti tal pri uporabi toplotne črpalke v virih vpliva tudi na učinek uporabe sistema toplotne črpalke. Uporaba toplotne črpalke za toplotno črpalko za hlajenje rastlinjaka poleti in shranjevanje toplotne energije v globoki plasti tal lahko ublaži temperaturno kapljico podzemne plasti tal in pozimi izboljša učinkovitost toplotne toplotne črpalke v toplotni viri.

Trenutno se v raziskavi učinkovitosti in učinkovitosti toplotne črpalke v virih z dejanskimi eksperimentalnimi podatki vzpostavi numerični model s programsko opremo, kot sta Hard2 in Trnsys, in ugotovljeno je, da je ogrevanje in koeficient zmogljivosti (COP (COP ) toplotne črpalke tal lahko doseže 3,0 ~ 4,5, kar ima dober učinek hlajenja in ogrevanja. V raziskavi strategije obratovanja sistema toplotne črpalke so Fu Yunzhun in drugi ugotovili, da v primerjavi s stranskim tokom tovora tok talnega vira večji vpliv na zmogljivost enote in zmogljivosti prenosa toplote zakopane cevi . Pod pogojem nastavitve pretoka lahko največja vrednost COP enote doseže 4.17, tako da 2 uri sprejme operacijsko shemo delovanja in 2 uri; Shi Huixian et. sprejel vmesni način obratovanja sistema za shranjevanje vode. Poleti, ko je temperatura visoka, lahko COP celotnega sistema za oskrbo z energijo doseže 3,80.

Tehnologija za shranjevanje toplote tal v rastlinjaku

Globoko shranjevanje toplote tal v rastlinjaku se v rastlinjakih imenuje tudi "Banka za shranjevanje toplote". Hladne poškodbe pozimi in visoke temperature poleti so glavne ovire za proizvodnjo toplogrednih plinov. Na podlagi močne zmogljivosti za shranjevanje toplote globokih tal je raziskovalna skupina zasnovala rastlinjaško podzemno napravo za shranjevanje globoke toplote. Naprava je dvoslojni vzporedni cevovod za prenos toplote, zakopan na globini 1,5 ～ 2,5 milijona pod zemljo v rastlinjaku, z zračnim dovodom na vrhu rastlinjaka in zračnim vtičnikom na tleh. Kadar je temperatura v rastlinjaku visoka, ventilator prisilno črpa v tleh, da uresniči shranjevanje toplote in znižanje temperature. Ko je temperatura rastlinjaka nizka, se toplota izvleče iz zemlje, da segreva rastlinjak. Rezultati proizvodnje in uporabe kažejo, da lahko naprava v zimski noči zviša temperaturo toplogrednih parkovb za 2,3 ℃, poleti zniža zaprto temperaturo za 2,6 ℃ in poveča donos paradižnika za 1500 kg v 667 m². Naprava v celoti uporablja značilnosti "tople pozimi in hladne poleti" in "stalna temperatura" globokih podzemnih tal, zagotavlja "banka za dostop do energije" za rastlinjak in neprestano dopolnjuje pomožne funkcije hlajenja in ogrevanja v toplogrednih plinih .

Koordinacija več energije

Uporaba dveh ali več energijskih vrst za ogrevanje lahko rastlinjak učinkovito nadoknadi slabosti posameznega tipa energije in daje igro na superpozicijski učinek "One Plus One je večji od dveh". Komplementarno sodelovanje med geotermalno energijo in sončno energijo je raziskovalna žarišče nove porabe energije v kmetijski proizvodnji v zadnjih letih. Emmi et. Preučeval je sistem energije z več viri (slika 1), ki je opremljen s fotovoltaično-termalnim hibridnim sončnim kolektorjem. V primerjavi s skupnim sistemom toplotne črpalke zrak-voda se energetska učinkovitost večkratnega energetskega sistema izboljša za 16%~ 25%. Zheng et. Razvil novo vrsto združenega sistema za shranjevanje toplote sončne energije in toplotne črpalke v virih. Sistem sončnega zbiralnika lahko uresniči kakovostno sezonsko shranjevanje ogrevanja, torej kakovostno ogrevanje pozimi in kakovostno hlajenje poleti. Pokopani izmenjevalec toplote in prekinitveni rezervoar za shranjevanje toplote lahko dobro delujeta v sistemu, vrednost COP v sistemu pa lahko doseže 6,96.

V kombinaciji s sončno energijo želi zmanjšati porabo komercialne energije in povečati stabilnost sončnega napajanja v rastlinjaku. WAN YA ET. Predstavite novo shemo inteligentne kontrolne tehnologije za združevanje proizvodnje sončne energije s komercialno močjo za ogrevanje toplogrednih plinov, ki lahko izkoristi fotovoltaično moč, ko je svetloba, in jo spremenite v komercialno moč, kadar ni svetlobe, kar močno zmanjša pomanjkanje pomanjkanja obremenitve ocena in zmanjšanje gospodarskih stroškov brez uporabe baterij.

Sončna energija, energija biomase in električna energija lahko skupaj segrejejo rastlinjake, kar lahko doseže tudi visoko učinkovitost ogrevanja. Zhang Liangrui in drugi kombinirani nabiranje toplote sončne vakuumske cevi z dolino električno toplotno shranjevanje rezervoarja za vodo. Ogrevalni sistem toplogrednih plinov ima dobro toplotno udobje, povprečna učinkovitost ogrevanja sistema pa je 68,70%. Električni rezervoar za shranjevanje toplote je naprava za shranjevanje biomase ogrevalne vode z električnim ogrevanjem. Najnižja temperatura dovoda vode na ogrevalnem koncu je nastavljena, strategija obratovanja sistema pa se določi glede na temperaturo shranjevanja vode v delu zbiranja sončne toplote in delom za shranjevanje toplote biomase, tako da doseže stabilno temperaturo ogrevanja v Ogrevanje konca in prihranite električno energijsko in energijsko energijsko materiale v največji meri.

Inovativne raziskave in uporaba novih toplogrednih materialov

S širitvijo rastlinjaka se vse pogosteje razkrivajo uporaba slabosti tradicionalnih toplogrednih materialov, kot so opeke in tla. Zato je za nadaljnje izboljšanje toplotne zmogljivosti rastlinjaka in zajemanje razvojnih potreb sodobnega rastlinjaka veliko raziskav in uporabe novih prozornih pokrivnih materialov, toplotnih izolacijskih materialov in stenskih materialov.

Raziskave in uporaba novih preglednih materialov

Vrste prozornih pokrivnih materialov za rastlinjak vključujejo predvsem plastični film, steklo, sončno ploščo in fotonapetostno ploščo, med katerimi ima plastični film največje območje uporabe. Tradicionalni film o toplogrednih območjih ima pomanjkljivosti kratkega službenega življenja, ne razgradnje in enojne funkcije. Trenutno so z dodajanjem funkcionalnih reagentov ali premazov razvili številne nove funkcionalne filme.

Film o svetlobnem pretvorbi:Film za pretvorbo svetlobe spreminja optične lastnosti filma z uporabo svetlobnih pretvorbenih sredstev, kot so redki zemeljski materiali in nano materiali, in lahko pretvori ultravijolično svetlobo v rdečo oranžno svetlobo in modro vijolično svetlobo, ki jo potrebujejo rastlinski fotosinteza, s čimer se povečajo rastlinski donos in zmanjšanje pridelkov in zmanjšanje pridelka in zmanjšanje pridelkov in zmanjšanje pridelkov in zmanjšanje pridelkov in zmanjšanje rastlinskih pridelkov in zmanjšanje rastlinskih pridelkov in zmanjšanje pridelkov in zmanjšanje Škoda ultravijolične svetlobe na pridelke in toplogredne filme v plastičnih rastlinjakih. Na primer, širokopasovni vijolično-rdeči toplogredni film z VTR-660 svetlobnim pretvorbenim sredstvom lahko znatno izboljša infrardečo prepustnost, kadar se nanese v rastlinjaku, in v primerjavi s kontrolnim rastlinjakom, donosom paradižnika na hektar, vitamin C in Lycopen vsebnost vitamina C in lykopena se znatno povečajo za 25,71%, 11,11% oziroma 33,04%. Vendar pa je treba še vedno preučevati življenjsko dobo, življenjsko dobo, razgradljivost in stroške novega filma o pretvorbi svetlobe.

Razpršeno steklo: Razpršeno steklo v rastlinjaku je poseben vzorec in tehnologija proti refleksiji na površini stekla, ki lahko poveča sončno svetlobo v razpršeno svetlobo in vstopi v rastlinjak, izboljša učinkovitost fotosinteze pridelkov in poveča donos pridelkov. Razpršeno steklo pretvori svetlobo, ki vstopi v rastlinjak v razpršeno svetlobo skozi posebne vzorce, raztreseno svetlobo pa lahko enakomerno obsevamo v rastlinjak, kar izloči senčni vpliv okostja na rastlinjaku. V primerjavi z navadnim plavajočim steklom in ultra-belim plavajočim steklom je standard lahkega prepustnosti razpršenega stekla 91,5%, navadno plavajoče steklo pa 88%. Za vsakega 1% povečanja lahke prepustnosti znotraj rastlinjaka se lahko donos poveča za približno 3%, topni sladkor in vitamin C v sadju in zelenjavi pa sta se povečala. Razprševanje stekla v rastlinjaku je najprej prevlečeno in nato kaljeno, stopnja samoizdelave pa je višja od nacionalnega standarda in doseže 2 ‰.

Raziskave in uporaba novih toplotnih izolacijskih materialov

Tradicionalni toplotni izolacijski materiali v rastlinjaku vključujejo predvsem slamnato preprogo, odejo iz papirja, ifeficirano toplotno izolacijsko odejo itd. . Večina jih ima napako pri izgubi učinkovitosti toplotne izolacije zaradi notranje vlage po dolgotrajni uporabi. Zato obstaja veliko aplikacij novih visoko toplotno izolacijskih materialov, med katerimi so raziskovalni fokus nova toplotna izolacijska odeja, shranjevanje toplote in toploto.

Novi toplotni izolacijski materiali so običajno narejeni s predelavo in sestavljenimi površinskimi vodoodpornimi materiali, ki so odporni na staranje, kot sta tkani film in prevlečeni s puhastimi toplotnimi izolacijskimi materiali, kot so razpršeni bombaž, raznolični kašmir in biserni bombaž. Na severovzhodni Kitajski je bila testirana tkana filmska bombažna toplotna odeja bombaža. Ugotovljeno je bilo, da je dodajanje 500g bombaža, prevlečenega z razpršilcem, enakovredno toplotni izolacijski zmogljivosti 4500g črna toplotna izolacijska odeja na trgu. V enakih pogojih je bila toplotna izolacijska zmogljivost 700 g bombaža, prevlečenega z razpršilcem, izboljšana za 1 ~ 2 ℃ v primerjavi s 500 g bombažnim toplotnim izolacijskim odejam, prevlečenim z razpršilcem. Hkrati so tudi druge študije ugotovile, da je v primerjavi s pogosto uporabljenimi toplotnimi izolacijskimi odejami na trgu toplotni izolacijski učinek razpršenih bombažnih in raznih kašmirskih toplotnih odej boljši, s stopnjo termične izolacije 84,0% in 83,3 %. Kadar je najhladnejša zunanja temperatura -24,4 ℃, lahko notranja temperatura doseže 5,4 oziroma 4,2 ℃. V primerjavi z enotno slamo odejo izolacijske odeje ima nova kompozitna izolacijska odeja prednosti lahke teže, visoke hitrosti izolacije, močne vodoodporene in starajoče se odpornosti in se lahko uporablja kot nova vrsta visoke učinkovitosti izolacijskega materiala za sončne zelenjave.

Obenem, v skladu z raziskavami toplotnih izolacijskih materialov za naprave za zbiranje toplote in shranjevanje toplogrednih plinov, ugotovimo tudi, da imajo debelina enaka večplastni kompozitni toplotni izolacijski materiali boljšo učinkovitost toplotne izolacije kot posamezni materiali. Ekipa profesorja Li Jianminga z univerze Northwest A&F je zasnovala in pregledala 22 vrst toplotnih izolacijskih materialov naprav za shranjevanje toplogrednih voda, kot so vakuumska deska, zračni in gumijasti bombaž, ter izmerila njihove toplotne lastnosti. Rezultati so pokazali, da lahko 80 mm toplotna izolacijska prevleka+airgel+gumijasta-plastična toplotna izolacija bombažnega kompozitnega izolacijskega materiala zmanjša disipacijo toplote za 0,367MJ na enoto v primerjavi z 80 mm gumijastim bombažem, njegov koeficient prenosa toplote pa 0,283W/(M2 · K) Ko je bila debelina izolacijske kombinacije 100 mm.

Material za spreminjanje faz je ena izmed vročih točk v raziskavah toplogrednih materialov. Univerza Northwest A&F je razvila dve vrsti naprav za shranjevanje materiala faznih sprememb: ena je škatla za shranjevanje iz črnega polietilena, ki ima velikost 50 cm × 30 cm × 14 cm (dolžina × višina × debelina) in je napolnjena z materiali za spreminjanje faz, torej da lahko shrani toploto in sprošča toploto; Drugič, razvita je nova vrsta fazne spreminjanja stenske plošče. Fazno spreminjanje stenske plošče je sestavljeno iz faznih menjalnih materialov, aluminijaste plošče, aluminijaste plastične plošče in aluminijeve zlitine. Material faznih sprememb je nameščen na najbolj osrednjem položaju stenske plošče, njegova specifikacija pa je 200 mm × 200 mm × 50 mm. To je praškasta trdna snov pred in po fazni spremembi in ni pojava taljenja ali tečenja. Štiri stene materiala za spreminjanje faznih sprememb so aluminijasta plošča in aluminijasta plastična plošča. Ta naprava lahko spozna funkcije predvsem shranjevanja toplote podnevi in ​​v glavnem sprošča toploto ponoči.

Zato obstajajo težave pri uporabi enojnega toplotnega izolacijskega materiala, kot so nizka učinkovitost toplotne izolacije, velika izguba toplote, čas shranjevanja kratkega toplote itd. Pokrivanje plasti naprave za shranjevanje toplote lahko učinkovito izboljša toplotno izolacijsko zmogljivost toplogrednih plinov, zmanjša toplotno izgubo toplogrednih plinov in tako doseže učinek varčevanja z energijo.

Raziskave in uporaba novega zidu

Kot nekakšna konstrukcija ohišja je stena pomembna ovira za zaščito pred hladnimi rastlinjaki in ohranjanje toplote. Glede na stenske materiale in konstrukcije lahko razvoj severne stene rastlinjaka razdelimo na tri vrste: enoplastna stena iz zemlje, opeke itd., In večplastna severna stena, narejena iz glinenih opek, blokov opeke, blok opeke, Polistirenske plošče itd., Z notranjo toplotno shranjevanje in zunanjo toplotno izolacijo, in večina teh sten je zamudna in delovno intenzivna; Zato se je v zadnjih letih pojavilo veliko novih vrst sten, ki jih je enostavno zgraditi in primerne za hitro sestavljanje.

Pojav sestavljenih sten novih vrst spodbuja hiter razvoj sestavljenih rastlinjakov, vključno z novimi kompozitnimi stenami z zunanjimi vodoodpornimi in materiali, kot so klobučevi Izolacijske plasti, kot so fleksibilne sestavljene stene bombaža, vezanega na brizganje, v Xinjiangu. Poleg tega so druge študije poročale tudi o severni steni sestavljenega rastlinjaka s plastjo za shranjevanje toplote, kot je opečna pšenična lupina v Xinjiangu. V istem zunanjem okolju, ko je najnižja zunanja temperatura -20,8 ℃, je temperatura v sončnem rastlinjaku s kompozitnim zidom malte za pšenično lupino 7,5 ℃, medtem ko je temperatura v sončnem rastlinjaku z opečno steno 3,2 ℃. Čas žetve paradižnika v opečnem rastlinjaku lahko napreduje do 16 dni, pridelek posameznega rastlinjaka pa se lahko poveča za 18,4%.

Skupina objekta severozahodne univerze A&F je predstavila oblikovalsko idejo o izdelavi materialov za slamo, tla, vodo, kamni in faze v module toplotne izolacije in toplote s kota svetlobe in poenostavljene zasnove sten, ki je spodbujala uporabo uporabe modularnih sestavljenih zid. Na primer, v primerjavi z navadnim rastlinjakom opečne stene je povprečna temperatura v rastlinjaku 4,0 ℃ višja na tipični sončni dan. Tri vrste cementnih modulov za anorganske faze, ki so izdelani iz faznega materiala (PCM) in cementa, so nabrali toploto 74,5, 88,0 in 95,1 MJ/m³, in sproščena toplota 59,8, 67,8 in 84,2 MJ/m³, oziroma. Imajo funkcije "vrhunskega rezanja" podnevi, ponoči "Napolniti dolino", poleti absorbirajo vročino in pozimi sproščajo vročino.

Te nove stene so sestavljene na mestu, s kratkim gradbenim obdobjem in dolgo življenjsko dobo, ki ustvarjajo pogoje za gradnjo lahkih, poenostavljenih in hitro sestavljenih montažnih rastlinjakov in lahko močno spodbujajo strukturno reformo rastlinjakov. Vendar pa je v tovrstni steni nekaj napak, na primer stena toplotne izolacijske odeje, ki je vezana na razpršilo, ima odlične zmogljivosti toplotne izolacije, vendar nima zmogljivosti za shranjevanje toplote, gradbeni material za spreminjanje faz pa ima problem visokih stroškov uporabe. V prihodnosti je treba okrepiti aplikacijske raziskave sestavljene stene.

Nova energija, novi materiali in novi modeli pomagajo pri spreminjanju strukture toplogrednih plinov.

Raziskave in inovacije nove energije in novih materialov so temelj za oblikovalsko inovacijo rastlinjaka. Sončni rastlinjak in lok, ki varčuje z energijo, so največje strukture lopov v kitajski kmetijski proizvodnji in igrajo pomembno vlogo pri kmetijski proizvodnji. Vendar pa so z razvojem kitajske socialne ekonomije vse bolj predstavljene pomanjkljivosti obeh vrst objektov. Prvič, prostor objektnih struktur je majhen, stopnja mehanizacije pa nizka; Drugič, sončni rastlinjak, ki varčuje z energijo, ima dobro toplotno izolacijo, vendar je raba zemljišč nizka, kar je enakovredno nadomeščanju toplogrednih energije z zemljiščem. Navadni lok ima ne le majhen prostor, ampak ima tudi slabo toplotno izolacijo. Čeprav ima rastlinjak z več razpon velik prostor, ima slabo toplotno izolacijo in visoko porabo energije. Zato je nujno raziskati in razviti strukturo toplogrednih parkov, ki je primerna za trenutno socialno in gospodarsko raven Kitajske, raziskovanje in razvoj nove energije in novih materialov pa bosta pomagala pri spreminjanju strukture toplogrednih plinov in proizvajanju različnih inovativnih modelov ali struktur toplogrednih plinov.

Inovativne raziskave asimetričnega vodnega gnevnega rastlinjaka z velikimi razponi

Asimetrični asimetrični vodno nadzorovano pivovarsko rastlinjak (patentna številka: ZL 201220391214.2) temelji na načelu zelenjave sončne svetlobe, ki spreminja simetrično strukturo navadnega plastičnega rastlinja Severni razpon in zmanjšanje območja razprševanja toplote z razponom 18 ~ 24m in višino grebena 6 ~ 7m. Skozi oblikovalske inovacije se je prostorska struktura znatno povečala. Hkrati se težave z nezadostno toploto v rastlinjakih pozimi in slabe toplotne izolacije običajnih toplotnih izolacijskih materialov rešujejo z uporabo nove tehnologije biomase, ki piva toplota in toplotne izolacijske materiale. Rezultati proizvodnje in raziskav kažejo, da lahko asimetrična vodno pod nadzorom pivovarstva s povprečno temperaturo 11,7 ℃ ob sončnih dneh in 10,8 ℃ v oblačnih dneh lahko zadosti povpraševanje po rasti pridelkov in stroški gradnje pridelav rastlinjak se zmanjša za 39,6%, stopnja uporabe zemljišč pa se poveča za več kot 30% v primerjavi z rastlinjak iz polistirenske opeke, ki je primeren za nadaljnje Popularizacija in uporaba v rumenem porečju reke Huaihe na Kitajskem.

Sestavljen rastlinjak sončne svetlobe

Sestavljen Greenhouse zavzema stolpce in strešno okostje kot tovorno strukturo, njegov stenski material pa je predvsem ohišje toplotne izolacije, namesto ležaja in pasivnega shranjevanja toplote in sproščanja. V glavnem: (1) Nova vrsta sestavljene stene se tvori s kombiniranjem različnih materialov, kot so prevlečen film ali barvna jeklena plošča, slamnat blok, fleksibilna toplotna izolacijska odeja, blok malte itd. -polistirenski odbor za odbor; (3) Svetlobna in preprosta vrsta toplotnih izolacijskih materialov z aktivnim sistemom za shranjevanje in sproščanje toplote ter sistemom za razmaščevanje, kot so plastični kvadratni vedri za shranjevanje toplote in shranjevanje toplote. Uporaba različnih novih toplotnih izolacijskih materialov in materialov za shranjevanje toplote namesto tradicionalnih zemeljskih stene za izgradnjo sončnega rastlinjaka ima velik prostor in majhen gradbeni inženiring. Eksperimentalni rezultati kažejo, da je temperatura rastlinjaka ponoči pozimi 4,5 ℃ višja od temperature tradicionalnega rastlinjaka opečne stene, debelina zadnje stene pa 166 mm. V primerjavi s 600-milimetrskim rastlinjakom debele opečne stene se zasedena površina stene zmanjša za 72%, stroški na kvadratni meter je znatno padel. Zato ima sestavljeni rastlinjak prednosti manj obdelovalnega uničenja zemljišč, varčevanja z zemljišči, hitro hitrost gradnje in dolgo življenjsko dobo in je ključna smer za inovacije in razvoj sončnih rastlinjakov trenutno in v prihodnosti.

Drsni rastlinjak sončne svetlobe

Sončni rastlinjak, ki ga prihrani na drsalni plošči, ki ga je razvila kmetijska univerza Shenyang, uporablja zadnjo steno sončnega rastlinjaka, da tvori sistem za shranjevanje toplote, ki kroži vodo, za shranjevanje toplote in dvigovanja temperature, ki je sestavljen predvsem iz bazena (32m³), lahka plošča za zbiranje (360m²), vodna črpalka, vodna cev in krmilnik. Prilagodljivo toplotno izolacijsko odejo je nadomeščeno z novim lahkim jeklenim materialom z barvnimi ploščami iz lahke volne na vrhu. Raziskava kaže, da ta zasnova učinkovito rešuje problem z blokiranimi svetlobami in poveča območje vnos svetlobe v rastlinjaku. Osvetlitveni kot rastlinjaka je 41,5 °, kar je skoraj 16 ° večje od stopnje kontrolnega rastlinjaka in tako izboljša hitrost osvetlitve. Porazdelitev temperature v zaprtih prostorih je enakomerna, rastline pa lepo rastejo. V rastlinjaku so prednosti izboljšanja učinkovitosti rabe zemljišč, prilagodljivo oblikovanje velikosti toplogrednih plinov in skrajšanja gradnje, kar je zelo pomembno za zaščito obdelovalnih zemljiških virov in okolja.

Fotovoltaični rastlinjak

Kmetijski rastlinjak je rastlinjak, ki združuje sončno fotonapetostno proizvodnjo energije, inteligenten nadzor temperature in sodobno visokotehnološko sajenje. Sprejema jekleni kostni okvir in je prekrit s sončnimi fotovoltaičnimi moduli, da se zagotovi razsvetljave modulov fotovoltaičnih modulov za proizvodnjo energije in razsvetljave celotnega toplogrednika. Neposredni tok, ki ga ustvarja sončna energija, neposredno dopolnjuje luč kmetijskih rastlinjakov, neposredno podpira normalno delovanje toplogredne opreme, poganja namakanje vodnih virov, poveča temperaturo toplogrednih parkov in spodbuja hitro rast pridelkov. Fotovoltaični moduli na ta način bodo vplivali na učinkovitost osvetlitve strehe toplogrednih plinov in nato vplivali na normalno rast zelenjave v rastlinjaki. Zato racionalna postavitev fotonapetostnih plošč na strehi rastlinjaka postane ključna točka uporabe. Kmetijski rastlinjak je produkt ekološke kombinacije ogledov kmetijstva in vrtnarjenja, in je inovativna kmetijska industrija, ki vključuje ustvarjanje fotovoltaične energije, kmetijske znamenitosti, kmetijske pridelke, kmetijsko tehnologijo, krajinsko in kulturno razvoj.

Inovativna zasnova skupine toplogrednih plinov z energijsko interakcijo med različnimi vrstami rastlinjakov

Guo Wenzhong, raziskovalec na Pekinški akademiji za kmetijske in gozdarske vede, uporablja ogrevalno metodo prenosa energije med rastlinjaki za zbiranje preostale toplotne energije v eni ali več rastlinjaki za ogrevanje drugega ali več rastlinjakov. Ta metoda ogrevanja realizira prenos toplogrednih energije v času in prostoru, izboljšuje učinkovitost porabe energije preostale toplotne toplotne energije in zmanjša skupno porabo energije ogrevanja. Dve vrsti rastlinjakov sta lahko različna vrsta rastlinjakov ali enaka vrsta rastlinjakov za sajenje različnih pridelkov, kot so zelenjave solate in paradižnikov. Metode zbiranja toplote vključujejo predvsem pridobivanje v zaprtih prostorih zraka in neposredno prestrezanje vpadajočega sevanja. Z zbiranjem sončne energije, prisilno konvekcijo s toplotnim izmenjevalnikom in prisilno ekstrakcijo s toplotno črpalko je bila za ogrevanje rastlinjaka izvlečena presežna toplota v visokoenergetskem zelenjavi.

povzeti

Te nove sončne rastlinjake imajo prednosti hitrega montaže, skrajšanega obdobja gradnje in izboljšane stopnje uporabe zemljišč. Zato je treba še naprej raziskati delovanje teh novih rastlinjakov na različnih področjih in zagotoviti možnost za obsežno popularizacijo in uporabo novih rastlinjakov. Hkrati je treba nenehno krepiti uporabo nove energije in novih materialov v rastlinjakih, da bi zagotovili moč za strukturno reformo rastlinjakov.

Prihodnje perspektive in razmišljanje

Tradicionalne rastlinjake imajo pogosto nekaj pomanjkljivosti, kot so visoka poraba energije, nizka stopnja porabe zemljišč, zamudna in delovna sila, slaba uspešnost itd. odpravljeno. Zato je razvojni trend uporabe novih virov energije, kot so sončna energija, energija biomase, geotermalna energija in vetrna energija, novi materiali za uporabo toplogrednih plinov in novi modeli za spodbujanje strukturne spremembe rastlinjaka. Najprej nova rastlinjak, ki jo poganjajo nova energija in novi materiali, ne bi smela ustrezati potrebam mehaniziranega delovanja, ampak tudi prihraniti energijo, zemljo in stroške. Drugič, potrebno je nenehno raziskati delovanje novih rastlinjakov na različnih območjih, tako da bi lahko spodbudili pogoje za obsežno popularizacijo rastlinjanja. V prihodnosti bi morali še naprej iskati novo energijo in nove materiale, primerne za uporabo v rastlinjakih, in poiskati najboljšo kombinacijo nove energije, novih materialov in rastlinjaka, da bi lahko zgradili nov rastlinjak z nizkimi stroški, kratkimi gradnji Obdobje, nizka poraba energije in odlična uspešnost pomagajo, da se struktura toplogrednih sredstev spremeni in spodbuja razvoj modernizacije rastlinjakov na Kitajskem.

Čeprav je uporaba nove energije, novih materialov in novih modelov v konstrukciji toplogrednih plinov neizogiben trend, je treba še veliko težav preučiti in premagati: (1) Stroški gradnje se povečajo. V primerjavi s tradicionalnim ogrevanjem s premog, zemeljskim plinom ali nafto je uporaba nove energije in novih materialov okolju prijazna in brez onesnaževanja, vendar se stroški gradnje znatno povečajo, kar ima določen vpliv na obnovitev naložbe pri proizvodnji in delovanju . V primerjavi z porabo energije se bodo stroški novih materialov znatno povečali. (2) Nestabilna uporaba toplotne energije. Največja prednost nove porabe energije so nizki obratovalni stroški in nizko emisiji dioksida z nizkim ogljikom, vendar je dobava energije in toplote nestabilna, oblačni dnevi pa postanejo največji omejujoči dejavnik pri uporabi sončne energije. V procesu proizvodnje toplote biomase s fermentacijo je učinkovita uporaba te energije omejena s težavami z nizko fermentacijsko toplotno energijo, težkim upravljanjem in nadzorom ter velikega prostora za shranjevanje za prevoz surovin. (3) Tehnološka zrelost. Te tehnologije, ki jih uporabljajo nova energija in novi materiali, so napredni raziskovalni in tehnološki dosežki, njihovo področje uporabe in obseg pa sta še vedno precej omejena. Niso že večkrat, številnih spletnih mest in obsežnega preverjanja prakse, in neizogibno obstajajo nekatere pomanjkljivosti in tehnične vsebine, ki jih je treba izboljšati pri uporabi. Uporabniki pogosto zanikajo napredovanje tehnologije zaradi manjših pomanjkljivosti. (4) Stopnja penetracije tehnologije je nizka. Široka uporaba znanstvenega in tehnološkega dosežka zahteva določeno priljubljenost. Trenutno so nova energija, nova tehnologija in nova tehnologija oblikovanja toplogrednih plinov v skupini znanstvenih raziskovalnih centrov na univerzah z določenimi inovacijskimi sposobnostmi, večina tehničnih povpraševalcev ali oblikovalcev pa še vedno ne ve; Obenem sta popularizacija in uporaba novih tehnologij še vedno precej omejena, ker je osnovna oprema novih tehnologij patentirana. (5) Vključevanje nove energije, novih materialov in zasnove toplogredne strukture je treba še okrepiti. Ker energija, materiali in oblikovanje toplogredne strukture spadajo v tri različne discipline, talenti z izkušnjami z rastlinjaki pogosto nimajo raziskav o energiji in materialih, povezanih z rastlinjaki, in obratno; Zato morajo raziskovalci, povezani z raziskavami energije in materialov, okrepiti preiskavo in razumevanje dejanskih potreb razvoja toplogredne industrije, strukturni oblikovalci Cilj praktične tehnologije za raziskave toplogrednih rastlin, nizkih stroškov gradnje in učinka dobre uporabe. Na podlagi zgornjih težav se predlaga, da bi države, lokalne oblasti in znanstveni raziskovalni centri okrepili tehnične raziskave, poglobljeno raziskovali, okrepiti javnost znanstvenih in tehnoloških dosežkov, izboljšati popularizacijo dosežkov in hitro uresničiti dosežke Cilj nove energije in novih materialov za pomoč novemu razvoju toplogrednih industrij.

Navedene informacije

Li Jianming, Sun Guotao, Li Haojie, Li Rui, Hu Yixin. Nova energija, novi materiali in nov dizajn pomagajo novi revoluciji rastlinjaka [J]. Zelenjava, 2022, (10): 1-8.