Технологија за земјоделско инженерство во стакленички хортикултурни објекти 2022-12-02 17:30 објавено во Пекинг

Развојот на сончеви стакленици во необработени области како што се пустината, Гоби и песочното земјиште ефикасно ја реши контрадикцијата помеѓу храната и зеленчукот кои се натпреваруваат за земјиште. Тоа е еден од одлучувачките фактори на животната средина за растот и развојот на температурните култури, што често го одредува успехот или неуспехот на производството на стакленички култури. Затоа, за да се развијат сончеви стакленици во необработени области, прво мора да се реши проблемот со температурата на околината кај стаклениците. Во овој напис се сумирани методите за контрола на температурата што се користат во стаклениците на необработено земјиште во последниве години, а се анализираат и сумираат постојните проблеми и насоката на развој на температурата и заштитата на животната средина кај сончевите стакленици на необработено земјиште.

Кина има големо население и помалку достапни земјишни ресурси. Повеќе од 85% од земјишните ресурси се необработени земјишни ресурси, кои се главно концентрирани во северозападниот дел на Кина. Документ бр. 1 на Централниот комитет од 2022 година посочи дека развојот на инсталациското земјоделство треба да се забрза, а врз основа на заштитата на еколошката средина, треба да се истражат експлоатирачките празни земјишта и пустелија за развој на инсталациско земјоделство. Северозападна Кина е богата со пустина, Гоби, пустелија и други необработени земјишни ресурси и природни извори на светлина и топлина, кои се погодни за развој на инсталациско земјоделство. Затоа, развојот и користењето на необработените земјишни ресурси за развој на стакленици со необработено земјиште е од големо стратешко значење за обезбедување национална безбедност на храната и ублажување на конфликтите околу користењето на земјиштето.

Во моментов, необработената сончева стаклена градина е главната форма на високоефикасен земјоделски развој на необработено земјиште. На северозападниот дел од Кина, температурната разлика помеѓу денот и ноќта е голема, а ноќната температура во зима е ниска, што често доведува до феноменот дека минималната внатрешна температура е пониска од температурата потребна за нормален раст и развој на културите. Температурата е еден од неопходните фактори на животната средина за раст и развој на културите. Премногу ниската температура ќе ги забави физиолошките и биохемиските реакции на културите и ќе го забави нивниот раст и развој. Кога температурата е пониска од границата што културите можат да ја издржат, тоа дури ќе доведе и до повреда од смрзнување. Затоа, особено е важно да се обезбеди температурата потребна за нормален раст и развој на културите. За да се одржи соодветната температура на сончевата стаклена градина, не може да се реши само една мерка. Треба да се гарантира од аспект на дизајнот на стаклена градина, изградбата, изборот на материјали, регулирањето и секојдневното управување. Затоа, овој напис ќе го сумира статусот на истражувањето и напредокот во контролата на температурата на некултивираните оранжерии во Кина во последниве години од аспект на дизајнот и изградбата на оранжерии, мерките за зачувување на топлината и затоплување и управувањето со животната средина, со цел да се обезбеди систематска референца за рационален дизајн и управување со некултивираните оранжерии.

Структура и материјали за стаклена градина

Топлинската средина на стаклена градина главно зависи од капацитетот на стаклена градина за пренос, пресретнување и складирање на сончевото зрачење, што е поврзано со разумниот дизајн на ориентацијата на стаклена градина, обликот и материјалот на површината што пропушта светлина, структурата и материјалот на ѕидот и задниот покрив, изолацијата на темелите, големината на стаклена градина, режимот на ноќна изолација и материјалот на предниот покрив итн., а исто така е поврзано со тоа дали процесот на изградба на стаклена градина може да обезбеди ефикасно исполнување на барањата за дизајн.

Капацитет на пренос на светлина на предниот покрив

Главната енергија во стаклена градина доаѓа од сонцето. Зголемувањето на капацитетот за пренос на светлина на предниот покрив е корисно за стаклена градина да добие повеќе топлина, а исто така е важна основа за обезбедување на температурна средина на стаклена градина во зима. Во моментов, постојат три главни методи за зголемување на капацитетот за пренос на светлина и времето на прием на светлина на предниот покрив на стаклена градина.

01 дизајн разумна ориентација на стаклена градина и азимут

Ориентацијата на стаклена градина влијае на осветлувањето на стаклена градина и капацитетот за складирање на топлина. Затоа, за да се добие поголемо складирање на топлина во стаклена градина, ориентацијата на некултивираните стакленици во северозападна Кина е свртена кон југ. За специфичниот азимут на стаклена градина, при избор од југ кон исток, корисно е да се „фати сонцето“, а внатрешната температура брзо се зголемува наутро; кога се избира од југ кон запад, корисно е стаклена градина да ја искористи попладневната светлина. Јужниот правец е компромис помеѓу горенаведените две ситуации. Според познавањето на геофизиката, Земјата ротира 360° во еден ден, а азимутот на сонцето се поместува за околу 1° на секои 4 минути. Затоа, секој пат кога азимутот на стаклена градина се разликува за 1°, времето на директна сончева светлина ќе се разликува за околу 4 минути, односно азимутот на стаклена градина влијае на времето кога стаклена градина гледа светлина наутро и навечер.

Кога утринските и попладневните часови на светлина се еднакви, а истокот или западот се под ист агол, стаклена градина ќе добие исти часови на светлина. Меѓутоа, за подрачјето северно од 37° северна географска ширина, температурата е ниска наутро, а времето на откривање на прекривката е доцна, додека температурата е релативно висока попладне и навечер, па затоа е соодветно да се одложи времето на затворање на термоизолационата прекривка. Затоа, овие области треба да изберат насока југ-запад и целосно да ја искористат попладневната светлина. За областите со 30°~35° северна географска ширина, поради подобрите услови на осветлување наутро, времето на зачувување на топлината и откривањето на покривката може да се побрза. Затоа, овие области треба да изберат насока југ-исток за да се стремат кон повеќе утринско сончево зрачење за стаклена градина. Меѓутоа, во подрачјето од 35°~37° северна географска ширина, има мала разлика во сончевото зрачење наутро и попладне, па затоа е подобро да се избере насока југ. Без разлика дали е југоисток или југозапад, аголот на отстапување е генерално 5° ~ 8°, а максималниот не смее да надмине 10°. Северозападна Кина се наоѓа во опсег од 37°~50° северна географска ширина, па азимутниот агол на стаклена градина е генерално од југ кон запад. Со оглед на ова, стаклена градина со сончева светлина дизајнирана од Џанг Џингше итн. во областа Тајјуан ја избрала ориентацијата од 5° западно од југ, стаклена градина со сончева светлина изградена од Чанг Меимеи итн. во областа Гоби на коридорот Хекси ја усвоила ориентацијата од 5° до 10° западно од југ, а стаклена градина со сончева светлина изградена од Ма Жигуи итн. во северен Синџијанг ја усвоила ориентацијата од 8° западно од југ.

02 Дизајн разумен облик на предниот покрив и агол на наклон

Обликот и наклонот на предниот покрив го одредуваат аголот на пад на сончевите зраци. Колку е помал аголот на пад, толку е поголема трансмисијата. Сун Јурен верува дека обликот на предниот покрив главно се одредува од односот на должината на главната површина за осветлување и задниот наклон. Долгиот преден наклон и краткиот заден наклон се корисни за зачувување на осветлувањето и топлината на предниот покрив. Чен Веи-Ќиан и други сметаат дека главниот покрив за осветлување на сончевата стаклена градина што се користи во областа Гоби има кружен лак со радиус од 4,5 метри, што може ефикасно да се спротивстави на студот. Џанг Џингше и други сметаат дека е посоодветно да се користи полукружен лак на предниот покрив на стаклена градина во алпските и високите географски подрачја. Што се однесува до аголот на наклон на предниот покрив, според карактеристиките на пренос на светлина на пластичната фолија, кога аголот на пад е 0 ~ 40°, рефлективноста на предниот покрив во однос на сончевата светлина е мала, а кога надминува 40°, рефлективноста значително се зголемува. Затоа, 40° се зема како максимален агол на наклон за да се пресмета аголот на наклон на предниот покрив, така што дури и во зимската краткоденица, сончевото зрачење може да влезе во стаклена градина во максимална мера. Затоа, при дизајнирање на сончева стаклена градина погодна за необработени области во Вухаи, Внатрешна Монголија, Хе Бин и други го пресметале аголот на наклон на предниот покрив со агол на наклон од 40° и сметале дека доколку е поголем од 30°, може да ги задоволи барањата за осветлување на стаклениците и зачувување на топлината. Џанг Цаихонг и други сметаат дека при градење стакленици во необработените области на Синџијанг, аголот на наклон на предниот покрив на стаклениците во јужен Синџијанг е 31°, додека оној во северен Синџијанг е 32°~33,5°.

03 Изберете соодветни транспарентни материјали за покривање.

Покрај влијанието на условите на надворешното сончево зрачење, карактеристиките на материјалот и преносот на светлината на стаклена градина се исто така важни фактори кои влијаат на светлосната и топлинската средина на стаклена градина. Во моментов, преносот на светлина на пластичните филмови како што се PE, PVC, EVA и PO е различен поради различните материјали и дебелини на филмот. Општо земено, преносот на светлина на филмовите што се користат 1-3 години може да се гарантира дека е над 88% во целина, што треба да се избере според побарувачката на културите за светлина и температура. Покрај тоа, покрај преносот на светлината во стаклена градина, распределбата на светлосната средина во стаклена градина е исто така фактор на кој луѓето обрнуваат сè повеќе внимание. Затоа, во последниве години, материјалот за покривање на светлосната трансмисија со подобрено расејување на светлината е високо признат од индустријата, особено во областите со силно сончево зрачење во северозападна Кина. Примената на подобрено расејување на светлосната фолија го намали ефектот на засенчување на горниот и долниот дел од крошната на културите, ја зголеми светлината во средните и долните делови од крошната на културите, ги подобри фотосинтетските карактеристики на целата култура и покажа добар ефект на поттикнување на растот и зголемување на производството.

Разумен дизајн на големината на стаклена градина

Должината на стаклена градина е предолга или прекратка, што ќе влијае на контролата на внатрешната температура. Кога должината на стаклена градина е прекратка, пред изгрејсонце и зајдисонце, површината засенчена од источните и западните фронтони е голема, што не е погодно за затоплување на стаклена градина, а поради нејзиниот мал волумен, ќе влијае на апсорпцијата и ослободувањето на топлина од страна на почвата и ѕидовите во затворен простор. Кога должината е преголема, тешко е да се контролира внатрешната температура, а тоа ќе влијае на цврстината на структурата на стаклена градина и конфигурацијата на механизмот за тркалање на прекривката за зачувување на топлината. Висината и распонот на стаклена градина директно влијаат на дневната светлина на предниот покрив, големината на просторот на стаклена градина и односот на изолација. Кога распонот и должината на стаклена градина се фиксни, зголемувањето на висината на стаклена градина може да го зголеми аголот на осветлување на предниот покрив од перспектива на светлата средина, што е погодно за пренос на светлина; Од гледна точка на топлинската средина, висината на ѕидот се зголемува, а површината за складирање на топлина на задниот ѕид се зголемува, што е корисно за складирањето и ослободувањето на топлина на задниот ѕид. Покрај тоа, просторот е голем, стапката на топлински капацитет е исто така голема, а топлинската средина на стаклена градина е постабилна. Секако, зголемувањето на висината на стаклена градина ќе ја зголеми цената на стаклена градина, што бара сеопфатно разгледување. Затоа, при дизајнирање на стаклена градина, треба да избереме разумна должина, распон и висина според локалните услови. На пример, Џанг Цаихонг и други сметаат дека во северен Синџијанг, должината на стаклена градина е 50~80 м, распонот е 7 м, а висината на стаклена градина е 3,9 м, додека во јужен Синџијанг, должината на стаклена градина е 50~80 м, распонот е 8 м, а висината на стаклена градина е 3,6~4,0 м; Исто така, се смета дека распонот на стаклена градина не треба да биде помал од 7 м, а кога распонот е 8 м, ефектот на зачувување на топлината е најдобар. Покрај тоа, Чен Вејкијан и другите сметаат дека должината, распонот и висината на соларната стаклена градина треба да бидат 80 метри, 8~10 метри и 3,8~4,2 метри, соодветно, кога ќе се изгради во областа Гоби во Џиукван, Гансу.

Подобрете го капацитетот за складирање на топлина и изолација на ѕидот

Во текот на денот, ѕидот акумулира топлина со апсорбирање на сончевото зрачење и топлината од дел од воздухот во затворен простор. Ноќе, кога внатрешната температура е пониска од температурата на ѕидот, ѕидот пасивно ќе ослободува топлина за да ја загрее стаклена градина. Како главно тело за складирање на топлина во стаклена градина, ѕидот може значително да ја подобри внатрешната ноќна температура со подобрување на неговиот капацитет за складирање на топлина. Во исто време, функцијата на топлинска изолација на ѕидот е основа за стабилноста на топлинската средина во стаклена градина. Во моментов, постојат неколку методи за подобрување на капацитетот за складирање на топлина и изолација на ѕидовите.

01 дизајн разумна ѕидна структура

Функцијата на ѕидот главно вклучува складирање и зачувување на топлина, а во исто време, повеќето од ѕидовите на стаклена градина служат и како носечки елементи за поддршка на кровната носачка. Од гледна точка на добивање добра топлинска средина, разумна ѕидна структура треба да има доволен капацитет за складирање на топлина на внатрешната страна и доволен капацитет за зачувување на топлината на надворешната страна, а воедно да ги намали непотребните ладни мостови. Во истражувањето на складирањето и изолацијата на топлината на ѕидовите, Бао Енкаи и други го дизајнираа пасивниот ѕид за складирање на топлина од стврднат песок во пустинската област Вухаи, Внатрешна Монголија. Порозна тула беше употребена како изолационен слој однадвор, а стврднат песок беше употребен како слој за складирање на топлина одвнатре. Тестот покажа дека внатрешната температура може да достигне 13,7℃ во сончеви денови. Ма Јуехонг итн. дизајнираше композитен ѕид од блокови од малтер од пченични школки во северен Синџијанг, во кој негасена вар се полни во блоковите од малтер како слој за складирање на топлина, а вреќи со згура се редат на отворено како изолационен слој. Шупливиот блок ѕид дизајниран од Жао Пенг и др. во областа Гоби во покраината Гансу, користи бензенска плоча со дебелина од 100 мм како изолационен слој однадвор и песок и шупливи блокови од тули како слој за складирање на топлина одвнатре. Тестот покажува дека просечната температура во зима е над 10°C ноќе, а „Чаи Регенерација“ и др. исто така користат песок и чакал како изолационен слој и слој за складирање на топлина на ѕидот во областа Гоби во покраината Гансу. Во однос на намалувањето на студените мостови, Јан Џунјуе и др. дизајнираа лесен и поедноставен склопен заден ѕид, кој не само што ја подобри термичката отпорност на ѕидот, туку и ги подобри заптивните својства на ѕидот со лепење полистиренска плоча на надворешната страна од задниот ѕид; Ву Летиан и др. поставија армирано-бетонска прстенеста греди над темелите на ѕидот на стаклена градина и користеа трапезоидно печат од тули веднаш над прстенестата греди за да го потпрат задниот покрив, со што се реши проблемот со лесното појавување на пукнатини и слегнување на темелите во стаклениците во Хотјан, Синџијанг, со што се влијае на топлинската изолација на стаклениците.

02 Изберете соодветни материјали за складирање на топлина и изолација.

Ефектот на складирање на топлина и изолација на ѕидот зависи прво од изборот на материјали. Во северозападната пустина, Гоби, песочно земјиште и други области, според условите на локацијата, истражувачите земале локални материјали и направиле смели обиди да дизајнираат многу различни видови задни ѕидови на сончеви стакленици. На пример, кога Џанг Гуосен и другите граделе стакленици во полиња со песок и чакал во Гансу, песокот и чакалот биле користени како слоеви за складирање на топлина и изолација на ѕидовите; Според карактеристиките на Гоби и пустината во северозападна Кина, Жао Пенг дизајнирал еден вид ѕид од шупливи блокови со песочник и шупливи блокови како материјали. Тестот покажува дека просечната внатрешна ноќна температура е над 10℃. Со оглед на недостигот на градежни материјали како што се тули и глина во регионот Гоби во северозападна Кина, Жоу Чангџи и другите откриле дека локалните стакленици обично користат камчиња како материјали за ѕидови кога истражуваат сончеви стакленици во регионот Гоби во Кизилсу, Киргиз, Синџијанг. Со оглед на термичките перформанси и механичката цврстина на камчето, стаклена градина изградена со камче има добри перформанси во однос на зачувување на топлината, складирање на топлина и носивост. Слично, Џанг Јонг и други користеле камчиња како главен материјал за ѕидот и дизајнирале независен заден ѕид од камчиња за складирање на топлина во Шанкси и на други места. Тестот покажува дека ефектот на складирање на топлина е добар. Џанг и други дизајнирале еден вид ѕид од песочник според карактеристиките на северозападната област Гоби, кој може да ја зголеми внатрешната температура за 2,5°C. Покрај тоа, Ма Јуехонг и други го тестирале капацитетот за складирање на топлина на ѕид од песок исполнет со блокови, ѕид од блокови и ѕид од тули во Хотјан, Синџијанг. Резултатите покажале дека ѕидот од песок исполнет со блокови имал најголем капацитет за складирање на топлина. Покрај тоа, со цел да се подобрат перформансите на складирање на топлина на ѕидот, истражувачите активно развиваат нови материјали и технологии за складирање на топлина. На пример, Бао Енцаи предложил материјал за средство за фазна промена, кој може да се користи за подобрување на капацитетот за складирање на топлина на задниот ѕид на сончева стаклена градина во северозападните некултивирани области. Како истражување на локални материјали, како материјали за ѕидови се користат и пласт сено, згура, бензенска плоча и слама, но овие материјали обично имаат само функција на зачувување на топлината и немаат капацитет за складирање на топлина. Општо земено, ѕидовите исполнети со чакал и блокови имаат добар капацитет за складирање на топлина и изолација.

03 Соодветно зголемете ја дебелината на ѕидот

Вообичаено, топлинската отпорност е важен индекс за мерење на перформансите на топлинска изолација на ѕидот, а факторот што влијае на топлинската отпорност е дебелината на слојот на материјалот, покрај топлинската спроводливост на материјалот. Затоа, врз основа на изборот на соодветни материјали за топлинска изолација, соодветното зголемување на дебелината на ѕидот може да ја зголеми вкупната топлинска отпорност на ѕидот и да го намали губитокот на топлина низ ѕидот, со што се зголемува топлинската изолација и капацитетот за складирање на топлина на ѕидот и целата стаклена градина. На пример, во Гансу и други области, просечната дебелина на ѕидот од вреќи со песок во градот Џангје е 2,6 метри, додека онаа на ѕидот од малтер во градот Џиукван е 3,7 метри. Колку е подебел ѕидот, толку е поголема неговата топлинска изолација и капацитетот за складирање на топлина. Сепак, премногу дебелите ѕидови ќе ја зголемат зафатеноста на земјиштето и трошоците за изградба на стаклена градина. Затоа, од перспектива на подобрување на капацитетот на топлинска изолација, треба да дадеме приоритет и на изборот на материјали за висока топлинска изолација со ниска топлинска спроводливост, како што се полистирен, полиуретан и други материјали, а потоа соодветно да ја зголемиме дебелината.

Разумен дизајн на задниот покрив

За дизајнот на задниот покрив, главната работа е да не се предизвика влијанието на засенчувањето и да се подобри капацитетот на топлинска изолација. За да се намали влијанието на засенчувањето на задниот покрив, поставувањето на неговиот агол на наклон главно се базира на фактот дека задниот покрив може да прима директна сончева светлина во текот на денот кога се садат и произведуваат култури. Затоа, аголот на елевација на задниот покрив генерално се избира да биде подобар од локалниот агол на сончевата висина на зимската краткоденица од 7°~8°. На пример, Џанг Цаихонг и други сметаат дека при градење сончеви стакленици во Гоби и области со солено-алкално земјиште во Синџијанг, проектираната должина на задниот покрив е 1,6 метри, така што аголот на наклон на задниот покрив е 40° во јужен Синџијанг и 45° во северен Синџијанг. Чен Веи-Ќиан и други сметаат дека задниот покрив на сончевата стакленица во областа Џиукван Гоби треба да биде накосен за 40°. За топлинска изолација на задниот покрив, капацитетот на топлинска изолација треба да се обезбеди главно со избор на материјали за топлинска изолација, потребната дебелина и разумното преклопување на спојот на материјалите за топлинска изолација за време на изградбата.

Намалете ја загубата на топлина од почвата

Во текот на зимската ноќ, бидејќи температурата на почвата во затворен простор е повисока од онаа на почвата на отворено, топлината од почвата во затворен простор ќе се пренесе на надворешната страна преку топлинска спроводливост, предизвикувајќи губење на топлината од стаклена градина. Постојат неколку начини за намалување на загубата на топлина од почвата.

01 изолација на почва

Земјата правилно се спушта, избегнувајќи го замрзнатиот слој на почва и користејќи ја почвата за зачувување на топлината. На пример, сончевата стаклена градина „1448 три материјали едно тело“ развиена од Chai Regeneration и друго необработено земјиште во коридорот Хекси е изградена со копање од 1 метар, ефикасно избегнувајќи го замрзнатиот слој на почва; Според фактот дека длабочината на замрзнатата почва во областа Турпан е 0,8 м, Ванг Хуамин и други предложија копање од 0,8 м за да се подобри капацитетот за топлинска изолација на стаклена градина. Кога Џанг Гуосен и други го изградија задниот ѕид на двосводната двофилмна сончева стаклена градина на необработливо земјиште, длабочината на копање беше 1 м. Експериментот покажа дека најниската температура ноќе е зголемена за 2~3℃ во споредба со традиционалната сончева стаклена градина од втора генерација.

02 заштита од студ на темелите

Главниот метод е да се ископа ров отпорен на студ по должината на темелниот дел од предниот покрив, да се наполнат материјали за топлинска изолација или континуирано да се закопуваат материјали за топлинска изолација под земја по должината на темелниот ѕид, а сето тоа има за цел да се намали загубата на топлина предизвикана од пренос на топлина низ почвата на граничниот дел од стаклена градина. Материјалите за топлинска изолација што се користат се главно засновани на локалните услови во северозападна Кина и може да се набават локално, како што се сено, згура, камена волна, полистиренска плоча, слама од пченка, коњско ѓубриво, паднати лисја, скршена трева, пилевина, плевел, слама итн.

03 филм за прекривање

Со покривање на пластичната фолија, сончевата светлина може да стигне до почвата преку пластичната фолија во текот на денот, а почвата ја апсорбира топлината од сонцето и се загрева. Покрај тоа, пластичната фолија може да го блокира долгобраното зрачење рефлектирано од почвата, со што се намалува загубата на зрачење на почвата и се зголемува складирањето на топлина во почвата. Ноќе, пластичната фолија може да ја попречи конвективната размена на топлина помеѓу почвата и воздухот во затворен простор, со што се намалува загубата на топлина на почвата. Во исто време, пластичната фолија може да го намали и латентниот губиток на топлина предизвикан од испарувањето на водата од почвата. Веи Венксијанг ја покри стаклена градина со пластична фолија во висорамнината Ќингхај, а експериментот покажа дека температурата на земјата може да се зголеми за околу 1°C.

Зајакнување на перформансите на топлинска изолација на предниот покрив

Предниот покрив на стаклена градина е главната површина за дисипација на топлина, а изгубената топлина сочинува повеќе од 75% од вкупната загуба на топлина во стаклена градина. Затоа, зајакнувањето на капацитетот за топлинска изолација на предниот покрив на стаклена градина може ефикасно да ја намали загубата преку предниот покрив и да ја подобри зимската температурна средина на стаклена градина. Во моментов, постојат три главни мерки за подобрување на капацитетот за топлинска изолација на предниот покрив.

01 Усвоена е повеќеслојна транспарентна обвивка.

Структурно, користењето на двослојна фолија или трослојна фолија како површина што пропушта светлина на стаклена градина може ефикасно да ги подобри перформансите на топлинска изолација на стаклена градина. На пример, Џанг Гуосен и други дизајнираа двослојна сончева стаклена градина од типот „копање“ со двоен лак во областа Гоби во градот Џиукван. Надворешноста на предниот покрив на стаклена градина е направена од EVA фолија, а внатрешноста на стаклена градина е направена од PVC фолија против стареење што не пропушта капки. Експериментите покажуваат дека во споредба со традиционалната сончева стаклена градина од втора генерација, ефектот на топлинска изолација е извонреден, а најниската температура ноќе се зголемува во просек за 2~3℃. Слично на тоа, Џанг Џингше и други дизајнираа и сончева стаклена градина со двоен филм за климатските карактеристики на висока географска ширина и многу ладни области, што значително ја подобри топлинската изолација на стаклена градина. Во споредба со контролната стаклена градина, ноќната температура се зголеми за 3℃. Покрај тоа, Ву Летиан и други се обидоа да користат три слоја EVA фолија со дебелина од 0,1 mm на предниот покрив на сончевата стаклена градина дизајнирана во пустинската област Хетиан, Синџијанг. Повеќеслојната фолија може ефикасно да го намали губитокот на топлина на предниот кров, но бидејќи пропустливоста на светлината на еднослојната фолија е во основа околу 90%, повеќеслојната фолија природно ќе доведе до намалување на пропустливоста на светлината. Затоа, при избор на повеќеслојна обвивка за пропустливост на светлината, потребно е да се земат предвид условите на осветлување и барањата за осветлување на оранжериите.

02 Зајакнете ја ноќната изолација на предниот покрив

Пластична фолија се користи на предниот покрив за да се зголеми преносот на светлина во текот на денот, а ноќе станува најслабото место во целата стаклена градина. Затоа, покривањето на надворешната површина на предниот покрив со дебел композитен термоизолациски ќебе е неопходна мерка за топлинска изолација за сончевите стакленици. На пример, во алпскиот регион Ќингхај, Лиу Јанџие и други користеле сламени завеси и крафт-хартија како термоизолациски ќебе за експерименти. Резултатите од тестовите покажаа дека најниската внатрешна температура во стаклена градина ноќе може да достигне над 7,7℃. Понатаму, Веи Венксијанг верува дека загубата на топлина во стаклена градина може да се намали за повеќе од 90% со користење на двојни тревни завеси или крафт-хартија за надворешни тревни завеси за топлинска изолација во оваа област. Покрај тоа, Зоу Пинг и други користеле термоизолациски ќебе од рециклирани влакна и иглан филц во сончевата стаклена градина во регионот Гоби во Синџијанг, а Чанг Меимеи и други користеле термоизолациски сендвич-памук во сончевата стаклена градина во регионот Гоби во коридорот Хекси. Во моментов, постојат многу видови на термоизолациски прекривки што се користат во сончевите оранжерии, но повеќето од нив се изработени од иглан филц, памук напрскан со лепак, бисерен памук итн., со водоотпорни или површински слоеви против стареење од двете страни. Според механизмот на топлинска изолација на термоизолациската прекривка, за да се подобрат нејзините термоизолациски перформанси, треба да започнеме со подобрување на нејзината топлинска отпорност и намалување на коефициентот на пренос на топлина, а главните мерки се намалување на топлинската спроводливост на материјалите, зголемување на дебелината на слоевите на материјалот или зголемување на бројот на слоеви на материјалот итн. Затоа, во моментов, основниот материјал на термоизолациската прекривка со високи термоизолациски перформанси често е направен од повеќеслојни композитни материјали. Според тестот, коефициентот на пренос на топлина на термоизолациската прекривка со високи термоизолациски перформанси во моментов може да достигне 0,5W/(m2℃), што обезбедува подобра гаранција за топлинска изолација на оранжериите во ладни подрачја во зима. Секако, северозападната област е ветровита и прашлива, а ултравиолетовото зрачење е силно, па затоа површинскиот слој на топлинска изолација треба да има добри перформанси против стареење.

03 Додадете внатрешна завеса за топлинска изолација.

Иако предниот покрив на сончевата стаклена градина е покриен со надворешна термоизолациска прекривка ноќе, во однос на другите структури на целата стаклена градина, предниот покрив е сè уште слабо место за целата стаклена градина ноќе. Затоа, проектниот тим „Технологија на структура и изградба на стаклена градина во северозападно необработливо земјиште“ дизајнираше едноставен систем за внатрешна термоизолација со намотување (Слика 1), чија структура се состои од фиксна внатрешна термоизолациска завеса на предната нога и подвижна внатрешна термоизолациска завеса во горниот простор. Горната подвижна термоизолациска завеса се отвора и преклопува на задниот ѕид на стаклена градина во текот на денот, што не влијае на осветлувањето на стаклена градина; фиксната термоизолациска прекривка на дното игра улога на запечатување ноќе. Дизајнот на внатрешната изолација е уреден и лесен за ракување, а може да игра и улога на засенчување и ладење во лето.

Технологија за активно затоплување

Поради ниските зимски температури во северозападна Кина, ако се потпираме само на зачувување и складирање на топлина во оранжерии, сè уште не можеме да ги задоволиме барањата за презимување на културите во некои студени временски услови, па затоа се во прашање и некои активни мерки за затоплување.

Систем за складирање на сончева енергија и ослободување на топлина

Важна причина е што ѕидот ги носи функциите на зачувување на топлината, складирање на топлина и носење товар, што доведува до високи трошоци за изградба и ниска стапка на искористеност на земјиштето на сончевите оранжерии. Затоа, поедноставувањето и склопувањето на сончевите оранжерии сигурно ќе биде важна насока на развој во иднина. Меѓу нив, поедноставувањето на функцијата на ѕидот е ослободување на функцијата за складирање и ослободување на топлина од ѕидот, така што задниот ѕид ја носи само функцијата за зачувување на топлината, што е ефикасен начин за поедноставување на развојот. На пример, активниот систем за складирање и ослободување на топлина на Фанг Хуи (Слика 2) е широко користен во необработени области како што се Гансу, Нингсија и Синџијанг. Неговиот уред за собирање топлина е закачен на северниот ѕид. Во текот на денот, топлината собрана од уредот за собирање топлина се складира во телото за складирање на топлина преку циркулација на медиумот за складирање на топлина, а ноќе, топлината се ослободува и загрева со циркулација на медиумот за складирање на топлина, со што се остварува пренос на топлина во времето и просторот. Експериментите покажуваат дека минималната температура во оранжеријата може да се зголеми за 3~5℃ со користење на овој уред. Ванг Живеи итн. предложија систем за греење со водена завеса за соларна стаклена градина во јужната пустинска област Синџијанг, кој може да ја зголеми температурата на стаклена градина за 2,1°C ноќе.

Покрај тоа, Бао Енкаи итн. дизајнираа активен систем за циркулација на складирање на топлина за северниот ѕид. Во текот на денот, преку циркулација на аксијални вентилатори, топлиот воздух во затворен простор тече низ каналот за пренос на топлина вграден во северниот ѕид, а каналот за пренос на топлина разменува топлина со слојот за складирање на топлина во ѕидот, што значително го подобрува капацитетот за складирање на топлина на ѕидот. Покрај тоа, системот за складирање на топлина со промена на фазата на сончева светлина, дизајниран од Јан Јантао итн., складира топлина во материјалите за промена на фазата преку сончеви колектори во текот на денот, а потоа ја дисипира топлината во воздухот во затворен простор преку циркулација на воздух ноќе, што може да ја зголеми просечната температура за 2,0℃ ноќе. Горенаведените технологии и опрема за искористување на сончевата енергија имаат карактеристики на економичност, заштеда на енергија и нискојаглеродна емисија. По оптимизацијата и подобрувањето, тие треба да имаат добра перспектива за примена во областите со изобилство на ресурси на сончева енергија во северозападна Кина.

Други технологии за помошно греење

01 греење на енергија од биомаса

Постелата, сламата, кравјиот измет, овчјиот измет и живинскиот измет се мешаат со биолошки бактерии и се закопуваат во почвата во стаклена градина. За време на процесот на ферментација се создава многу топлина, а за време на процесот на ферментација се создаваат многу корисни соеви, органска материја и CO2. Корисните соеви можат да инхибираат и убијат различни бактерии и можат да ја намалат појавата на стакленички болести и штетници; Органската материја може да стане ѓубриво за земјоделските култури; Произведениот CO2 може да ја подобри фотосинтезата на земјоделските култури. На пример, Веи Венксијанг закопал топли органски ѓубрива како што се коњско ѓубриво, кравјо ѓубриво и овчјо ѓубриво во внатрешна почва во сончевата стаклена градина во висорамнината Ќингхај, што ефикасно ја зголемило температурата на земјата. Во сончевата стаклена градина во пустинската област Гансу, Џоу Жилонг ​​користел слама и органско ѓубриво за ферментација помеѓу земјоделските култури. Тестот покажал дека температурата на стаклена градина може да се зголеми за 2~3℃.

02 греење на јаглен

Постојат вештачки шпорети, бојлери за заштеда на енергија и греење. На пример, по истражувањето на висорамнината Ќингхај, Веи Венксијанг открил дека греењето со вештачки печки главно се користи локално. Овој метод на греење има предности на побрзо загревање и очигледен ефект на загревање. Сепак, во процесот на согорување на јаглен ќе се создадат штетни гасови како што се SO2, CO и H2S, па затоа е потребно да се направи добра работа за испуштање на штетните гасови.

03 електрично греење

Користете електрична жица за греење за загревање на предниот покрив на стаклена градина или користете електричен грејач. Ефектот на греење е извонреден, употребата е безбедна, во стаклена градина не се создаваат загадувачи, а опремата за греење е лесна за контрола. Чен Веикјан и другите сметаат дека проблемот со оштетување од замрзнување во зима во областа Џиукван го попречува развојот на локалното земјоделство Гоби, а електричните грејни елементи можат да се користат за загревање на стаклена градина. Сепак, поради употребата на висококвалитетни електрични енергетски ресурси, потрошувачката на енергија е висока, а и цената е висока. Се предлага да се користи како привремено средство за итно греење при екстремно студено време.

Мерки за управување со животната средина

Во процесот на производство и употреба на стаклена градина, комплетната опрема и нормалното работење не можат ефикасно да обезбедат дека нејзината топлинска средина ги исполнува барањата на дизајнот. Всушност, употребата и управувањето со опремата често играат клучна улога во формирањето и одржувањето на топлинската средина, од кои најважно е секојдневното управување со термоизолационите прекривки и вентилационите отвори.

Управување со термоизолационен јорган

Термоизолациската прекривка е клучна за ноќната топлинска изолација на предниот покрив, па затоа е исклучително важно да се усоврши нејзиното секојдневно управување и одржување, особено на следниве проблеми треба да се обрне внимание: ① Изберете соодветно време на отворање и затворање на термоизолациската прекривка. Времето на отворање и затворање на термоизолациската прекривка не само што влијае на времето на осветлување на стаклена градина, туку влијае и на процесот на загревање во стаклена градина. Прераното или прекасното отворање и затворање на термоизолациската прекривка не е погодно за собирање на топлина. Наутро, ако прекривката се открие прерано, внатрешната температура ќе падне премногу поради ниската надворешна температура и слабата светлина. Напротив, ако времето на откривање на прекривката е предоцна, времето на прием на светлина во стаклена градина ќе се скрати, а времето на зголемување на внатрешната температура ќе се одложи. Попладне, ако термоизолациската прекривка се исклучи прерано, времето на изложеност во затворен простор ќе се скрати, а складирањето на топлина во внатрешната почва и ѕидовите ќе се намали. Напротив, ако зачувувањето на топлината се исклучи предоцна, дисипацијата на топлината на стаклена градина ќе се зголеми поради ниската надворешна температура и слабата светлина. Затоа, генерално кажано, кога термоизолациската прекривка се вклучува наутро, препорачливо е температурата да се покачи по пад од 1~2℃, додека кога термоизолациската прекривка се исклучува, препорачливо е температурата да се покачи по пад од 1~2℃. ② При затворање на термоизолациската прекривка, обрнете внимание дали термоизолациската прекривка ги покрива сите предни покриви цврсто и прилагодете ги навреме доколку има празнина. ③ Откако термоизолациската прекривка целосно ќе се спушти, проверете дали долниот дел е набиен, за да се спречи ефектот на зачувување на топлината да биде подигнат од ветерот ноќе. ④ Проверете и одржувајте ја термоизолациската прекривка навреме, особено кога термоизолациската прекривка е оштетена, поправете ја или заменете ја навреме. ⑤ Обрнете внимание на временските услови навреме. Кога има дожд или снег, покријте ја термоизолациската прекривка навреме и отстранете го снегот навреме.

Управување со вентилациони отвори

Целта на вентилацијата во зима е да се прилагоди температурата на воздухот за да се избегне прекумерна температура околу пладне; Втората е да се елиминира внатрешната влага, да се намали влажноста на воздухот во стаклена градина и да се контролираат штетниците и болестите; Третата е да се зголеми концентрацијата на CO2 во затворен простор и да се поттикне растот на културите. Сепак, вентилацијата и зачувувањето на топлината се контрадикторни. Ако вентилацијата не се управува правилно, тоа веројатно ќе доведе до проблеми со ниска температура. Затоа, кога и колку долго да се отворат отворите треба динамички да се прилагоди според условите на животната средина на стаклена градина во секое време. Во северозападните некултивирани области, управувањето со отворите за стаклена градина главно е поделено на два начина: рачно работење и едноставна механичка вентилација. Сепак, времето на отворање и времето на вентилација на отворите главно се базираат на субјективната проценка на луѓето, па може да се случи отворите да се отворат прерано или предоцна. За да ги реши горенаведените проблеми, Јин Јилеи итн. дизајнираа интелигентен уред за вентилација на покривот, кој може да го одреди времето на отворање и големината на отворањето и затворањето на отворите за вентилација според промените во внатрешната средина. Со продлабочувањето на истражувањата за законот за промените во животната средина и побарувачката на земјоделски култури, како и популаризацијата и напредокот на технологиите и опремата како што се перцепцијата на животната средина, собирањето информации, анализата и контролата, автоматизацијата на управувањето со вентилацијата во сончевите оранжерии треба да биде важна насока на развој во иднина.

Други мерки за управување

Во процесот на користење на разни видови на фолии, нивниот капацитет за пренос на светлина постепено ќе ослабува, а брзината на слабеење не е поврзана само со нивните сопствени физички својства, туку и со околната средина и управувањето за време на употребата. Во процесот на употреба, најважниот фактор што доведува до намалување на перформансите на пренос на светлина е загадувањето на површината на филмот. Затоа, исклучително е важно редовно да се чисти и чисти кога условите дозволуваат. Покрај тоа, структурата на стаклена градина треба редовно да се проверува. Кога има протекување во ѕидот и предниот покрив, треба да се поправи навреме за да се избегне влијанието на стаклена градина од инфилтрација на ладен воздух.

Постоечки проблеми и насока на развој

Истражувачите со години ја истражуваат и проучуваат технологијата за зачувување и складирање на топлина, технологијата за управување и методите за затоплување на оранжериите во северозападните некултивирани области, што во основа го оствари презимското производство на зеленчук, значително ја подобри способноста на оранжериите да се спротивстават на оштетувањето од ниски температури и во основа го оствари презимското производство на зеленчук. Ова даде историски придонес во ублажувањето на противречноста помеѓу храната и зеленчукот кои се натпреваруваат за земјиште во Кина. Сепак, сè уште постојат следниве проблеми во технологијата за гарантирање на температурата во северозападна Кина.

Видови стакленици што треба да се надградат

Во моментов, типовите на стакленици се сè уште вообичаените изградени кон крајот на 20 век и почетокот на овој век, со едноставна структура, неразумен дизајн, слаба способност за одржување на топлинска средина во стаклена градина и отпорност на природни катастрофи, како и недостаток на стандардизација. Затоа, во идниот дизајн на стакленици, обликот и наклонот на предниот покрив, азимутниот агол на стаклена градина, висината на задниот ѕид, длабочината на спуштање на стаклена градина итн. треба да се стандардизираат со целосно комбинирање на локалната географска ширина и климатските карактеристики. Во исто време, во стаклена градина може да се сади само една култура колку што е можно повеќе, така што стандардизираното усогласување на стаклениците може да се изврши според барањата за светлина и температура на засадените култури.

Скалата на стаклена градина е релативно мала.

Доколку обемот на стаклена градина е премногу мал, тоа ќе влијае на стабилноста на термичката средина на стаклена градина и развојот на механизацијата. Со постепеното зголемување на трошоците за труд, развојот на механизацијата е важна насока во иднина. Затоа, во иднина, треба да се базираме на локалното ниво на развој, да ги земеме предвид потребите за развој на механизацијата, рационално да го дизајнираме внатрешниот простор и распоредот на стаклениците, да го забрзаме истражувањето и развојот на земјоделска опрема соодветна за локалните области и да ја подобриме стапката на механизација на производството во стакленици. Во исто време, според потребите на културите и моделите на одгледување, соодветната опрема треба да се усогласи со стандардите, а треба да се промовира интегрирано истражување и развој, иновации и популаризација на вентилацијата, намалувањето на влажноста, зачувувањето на топлината и опремата за греење.

Дебелината на ѕидовите како што се песокот и шупливите блокови е сè уште дебела.

Ако ѕидот е премногу дебел, иако изолациониот ефект е добар, тоа ќе ја намали стапката на искористување на почвата, ќе ги зголеми трошоците и тежината на изградбата. Затоа, во идниот развој, од една страна, дебелината на ѕидот може научно да се оптимизира според локалните климатски услови; од друга страна, треба да се промовира лесен и поедноставен развој на задниот ѕид, така што задниот ѕид на стаклена градина ќе ја задржи само функцијата на зачувување на топлината, да се користат сончеви колектори и друга опрема за да се замени складирањето и ослободувањето на топлината од ѕидот. Сончевите колектори имаат карактеристики на висока ефикасност на собирање топлина, силен капацитет за собирање топлина, заштеда на енергија, нискојаглеродна емисија и така натаму, и повеќето од нив можат да остварат активна регулација и контрола, и можат да вршат целно егзотермно греење според еколошките барања на стаклена градина ноќе, со поголема ефикасност на искористување на топлината.

Потребно е да се развие специјален термоизолациски прекривач.

Предниот кров е главното тело за дисипација на топлина во стаклена градина, а термоизолациските перформанси на термоизолациската прекривка директно влијаат на внатрешната термичка средина. Во моментов, температурата на стаклена градина во некои области не е добра, делумно затоа што термоизолациската прекривка е премногу тенка, а термоизолациските перформанси на материјалите се недоволни. Во исто време, термоизолациската прекривка сè уште има некои проблеми, како што се слаба водоотпорност и отпорност на скијање, лесно стареење на површинските и основните материјали итн. Затоа, во иднина, соодветните термоизолациски материјали треба научно да се изберат според локалните климатски карактеристики и барања, а треба да се дизајнираат и развиваат специјални производи за термоизолациски прекривки погодни за локална употреба и популаризација.

КРАЈ

Цитирани информации

Луо Ганлијанг, Ченг Џиеју, Ванг Пингжи, итн. Истражувачки статус на технологијата за гарантирање на температурата на околината за соларна стаклена градина во северозападно необработено земјиште [J]. Технологија за земјоделско инженерство, 2022,42(28):12-20.