Li Jianming, Sun Guotao, κ.λπ.Τεχνολογία γεωργικών μηχανικών θερμοκηπίου2022-11-21 17:42 Δημοσιεύθηκε στο Πεκίνο

Τα τελευταία χρόνια, η βιομηχανία θερμοκηπίου έχει αναπτυχθεί έντονα. Η ανάπτυξη του θερμοκηπίου όχι μόνο βελτιώνει το ποσοστό αξιοποίησης της γης και το ποσοστό παραγωγής των γεωργικών προϊόντων, αλλά και λύνει το πρόβλημα της προσφοράς των φρούτων και των λαχανικών εκτός εποχής. Ωστόσο, το θερμοκήπιο αντιμετώπισε επίσης πρωτοφανείς προκλήσεις. Οι αρχικές εγκαταστάσεις, οι μέθοδοι θέρμανσης και οι δομικές μορφές έχουν προκαλέσει αντίσταση στο περιβάλλον και την ανάπτυξη. Τα νέα υλικά και τα νέα σχέδια απαιτούνται επειγόντως για να αλλάξουν η δομή του θερμοκηπίου και απαιτούνται επειγόντως νέες πηγές ενέργειας για την επίτευξη των σκοπών της προστασίας της ενέργειας και της προστασίας του περιβάλλοντος και την αύξηση της παραγωγής και του εισοδήματος.

Αυτό το άρθρο εξετάζει το θέμα της "Νέης Ενέργειας, Νέων Υλικών, Νέου Σχεδιασμού για τη Νέη Επανάσταση του θερμοκηπίου", συμπεριλαμβανομένης της έρευνας και της καινοτομίας της ηλιακής ενέργειας, της ενέργειας βιομάζας, της γεωθερμικής ενέργειας και άλλων νέων πηγών ενέργειας στο θερμοκήπιο, στην έρευνα και την εφαρμογή των νέων υλικών για την κάλυψη, τη θερμομόνωση, τους τοίχους και τον άλλο εξοπλισμό, καθώς και τη μελλοντική προοπτική και τη σκέψη της νέας ενέργειας, των νέων υλικών και του νέου σχεδιασμού για να βοηθήσουν τη μεταρρύθμιση του θερμοκηπίου, ώστε να παρέχεται αναφορά στον κλάδο.

Η ανάπτυξη της γεωργίας είναι η πολιτική απαίτηση και η αναπόφευκτη επιλογή για την εφαρμογή του πνεύματος των σημαντικών οδηγιών και της λήψης αποφάσεων της κεντρικής κυβέρνησης. Το 2020, η συνολική έκταση της προστατευόμενης γεωργίας στην Κίνα θα είναι 2,8 εκατομμύρια HM2 και η τιμή εξόδου θα υπερβαίνει τα 1 τρισεκατομμύρια γιουάν. Είναι ένας σημαντικός τρόπος για τη βελτίωση της παραγωγικής ικανότητας του θερμοκηπίου για τη βελτίωση του φωτισμού του θερμοκηπίου και της απόδοσης θερμομόνωσης μέσω νέας ενέργειας, νέων υλικών και νέου σχεδιασμού θερμοκηπίου. Υπάρχουν πολλά μειονεκτήματα στην παραδοσιακή παραγωγή θερμοκηπίου, όπως ο άνθρακας, το καύσιμο και άλλες πηγές ενέργειας που χρησιμοποιούνται για τη θέρμανση και τη θέρμανση σε παραδοσιακά θερμοκήπια, με αποτέλεσμα μια μεγάλη ποσότητα αέριο διοξειδίου, το οποίο μολύνει σοβαρά το περιβάλλον, ενώ φυσικό αέριο, ηλεκτρική ενέργεια και Άλλες πηγές ενέργειας αυξάνουν το λειτουργικό κόστος των θερμοκηπίων. Τα παραδοσιακά υλικά αποθήκευσης θερμότητας για τοίχους θερμοκηπίου είναι κυρίως πηλός και τούβλα, τα οποία καταναλώνουν πολλά και προκαλούν σοβαρές ζημιές στους πόρους της γης. Η αποτελεσματικότητα της χρήσης της γης του παραδοσιακού ηλιακού θερμοκηπίου με τοίχο της γης είναι μόνο 40% ~ 50% και το συνηθισμένο θερμοκήπιο έχει κακή χωρητικότητα αποθήκευσης θερμότητας, οπότε δεν μπορεί να ζήσει το χειμώνα για να παράγει ζεστά λαχανικά στη βόρεια Κίνα. Ως εκ τούτου, ο πυρήνας της προώθησης της αλλαγής του θερμοκηπίου ή της βασικής έρευνας έγκειται στον σχεδιασμό του θερμοκηπίου, την έρευνα και την ανάπτυξη νέων υλικών και νέας ενέργειας. Αυτό το άρθρο θα επικεντρωθεί στην έρευνα και την καινοτομία νέων πηγών ενέργειας στο θερμοκήπιο, συνοψίζει την ερευνητική κατάσταση των νέων πηγών ενέργειας όπως η ηλιακή ενέργεια, η ενέργεια βιομάζας, η γεωθερμική ενέργεια, η αιολική ενέργεια και τα νέα διαφανή υλικά κάλυψης, θερμικά μόνωσης και υλικά τοίχων στο Το θερμοκήπιο, αναλύει την εφαρμογή νέας ενέργειας και νέα υλικά στην κατασκευή νέου θερμοκηπίου και προσβλέπει στο ρόλο τους στη μελλοντική ανάπτυξη και μετασχηματισμό του θερμοκηπίου.

Έρευνα και καινοτομία του νέου θερμοκηπίου ενέργειας

Η πράσινη νέα ενέργεια με το μεγαλύτερο δυναμικό γεωργικής αξιοποίησης περιλαμβάνει την ηλιακή ενέργεια, τη γεωθερμική ενέργεια και την ενέργεια της βιομάζας ή την ολοκληρωμένη χρήση μιας ποικιλίας νέων πηγών ενέργειας, ώστε να επιτευχθεί αποτελεσματική χρήση της ενέργειας μαθαίνοντας από τα ισχυρά σημεία του άλλου.

ηλιακή ενέργεια/δύναμη

Η τεχνολογία της ηλιακής ενέργειας είναι ένας τρόπος με χαμηλό άνθρακα, αποτελεσματικός και βιώσιμος τρόπος ενεργειακής παροχής ενέργειας και αποτελεί σημαντικό στοιχείο των στρατηγικών αναδυόμενων βιομηχανιών της Κίνας. Θα γίνει μια αναπόφευκτη επιλογή για τον μετασχηματισμό και την αναβάθμιση της ενεργειακής δομής της Κίνας στο μέλλον. Από την άποψη της χρήσης ενέργειας, το ίδιο το θερμοκήπιο είναι μια δομή εγκαταστάσεων για τη χρήση της ηλιακής ενέργειας. Μέσα από το φαινόμενο του θερμοκηπίου, η ηλιακή ενέργεια συγκεντρώνεται σε εσωτερικούς χώρους, αυξάνεται η θερμοκρασία του θερμοκηπίου και παρέχεται η απαραίτητη θερμότητα για την ανάπτυξη των καλλιεργειών. Η κύρια πηγή ενέργειας της φωτοσύνθεσης των φυτών θερμοκηπίου είναι το άμεσο ηλιακό φως, η οποία είναι η άμεση χρήση της ηλιακής ενέργειας.

01 Φωτοβολταϊκή παραγωγή ενέργειας για τη δημιουργία θερμότητας

Η φωτοβολταϊκή παραγωγή ενέργειας είναι μια τεχνολογία που μετατρέπει άμεσα την ενέργεια της φωτεινής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια με βάση το φωτοβολταϊκό αποτέλεσμα. Το βασικό στοιχείο αυτής της τεχνολογίας είναι το ηλιακό κύτταρο. Όταν η ηλιακή ενέργεια λάμπει στη σειρά των ηλιακών συλλεκτών σε σειρά ή παράλληλα, τα εξαρτήματα ημιαγωγών μετατρέπουν άμεσα την ηλιακή ακτινοβολία σε ηλεκτρική ενέργεια. Η φωτοβολταϊκή τεχνολογία μπορεί να μετατρέψει άμεσα την ενέργεια της φωτός σε ηλεκτρική ενέργεια, να αποθηκεύσει ηλεκτρική ενέργεια μέσω μπαταριών και να θερμαίνει το θερμοκήπιο τη νύχτα, αλλά το υψηλό κόστος της περιορίζει την περαιτέρω ανάπτυξή της. Η ερευνητική ομάδα ανέπτυξε μια συσκευή θέρμανσης φωτοβολταϊκού γραφένιου, η οποία αποτελείται από εύκαμπτα φωτοβολταϊκά πλαίσια, μια μηχανή ελέγχου ανάστροφης all-in-one, μια μπαταρία αποθήκευσης και μια ράβδο θέρμανσης graphene. Σύμφωνα με το μήκος της γραμμής φύτευσης, η ράβδος θέρμανσης του γραφένιου θάφτηκε κάτω από την τσάντα του υποστρώματος. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, τα φωτοβολταϊκά πάνελ απορροφούν την ηλιακή ακτινοβολία για να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια και να το αποθηκεύσουν στην μπαταρία αποθήκευσης και στη συνέχεια η ηλεκτρική ενέργεια απελευθερώνεται τη νύχτα για τη ράβδο θέρμανσης του γραφένιου. Στην πραγματική μέτρηση, υιοθετείται ο τρόπος ελέγχου θερμοκρασίας που ξεκινά στις 17 ℃ και το κλείσιμο των 19 ℃. Τρέχοντας τη νύχτα (20: 00-08: 00 τη δεύτερη ημέρα) για 8 ώρες, η κατανάλωση ενέργειας της θέρμανσης μιας μόνο σειράς φυτών είναι 1,24 kW · H και η μέση θερμοκρασία της τσάντας υποστρώματος τη νύχτα είναι 19,2 ℃, το οποίο είναι 3,5 ~ 5,3 ℃ υψηλότερο από αυτό του ελέγχου. Αυτή η μέθοδος θέρμανσης σε συνδυασμό με την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας επιλύει τα προβλήματα της κατανάλωσης υψηλής ενέργειας και της υψηλής ρύπανσης στη θέρμανση του θερμοκηπίου το χειμώνα.

02 Φωτοθερμική μετατροπή και αξιοποίηση

Η ηλιακή φωτοθερμική μετατροπή αναφέρεται στη χρήση μιας ειδικής επιφάνειας συλλογής ηλιακού φωτός από φωτοθερμικά υλικά μετατροπής για να συλλέξει και να απορροφήσει όσο το δυνατόν περισσότερη ηλιακή ενέργεια που ακτινοβολείται πάνω σε αυτήν και να την μετατρέψει σε θερμική ενέργεια. Σε σύγκριση με τις ηλιακές φωτοβολταϊκές εφαρμογές, οι ηλιακές φωτοθερμικές εφαρμογές αυξάνουν την απορρόφηση της ζώνης κοντά στην υπέρυθρη ακτινοβολία, επομένως έχει υψηλότερη αποτελεσματικότητα χρήσης ενέργειας του ηλιακού φωτός, χαμηλότερου κόστους και ώριμης τεχνολογίας και είναι ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος τρόπος χρήσης της ηλιακής ενέργειας.

Η πιο ώριμη τεχνολογία της φωτοθερμικής μετατροπής και της χρήσης στην Κίνα είναι ο ηλιακός συλλέκτης, το βασικό συστατικό του οποίου είναι ο πυρήνας απορρόφησης θερμότητας με επιλεκτική επικάλυψη απορρόφησης, η οποία μπορεί να μετατρέψει την ενέργεια της ηλιακής ακτινοβολίας που διέρχεται από την πλάκα κάλυψης σε θερμική ενέργεια και μεταδίδει Το μέσο εργασίας απορρόφησης της θερμότητας. Οι ηλιακοί συλλέκτες μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες ανάλογα με το αν υπάρχει χώρος κενού στον συλλέκτη ή όχι: επίπεδες ηλιακοί συλλέκτες και ηλιακοί συλλέκτες σωλήνων κενού. συγκεντρώνοντας συλλέκτες ηλιακών και μη συγκεντρωτικών ηλιακών συλλεκτών ανάλογα με το αν η ηλιακή ακτινοβολία κατά τη θύρα της ημέρας αλλάζει κατεύθυνση. και υγρούς ηλιακούς συλλέκτες και ηλιακούς συλλέκτες αέρα ανάλογα με τον τύπο μέσου εργασίας μεταφοράς θερμότητας.

Η χρήση ηλιακής ενέργειας στο θερμοκήπιο διεξάγεται κυρίως μέσω διαφόρων τύπων ηλιακών συλλεκτών. Το Πανεπιστήμιο IBN Zor στο Μαρόκο έχει αναπτύξει ένα ενεργό σύστημα θέρμανσης ηλιακής ενέργειας (ASHS) για την αύξηση της θέρμανσης του θερμοκηπίου, η οποία μπορεί να αυξήσει τη συνολική παραγωγή ντομάτας κατά 55% το χειμώνα. Το γεωργικό πανεπιστήμιο της Κίνας έχει σχεδιάσει και ανέπτυξε ένα σύνολο επιφανειακών ψυγείων-FAN συλλογής και εκφόρτισης συστήματος, με χωρητικότητα συλλογής θερμότητας 390,6 ～ 693,0 MJ και παρουσίασε την ιδέα του διαχωρισμού της διαδικασίας συλλογής θερμότητας από τη διαδικασία αποθήκευσης θερμότητας με αντλία θερμότητας. Το Πανεπιστήμιο του Bari στην Ιταλία έχει αναπτύξει ένα σύστημα θέρμανσης πολυγανείας του θερμοκηπίου, το οποίο αποτελείται από ένα ηλιακό ενεργειακό σύστημα και μια αντλία θερμότητας αέρα-νερού και μπορεί να αυξήσει τη θερμοκρασία του αέρα κατά 3,6% και τη θερμοκρασία του εδάφους κατά 92%. Η ερευνητική ομάδα έχει αναπτύξει ένα είδος ενεργού εξοπλισμού συλλογής ηλιακής θερμότητας με μεταβλητή γωνία κλίσης για το ηλιακό θερμοκήπιο και μια υποστηρικτική συσκευή αποθήκευσης θερμότητας για το υδάτινο σώμα του θερμοκηπίου κατά τη διάρκεια του καιρού. Η ενεργή τεχνολογία συλλογής θερμότητας με μεταβλητή κλίση διαλύεται μέσω των περιορισμών του παραδοσιακού εξοπλισμού συλλογής θερμοκρασίας θερμοκηπίου, όπως η περιορισμένη χωρητικότητα συλλογής θερμότητας, η σκίαση και η κατοχή καλλιεργούμενης γης. Χρησιμοποιώντας την ειδική δομή του θερμοκηπίου του ηλιακού θερμοκηπίου, χρησιμοποιείται πλήρως ο μη φυτευτικός χώρος του θερμοκηπίου, γεγονός που βελτιώνει σημαντικά την αποτελεσματικότητα της χρήσης του χώρου του θερμοκηπίου. Κάτω από τις τυπικές ηλιόλουστες συνθήκες εργασίας, το ενεργό σύστημα συλλογής ηλιακής θερμότητας με μεταβλητή κλίση φθάνει 1,9 MJ/(M2H), η αποτελεσματικότητα της χρήσης ενέργειας φθάνει το 85,1% και ο ρυθμός εξοικονόμησης ενέργειας είναι 77%. Στην τεχνολογία αποθήκευσης θερμότητας του θερμοκηπίου, έχει ρυθμιστεί η δομή αποθήκευσης θερμότητας πολλαπλών φάσης, η χωρητικότητα αποθήκευσης θερμότητας της συσκευής αποθήκευσης θερμότητας αυξάνεται και η αργή απελευθέρωση της θερμότητας από τη συσκευή πραγματοποιείται, έτσι ώστε να πραγματοποιηθεί η αποτελεσματική χρήση του Η θερμότητα που συλλέγεται από τον εξοπλισμό συλλογής ηλιακής θερμότητας του θερμοκηπίου.

ενέργεια βιομάζας

Μια νέα δομή εγκαταστάσεων είναι κατασκευασμένη συνδυάζοντας τη συσκευή παραγωγής θερμότητας βιομάζας με το θερμοκήπιο και οι πρώτες ύλες της βιομάζας, όπως η κοπριά χοίρων, τα υπολείμματα μανιταριών και το άχυρο, λιπασματοποιούνται σε θερμότητα και η παραγόμενη θερμική ενέργεια παρέχεται απευθείας στο θερμοκήπιο [[ 5]. Σε σύγκριση με το θερμοκήπιο χωρίς δεξαμενή θέρμανσης ζύμωσης βιομάζας, το θερμοκήπιο θέρμανσης μπορεί να αυξήσει αποτελεσματικά τη θερμοκρασία του εδάφους στο θερμοκήπιο και να διατηρήσει τη σωστή θερμοκρασία των ριζών των καλλιεργειών που καλλιεργούνται στο έδαφος στο κανονικό κλίμα το χειμώνα. Λαμβάνοντας ένα ασύμμετρο θερμικό μόνωση ενός στρώματος με μήκος 17 μέτρων και μήκους 30 μέτρων, προσθέτοντας 8 μέτρα γεωργικών αποβλήτων (άχυρο ντομάτας και κοπριά χοίρου) στην εσωτερική δεξαμενή ζύμωσης για φυσική ζύμωση χωρίς να γυρίσει πάνω από το σωρό δοχείο Αυξήστε τη μέση ημερήσια θερμοκρασία του θερμοκηπίου κατά 4,2 ℃ το χειμώνα και η μέση ημερήσια ελάχιστη θερμοκρασία μπορεί να φτάσει τα 4,6 ℃.

Η χρήση ενέργειας της ελεγχόμενης ζύμωσης βιομάζας είναι μια μέθοδος ζύμωσης που χρησιμοποιεί όργανα και εξοπλισμό για τον έλεγχο της διαδικασίας ζύμωσης, προκειμένου να αποκτηθεί γρήγορα και να χρησιμοποιηθεί αποτελεσματικά η θερμική ενέργεια της βιομάζας και το λίπασμα αερίου CO2, μεταξύ των οποίων ο εξαερισμός και η υγρασία είναι οι βασικοί παράγοντες για τη ρύθμιση της θερμότητας ζύμωσης, και την παραγωγή φυσικού αερίου της βιομάζας. Υπό αεριζόμενες συνθήκες, οι αεροβικοί μικροοργανισμοί στο σωρό ζύμωσης χρησιμοποιούν οξυγόνο για δραστηριότητες ζωής και μέρος της παραγόμενης ενέργειας χρησιμοποιείται για τις δικές τους δραστηριότητες ζωής και μέρος της ενέργειας απελευθερώνεται στο περιβάλλον ως θερμική ενέργεια, η οποία είναι επωφελής για τη θερμοκρασία άνοδος του περιβάλλοντος. Το νερό συμμετέχει σε ολόκληρη τη διαδικασία ζύμωσης, παρέχοντας τα απαραίτητα διαλυτά θρεπτικά συστατικά για μικροβιακές δραστηριότητες και ταυτόχρονα απελευθερώνοντας τη θερμότητα του σωρού με τη μορφή ατμού μέσω του νερού, έτσι ώστε να μειωθεί η θερμοκρασία του σωρού, παρατείνοντας τη διάρκεια ζωής του Μικροοργανισμούς και αυξάνουν τη θερμοκρασία χύδην του σωρού. Η εγκατάσταση της συσκευής έκπλυσης άχυρου στη δεξαμενή ζύμωσης μπορεί να αυξήσει τη θερμοκρασία εσωτερικού χώρου κατά 3 ~ 5 ℃ το χειμώνα, να ενισχύσει τη φωτοσύνθεση των φυτών και να αυξήσει την απόδοση της ντομάτας κατά 29,6%.

Γεωθερμική ενέργεια

Η Κίνα είναι πλούσια σε γεωθερμικούς πόρους. Επί του παρόντος, ο πιο συνηθισμένος τρόπος για τις γεωργικές εγκαταστάσεις για τη χρήση της γεωθερμικής ενέργειας είναι η χρήση της αντλίας θερμότητας πηγής εδάφους, η οποία μπορεί να μεταφερθεί από χαμηλής ποιότητας θερμικής ενέργειας έως ενέργεια υψηλής ποιότητας εισάγοντας μια μικρή ποσότητα ενέργειας υψηλής ποιότητας (όπως όπως ηλεκτρική ενέργεια). Διαφορετικά από τα παραδοσιακά μέτρα θέρμανσης του θερμοκηπίου, η θέρμανση της αντλίας θερμότητας πηγής μπορεί όχι μόνο να επιτύχει σημαντική επίδραση θέρμανσης, αλλά και να έχει την ικανότητα να ψύξει το θερμοκήπιο και να μειώσει την υγρασία στο θερμοκήπιο. Η έρευνα της αντλίας θερμότητας εδάφους στο πεδίο της κατασκευής κατοικιών είναι ώριμη. Το βασικό τμήμα που επηρεάζει την ικανότητα θέρμανσης και ψύξης της αντλίας θερμότητας εδάφους είναι η υπόγεια μονάδα ανταλλαγής θερμότητας, η οποία περιλαμβάνει κυρίως θαμμένους σωλήνες, υπόγεια πηγάδια κλπ. ήταν το ερευνητικό επίκεντρο αυτού του μέρους. Ταυτόχρονα, η αλλαγή της θερμοκρασίας του υπόγειου εδάφους στρώματος στην εφαρμογή της αντλίας θερμότητας πηγής εδάφους επηρεάζει επίσης το αποτέλεσμα χρήσης του συστήματος αντλίας θερμότητας. Χρησιμοποιώντας την αντλία θερμότητας πηγής εδάφους για να ψύξει το θερμοκήπιο το καλοκαίρι και να αποθηκεύσει τη θερμική ενέργεια στο βαθύ στρώμα του εδάφους μπορεί να ανακουφίσει την πτώση της θερμοκρασίας του υπόγειου εδάφους και να βελτιώσει την αποτελεσματικότητα της παραγωγής θερμότητας της αντλίας θερμότητας εδάφους το χειμώνα.

Προς το παρόν, κατά την έρευνα της απόδοσης και της αποτελεσματικότητας της αντλίας θερμότητας πηγής εδάφους, μέσω των πραγματικών πειραματικών δεδομένων, δημιουργείται ένα αριθμητικό μοντέλο με λογισμικό όπως το Tough2 και το TRNSY ) της αντλίας θερμότητας πηγής εδάφους μπορεί να φτάσει το 3,0 ~ 4,5, η οποία έχει καλή επίδραση ψύξης και θέρμανσης. Στην έρευνα της στρατηγικής λειτουργίας του συστήματος αντλίας θερμότητας, ο Fu Yunzhun και άλλοι διαπίστωσαν ότι σε σύγκριση με τη ροή πλευράς φορτίου, η ροή πλευρικής πηγής του εδάφους έχει μεγαλύτερη επίδραση στην απόδοση της μονάδας και την απόδοση μεταφοράς θερμότητας του θαμμένου σωλήνα . Υπό την προϋπόθεση της ρύθμισης ροής, η μέγιστη τιμή COP της μονάδας μπορεί να φτάσει το 4,17 υιοθετώντας το σχήμα λειτουργίας της λειτουργίας για 2 ώρες και να σταματήσει για 2 ώρες. Shi Huixian et. υιοθέτησε μια διαλείπουσα λειτουργία λειτουργίας του συστήματος ψύξης νερού. Το καλοκαίρι, όταν η θερμοκρασία είναι υψηλή, η COP ολόκληρου του συστήματος παροχής ενέργειας μπορεί να φτάσει το 3,80.

Τεχνολογία αποθήκευσης θερμότητας βαθιάς εδάφους στο θερμοκήπιο

Η βαθιά αποθήκευση θερμότητας εδάφους στο θερμοκήπιο ονομάζεται επίσης "Τράπεζα αποθήκευσης θερμότητας" στο θερμοκήπιο. Η ψυχρή βλάβη το χειμώνα και η υψηλή θερμοκρασία το καλοκαίρι είναι τα κύρια εμπόδια στην παραγωγή του θερμοκηπίου. Με βάση την ισχυρή χωρητικότητα αποθήκευσης θερμότητας του βαθιού εδάφους, η ερευνητική ομάδα σχεδίασε μια υπόγεια συσκευή αποθήκευσης βαθιάς θερμότητας θερμοκηπίου. Η συσκευή είναι ένας παράλληλος αγωγός μεταφοράς θερμότητας διπλού στρώματος που θα ταφεί στο βάθος 1,5 ～ 2,5 μ. Υπόγεια στο θερμοκήπιο, με είσοδο αέρα στην κορυφή του θερμοκηπίου και μια έξοδο αέρα στο έδαφος. Όταν η θερμοκρασία στο θερμοκήπιο είναι υψηλή, ο εσωτερικός αέρας αντλείται βίαια στο έδαφος από έναν ανεμιστήρα για να συνειδητοποιήσει την αποθήκευση θερμότητας και τη μείωση της θερμοκρασίας. Όταν η θερμοκρασία του θερμοκηπίου είναι χαμηλή, η θερμότητα εξάγεται από το έδαφος για να ζεσταθεί το θερμοκήπιο. Τα αποτελέσματα παραγωγής και εφαρμογών δείχνουν ότι η συσκευή μπορεί να αυξήσει τη θερμοκρασία του θερμοκηπίου κατά 2,3 ℃ τη χειμώνα τη νύχτα, να μειώσει τη θερμοκρασία εσωτερικού χώρου κατά 2,6 ℃ την καλοκαιρινή ημέρα και να αυξήσει την απόδοση της ντομάτας κατά 1500 κιλά σε 667 μ.². Η συσκευή χρησιμοποιεί πλήρως τα χαρακτηριστικά του "ζεστού το χειμώνα και το δροσερό το καλοκαίρι" και τη "σταθερή θερμοκρασία" του βαθιού υπόγειου εδάφους, παρέχει μια "τράπεζα πρόσβασης ενέργειας" για το θερμοκήπιο και ολοκληρώνει συνεχώς τις βοηθητικές λειτουργίες της ψύξης και της θέρμανσης του θερμοκηπίου .

Πολυεπίπεδης συντονισμός

Η χρήση δύο ή περισσότερων τύπων ενέργειας για τη θέρμανση του θερμοκηπίου μπορεί να αντισταθμίσει αποτελεσματικά τα μειονεκτήματα του τύπου ενιαίας ενέργειας και να δώσει το παιχνίδι στην επίδραση υπέρθεσης του "One Plus One είναι μεγαλύτερο από δύο". Η συμπληρωματική συνεργασία μεταξύ γεωθερμικής ενέργειας και ηλιακής ενέργειας είναι ένα ερευνητικό hotspot της νέας χρήσης ενέργειας στη γεωργική παραγωγή τα τελευταία χρόνια. Emmi et. μελέτησε ένα ενεργειακό σύστημα πολλαπλών πηγών (Εικόνα 1), το οποίο είναι εξοπλισμένο με φωτοβολταϊκό-θερμικό υβριδικό ηλιακό συλλέκτη. Σε σύγκριση με το κοινό σύστημα αντλίας θερμότητας αέρα-νερού, η ενεργειακή απόδοση του ενεργειακού συστήματος πολλαπλών πηγών βελτιώνεται κατά 16%~ 25%. Zheng et. ανέπτυξε ένα νέο τύπο συζευγμένου συστήματος αποθήκευσης θερμότητας της ηλιακής ενέργειας και της αντλίας θερμότητας πηγής εδάφους. Το σύστημα ηλιακού συλλέκτη μπορεί να πραγματοποιήσει υψηλής ποιότητας εποχιακή αποθήκευση θέρμανσης, δηλαδή θέρμανση υψηλής ποιότητας το χειμώνα και υψηλής ποιότητας ψύξη το καλοκαίρι. Ο θαμμένος εναλλάκτης θερμότητας του σωλήνα και η διαλείπουσα δεξαμενή αποθήκευσης θερμότητας μπορούν να τρέξουν καλά στο σύστημα και η τιμή COP του συστήματος μπορεί να φτάσει το 6,96.

Σε συνδυασμό με την ηλιακή ενέργεια, στοχεύει στη μείωση της κατανάλωσης εμπορικής ισχύος και στην ενίσχυση της σταθερότητας της ηλιακής τροφοδοσίας στο θερμοκήπιο. Wan ya et. Παρουσιάστε ένα νέο σύστημα έξυπνης τεχνολογίας ελέγχου του συνδυασμού της παραγωγής ηλιακής ενέργειας με εμπορική ισχύ για θέρμανση του θερμοκηπίου, η οποία μπορεί να χρησιμοποιήσει τη φωτοβολταϊκή ισχύ όταν υπάρχει φως και να την μετατρέψει σε εμπορική ισχύ όταν δεν υπάρχει φως, μειώνοντας σημαντικά την έλλειψη ισχύος φορτίου και μείωση του οικονομικού κόστους χωρίς να χρησιμοποιείτε μπαταρίες.

Η ηλιακή ενέργεια, η ενέργεια της βιομάζας και η ηλεκτρική ενέργεια μπορούν να θερμάνουν από κοινού τα θερμοκήπια, τα οποία μπορούν επίσης να επιτύχουν υψηλή απόδοση θέρμανσης. Zhang Liangrui και άλλοι συνδυασμένοι ηλιακοί σωλήνες κενού σωλήνα θερμότητα με δεξαμενή νερού θερμότητας ηλεκτρικής ενέργειας κοιλάδας. Το σύστημα θέρμανσης του θερμοκηπίου έχει καλή θερμική άνεση και η μέση απόδοση θέρμανσης του συστήματος είναι 68,70%. Η δεξαμενή νερού αποθήκευσης ηλεκτρικής θερμότητας είναι μια συσκευή αποθήκευσης νερού θέρμανσης βιομάζας με ηλεκτρική θέρμανση. Η χαμηλότερη θερμοκρασία της εισόδου νερού στο άκρο θέρμανσης έχει ρυθμιστεί και η στρατηγική λειτουργίας του συστήματος προσδιορίζεται σύμφωνα με τη θερμοκρασία αποθήκευσης νερού του τμήματος συλλογής ηλιακής θερμότητας και του τμήματος αποθήκευσης θερμότητας βιομάζας, έτσι ώστε να επιτευχθεί σταθερή θερμοκρασία θέρμανσης στο The Τεχνικά θέρμανσης και εξοικονομώντας ηλεκτρική ενέργεια και ενεργειακά υλικά βιομάζας στο μέγιστο βαθμό.

Καινοτόμος έρευνα και εφαρμογή νέων υλικών θερμοκηπίου

Με την επέκταση της περιοχής του θερμοκηπίου, τα μειονεκτήματα της εφαρμογής των παραδοσιακών υλικών του θερμοκηπίου, όπως τα τούβλα και το έδαφος, αποκαλύπτονται όλο και περισσότερο. Ως εκ τούτου, προκειμένου να βελτιωθεί περαιτέρω η θερμική απόδοση του θερμοκηπίου και να ανταποκριθεί στις αναπτυξιακές ανάγκες του σύγχρονου θερμοκηπίου, υπάρχουν πολλές έρευνες και εφαρμογές νέων διαφανών υλικών που καλύπτουν, θερμομόνωτα υλικά και υλικά τοίχων.

Έρευνα και εφαρμογή νέων διαφανών υλικών κάλυψης

Οι τύποι διαφανών υλικών κάλυψης για το θερμοκήπιο περιλαμβάνουν κυρίως πλαστική μεμβράνη, γυαλί, ηλιακό πάνελ και φωτοβολταϊκό πίνακα, μεταξύ των οποίων η πλαστική μεμβράνη έχει τη μεγαλύτερη περιοχή εφαρμογής. Η παραδοσιακή μεμβράνη PE του θερμοκηπίου έχει τα ελαττώματα της σύντομης διάρκειας ζωής, της μη αποικοδόμησης και της ενιαίας λειτουργίας. Επί του παρόντος, έχει αναπτυχθεί μια ποικιλία νέων λειτουργικών μεμβρανών με την προσθήκη λειτουργικών αντιδραστηρίων ή επικαλύψεων.

ΦΩΤΙΣΜΟΣ ΦΩΤΙΣΜΟΣ:Η μεμβράνη μετατροπής φωτός αλλάζει τις οπτικές ιδιότητες της μεμβράνης με τη χρήση παραγόντων μετατροπής φωτός, όπως τα υλικά σπάνιων γαιών και νανο -νανοκραίας και μπορεί να μετατρέψει την περιοχή υπεριώδους φωτός σε κόκκινο πορτοκαλί φως και μπλε ιώδες φως που απαιτείται από τη φωτοσύνθεση των φυτών, αυξάνοντας έτσι την απόδοση των καλλιεργειών και τη μείωση Η ζημιά του υπεριώδους φωτός σε καλλιέργειες και ταινίες θερμοκηπίου σε πλαστικά θερμοκήπια. Για παράδειγμα, η μεμβράνη θερμοκηπίου ευρείας ζώνης με VTR-660 ελαφρού παράγοντα μετατροπής μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την υπέρυθρη μετάδοση όταν εφαρμόζεται στο θερμοκήπιο και σε σύγκριση με το θερμοκήπιο ελέγχου, την απόδοση ντομάτας ανά εκτάριο, τη βιταμίνη C και το περιεχόμενο λυκοπενίου αυξάνονται σημαντικά κατά 25,71%, 11,11% και 33,04% αντίστοιχα. Ωστόσο, επί του παρόντος, πρέπει να μελετηθεί η διάρκεια ζωής, η αποικοδομότητα και το κόστος της νέας ταινίας μετατροπής φωτός.

Διάσπαρτος: Το διάσπαρτο γυαλί στο θερμοκήπιο είναι ένα ειδικό μοτίβο και η τεχνολογία κατά της αντανάκλασης στην επιφάνεια του γυαλιού, η οποία μπορεί να μεγιστοποιήσει το φως του ήλιου σε διάσπαρτο φως και να εισέλθει στο θερμοκήπιο, να βελτιώσει την αποτελεσματικότητα των καλλιεργειών της φωτοσύνθεσης και να αυξήσει την απόδοση των καλλιεργειών. Το γυαλί σκέδασης μετατρέπει το φως που εισέρχεται στο θερμοκήπιο σε διάσπαρτο φως μέσω ειδικών μοτίβων και το διάσπαρτο φως μπορεί να ακτινοβοληθεί πιο ομοιόμορφα στο θερμοκήπιο, εξαλείφοντας τη σκιά επιρροή του σκελετού στο θερμοκήπιο. Σε σύγκριση με το συνηθισμένο γυαλί πλωτήρα και το εξαιρετικά λευκό γυαλί πλωτήρα, το πρότυπο της μεταφοράς φωτός του γυαλιού σκέδασης είναι 91,5%και αυτό του συνηθισμένου γυαλιού είναι 88%. Για κάθε 1% αύξηση της μετάδοσης φωτός μέσα στο θερμοκήπιο, η απόδοση μπορεί να αυξηθεί κατά περίπου 3% και η διαλυτή ζάχαρη και η βιταμίνη C σε φρούτα και λαχανικά έχουν αυξηθεί. Το γυαλί σκέδασης στο θερμοκήπιο είναι επικαλυμμένο πρώτα και στη συνέχεια μετριάζεται και ο ρυθμός αυτο-διεξαγωγής είναι υψηλότερος από το εθνικό πρότυπο, φθάνοντας στα 2 ‰.

Έρευνα και εφαρμογή νέων θερμομονωτικών υλικών

Τα παραδοσιακά υλικά θερμικής μόνωσης στο θερμοκήπιο περιλαμβάνουν κυρίως στρώμα άχυρου, πάπλωμα χαρτιού, βελόνες που αισθάνονται θερμική μόνωση, κλπ., Τα οποία χρησιμοποιούνται κυρίως για εσωτερική και εξωτερική θερμική μόνωση των οροφών, μόνωση τοιχώματος και θερμική μόνωση ορισμένων συσκευών αποθήκευσης θερμότητας και θερμότητας . Οι περισσότεροι από αυτούς έχουν το ελάττωμα της απώλειας θερμικής μόνωσης λόγω εσωτερικής υγρασίας μετά από μακροπρόθεσμη χρήση. Ως εκ τούτου, υπάρχουν πολλές εφαρμογές νέων υλικών υψηλής θερμικής μόνωσης, μεταξύ των οποίων η νέα θερμική μόνωση, η αποθήκευση θερμότητας και οι συσκευές συλλογής θερμότητας είναι η εστίαση της έρευνας.

Τα νέα υλικά θερμομόνωσης κατασκευάζονται συνήθως με επεξεργασία και σύνθετη επιφανειακή αδιάβροχη και ανθεκτική στη γήρανση υλικά, όπως υφαντά φιλμ και επικαλυμμένα με χνουδωτά θερμικά μόνωσης, όπως βαμβάκι με ψεκασμό, διάφορα κασμίρ και βαμβάκι μαργαριταριών. Ένα υφασμένο πάπλωμα θερμικής μόνωσης με επικάλυψη με ψεκασμό με ψεκασμό δοκιμάστηκε στη βορειοανατολική Κίνα. Διαπιστώθηκε ότι η προσθήκη 500G βαμβακιού επικαλυμμένου με ψεκασμό ήταν ισοδύναμη με την απόδοση θερμομόνωσης της θερμικής μόνωσης 4500G μαύρης αισθητικής θερμικής μόνωσης πάπλωμα στην αγορά. Υπό τις ίδιες συνθήκες, η απόδοση της θερμικής μόνωσης του βαμβακιού με ψεκασμό 700g βελτιώθηκε κατά 1 ~ 2 ℃ σε σύγκριση με εκείνη του πάπλωμα θερμικής μόνωσης με ψεκασμό με ψεκασμό με ψεκασμό 500g. Ταυτόχρονα, άλλες μελέτες διαπίστωσαν επίσης ότι σε σύγκριση με τα παπλώματα θερμικής μόνωσης που χρησιμοποιούνται συνήθως στην αγορά, η θερμική μόνωση της επίδρασης του βαμβακιού με ψεκασμό και των διαφόρων κασμίρ θερμομοριακής μόνωσης είναι καλύτερο, με τους ρυθμούς θερμικής μόνωσης 84,0% και 83,3 %αντίστοιχα. Όταν η ψυχρότερη εξωτερική θερμοκρασία είναι -24,4 ℃, η εσωτερική θερμοκρασία μπορεί να φτάσει τα 5,4 και 4,2 ℃ αντίστοιχα. Σε σύγκριση με το πάπλωμα μόνωσης μεμονωμένα άχυρο, το νέο σύνθετο πάπλωμα μόνωσης έχει τα πλεονεκτήματα του ελαφρού βάρους, του υψηλού ρυθμού μόνωσης, της ισχυρής αδιάβροχης και της αντοχής στη γήρανση και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως νέος τύπος υλικού μόνωσης υψηλής απόδοσης για ηλιακά θερμοκήπια.

Ταυτόχρονα, σύμφωνα με την έρευνα θερμικής μόνωσης υλικών για συσκευές συλλογής και αποθήκευσης θερμοκρασίας, διαπιστώνεται επίσης ότι όταν το πάχος είναι το ίδιο, σύνθετα υλικά θερμικής μόνωσης πολλαπλών επιπέδων έχουν καλύτερη απόδοση θερμομόνωσης από τα μεμονωμένα υλικά. Η ομάδα του καθηγητή Li Jianming από το Northwest A & F University σχεδίασε και εξέτασε 22 είδη θερμικής μόνωσης υλικών των συσκευών αποθήκευσης νερού του θερμοκηπίου, όπως το πλαίσιο κενού, το αεροσκάφος και το καουτσούκ βαμβάκι, και μέτρησαν τις θερμικές τους ιδιότητες. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η επικάλυψη θερμικής μόνωσης 80mm+airgel+καουτσούκ-πλαστικό σύνθετο μόνωση βαμβακώματος μόνωσης μπορεί να μειώσει τη διάχυση θερμότητας κατά 0,367 mj ανά μονάδα χρόνου σε σύγκριση με το καουτσούκ 80mm βαμβάκι και ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας ήταν 0,283W/(Μ2 · K) Όταν το πάχος του συνδυασμού μόνωσης ήταν 100mm.

Το υλικό αλλαγής φάσης είναι ένα από τα καυτά σημεία της έρευνας για τα υλικά του θερμοκηπίου. Το Northwest A & F University έχει αναπτύξει δύο είδη συσκευών αποθήκευσης υλικού αλλαγής φάσης: το ένα είναι ένα κουτί αποθήκευσης από μαύρο πολυαιθυλένιο, το οποίο έχει μέγεθος 50cm × 30cm × 14cm (μήκος × ύψος × πάχος) και γεμίζει με υλικά αλλαγής φάσης, έτσι ότι μπορεί να αποθηκεύσει θερμότητα και απελευθέρωση θερμότητας. Δεύτερον, αναπτύσσεται ένας νέος τύπος τοίχου αλλαγής φάσης. Το τοίχωμα της αλλαγής φάσης αποτελείται από υλικό αλλαγής φάσης, πλάκα αλουμινίου, πλαστική πλάκα αλουμινίου και κράμα αλουμινίου. Το υλικό αλλαγής φάσης βρίσκεται στην πιο κεντρική θέση του wallboard και οι προδιαγραφές του είναι 200mm × 200mm × 50mm. Είναι ένα σκόνη στερεό πριν και μετά την αλλαγή φάσης, και δεν υπάρχει φαινόμενο τήξης ή ρέει. Τα τέσσερα τοιχώματα του υλικού αλλαγής φάσης είναι η πλάκα αλουμινίου και η πλαστική πλάκα αλουμινίου, αντίστοιχα. Αυτή η συσκευή μπορεί να συνειδητοποιήσει τις λειτουργίες της κυρίως αποθήκευσης θερμότητας κατά τη διάρκεια της ημέρας και κυρίως απελευθέρωσης θερμότητας τη νύχτα.

Ως εκ τούτου, υπάρχουν ορισμένα προβλήματα στην εφαρμογή του μεμονωμένου θερμομοριακού υλικού, όπως η χαμηλή θερμική μόνωση, η μεγάλη απώλεια θερμότητας, ο σύντομος χρόνος αποθήκευσης θερμότητας κ.λπ. Επομένως, χρησιμοποιώντας σύνθετο υλικό θερμομόνωσης ως στρώμα θερμομόνωσης και εσωτερική και εξωτερική θερμική μόνωση Το στρώμα κάλυψης της συσκευής αποθήκευσης θερμότητας μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά την απόδοση της θερμομόνωσης του θερμοκηπίου, να μειώσει την απώλεια θερμοκρασίας του θερμοκηπίου και έτσι να επιτύχει την επίδραση της εξοικονόμησης ενέργειας.

Έρευνα και εφαρμογή του νέου τοίχου

Ως ένα είδος δομής περιβλήματος, ο τοίχος αποτελεί σημαντικό εμπόδιο για την ψυχρή προστασία και τη συντήρηση θερμότητας του θερμοκηπίου. Σύμφωνα με τα υλικά και τις δομές τοίχου, η ανάπτυξη του βόρειου τοίχου του θερμοκηπίου μπορεί να χωριστεί σε τρεις τύπους: το τοίχωμα ενός στρώματος από εδάφη, τούβλα κ.λπ. και το στρώμα βόρειο τοίχο από πηλό τούβλα, μπλοκ τούβλα, Πίνακες πολυστυρολίου κ.λπ., με εσωτερική αποθήκευση θερμότητας και εξωτερική μόνωση θερμότητας, και οι περισσότεροι από αυτούς τους τοίχους είναι χρονοβόροι και έντασης εργασίας. Ως εκ τούτου, τα τελευταία χρόνια έχουν εμφανιστεί πολλοί νέοι τύποι τοίχων, οι οποίοι είναι εύκολο να οικοδομηθούν και κατάλληλα για γρήγορη συναρμολόγηση.

Η εμφάνιση συναρμολογημένων τοίχων νέου τύπου προάγει την ταχεία ανάπτυξη συναρμολογημένων θερμοκηπίων, συμπεριλαμβανομένων των σύνθετων τοίχων νέου τύπου με εξωτερικά αδιάβροχη και αντι-γήρανση επιφανειακά υλικά και υλικά όπως πιθανά, βαμβάκι μαργαριταριού, βαμβάκι χώρου, γυαλί ή ανακυκλωμένο βαμβάκι ως θερμότητα ως θερμότητα Τα στρώματα μόνωσης, όπως τα ευέλικτα συναρμολογημένα τοιχώματα του βαμβακιού που συνδέονται με ψεκασμό στο Xinjiang. Επιπλέον, άλλες μελέτες ανέφεραν επίσης το βόρειο τοίχωμα του συναρμολογημένου θερμοκηπίου με στρώμα αποθήκευσης θερμότητας, όπως το μπλοκ κονιάματος σίτου γεμάτο από τούβλα στο Xinjiang. Κάτω από το ίδιο εξωτερικό περιβάλλον, όταν η χαμηλότερη υπαίθρια θερμοκρασία είναι -20,8 ℃, η θερμοκρασία στο ηλιακό θερμοκήπιο με το σύνθετο τοίχωμα του κονιάματος σίτου είναι 7,5 ℃, ενώ η θερμοκρασία στο ηλιακό θερμοκήπιο με τοίχωμα από τούβλα είναι 3,2 ℃. Ο χρόνος συγκομιδής της ντομάτας στο θερμοκήπιο από τούβλα μπορεί να προχωρήσει κατά 16 ημέρες και η απόδοση του ενιαίου θερμοκηπίου μπορεί να αυξηθεί κατά 18,4%.

Η ομάδα εγκατάστασης του Northwest A & F University πρότεινε την ιδέα του σχεδιασμού να κατασκευάσει υλικά άχυρο, χώμα, νερό, πέτρα και φάση σε θερμομόνωση και μονάδες αποθήκευσης θερμότητας από τη γωνία του φωτός και τον απλοποιημένο σχεδιασμό τοίχων, η οποία προώθησε την έρευνα της εφαρμογής του Modular Assembled τείχος. Για παράδειγμα, σε σύγκριση με το συνηθισμένο θερμοκήπιο τοίχου από τούβλα, η μέση θερμοκρασία στο θερμοκήπιο είναι 4,0 ℃ υψηλότερη σε μια τυπική ηλιόλουστη μέρα. Τρία είδη μονάδων τσιμέντου αλλαγής ανόργανων φάσης, τα οποία είναι κατασκευασμένα από υλικό αλλαγής φάσης (PCM) και τσιμέντο, έχουν συσσωρεύσει θερμότητα 74,5, 88,0 και 95,1 MJ/m³, και απελευθερωμένη θερμότητα 59,8, 67,8 και 84,2 MJ/m³, αντίστοιχα. Έχουν τις λειτουργίες της "κοπής αιχμής" κατά τη διάρκεια της ημέρας, "πλήρωση της κοιλάδας" τη νύχτα, απορροφώντας θερμότητα το καλοκαίρι και απελευθερώνοντας θερμότητα το χειμώνα.

Αυτοί οι νέοι τοίχοι συναρμολογούνται επί τόπου, με σύντομη περίοδο κατασκευής και μακρά διάρκεια ζωής, οι οποίες δημιουργούν συνθήκες για την κατασκευή φωτός, απλοποιημένες και γρήγορα συναρμολογημένες προκατασκευασμένες θερμοκήπια και μπορούν να προωθήσουν σημαντικά τη δομική μεταρρύθμιση των θερμοκηπίων. Ωστόσο, υπάρχουν ορισμένα ελαττώματα σε αυτό το είδος τοίχου, όπως το ψεκασμένο βαμβακερό θερμικό μόνωση τοίχωμα, έχει εξαιρετική θερμική απόδοση μόνωσης, αλλά στερείται της χωρητικότητας αποθήκευσης θερμότητας και το δομικό υλικό αλλαγής φάσης έχει το πρόβλημα του υψηλού κόστους χρήσης. Στο μέλλον, πρέπει να ενισχυθεί η έρευνα του συναρμολογημένου τοίχου.

Η νέα ενέργεια, τα νέα υλικά και τα νέα σχέδια βοηθούν την αλλαγή της δομής του θερμοκηπίου.

Η έρευνα και η καινοτομία της νέας ενέργειας και των νέων υλικών παρέχουν τα θεμέλια για τη σχεδίαση της καινοτομίας του θερμοκηπίου. Η ηλιακή ενέργεια που εξοικονομεί ενέργεια και το Arch Shed είναι οι μεγαλύτερες δομές στη γεωργική παραγωγή της Κίνας και διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στη γεωργική παραγωγή. Ωστόσο, με την ανάπτυξη της κοινωνικής οικονομίας της Κίνας, οι αδυναμίες των δύο ειδών δομών εγκαταστάσεων παρουσιάζονται ολοένα και περισσότερο. Πρώτον, ο χώρος των δομών εγκαταστάσεων είναι μικρός και ο βαθμός μηχανισμού είναι χαμηλός. Δεύτερον, το ηλιακό θερμοκήπιο που εξοικονομεί ενέργεια έχει καλή θερμομόνωση, αλλά η χρήση της γης είναι χαμηλή, η οποία είναι ισοδύναμη με την αντικατάσταση της ενέργειας του θερμοκηπίου με γη. Η συνηθισμένη αψίδα δεν έχει μόνο μικρό χώρο, αλλά έχει επίσης κακή θερμική μόνωση. Παρόλο που το θερμοκήπιο πολλαπλών επιπέδων έχει μεγάλο χώρο, έχει κακή θερμική μόνωση και κατανάλωση υψηλής ενέργειας. Ως εκ τούτου, είναι επιτακτική η έρευνα και η ανάπτυξη της δομής του θερμοκηπίου που είναι κατάλληλη για το τρέχον κοινωνικό και οικονομικό επίπεδο της Κίνας και η έρευνα και ανάπτυξη νέων ενέργειας και νέων υλικών θα βοηθήσει τη δομή του θερμοκηπίου να αλλάξει και να παράγει μια ποικιλία καινοτόμων μοντέλων ή δομών θερμοκηπίου.

Καινοτόμος έρευνα για το ασύμμετρο θερμοκήπιο που ελέγχεται από το νερό που ελέγχεται από το νερό

Το ασύμμετρο ασύμμετρο θερμοκήπιο που ελέγχεται από το νερό (αριθμός διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας: ZL 201220391214.2) βασίζεται στην αρχή του θερμοκηπίου του ηλιακού φωτός, αλλάζοντας τη συμμετρική δομή του συνηθισμένου πλαστικού θερμοκηπίου, αυξάνοντας το νότιο εύρος, αυξάνοντας την περιοχή φωτισμού της νότιας οροφής, μείωση το βόρειο εύρος και μείωση της περιοχής διάχυσης θερμότητας, με διάστημα 18 ~ 24μ και ύψος κορυφογραμμής 6 ~ 7m. Μέσω της καινοτομίας στο σχεδιασμό, η χωρική δομή έχει αυξηθεί σημαντικά. Ταυτόχρονα, τα προβλήματα ανεπαρκούς θερμότητας στο θερμοκήπιο το χειμώνα και η κακή θερμική μόνωση των κοινών θερμικών μόνωσης επιλύονται χρησιμοποιώντας νέα τεχνολογία βιομάζας ζύμωσης και θερμικής μόνωσης. Τα αποτελέσματα της παραγωγής και της έρευνας δείχνουν ότι το ασύμμετρο θερμοκήπιο που ελέγχεται από το νερό, με μέση θερμοκρασία 11,7 ℃ σε ηλιόλουστες ημέρες και 10,8 ℃ σε συννεφιασμένες ημέρες, μπορεί να ανταποκριθεί στη ζήτηση ανάπτυξης των καλλιεργειών το χειμώνα και το κόστος κατασκευής του Το θερμοκήπιο μειώνεται κατά 39,6% και ο ρυθμός αξιοποίησης της γης αυξάνεται κατά περισσότερο από 30% σε σύγκριση με εκείνον του θερμοκηπίου τοίχου από τούβλα πολυστυρολίου, το οποίο είναι κατάλληλο για περαιτέρω εκδοχή και εφαρμογή στο Η κίτρινη λεκάνη απορροής του ποταμού Huaihe της Κίνας.

Συναρμολογημένο θερμοκήπιο ηλιακού φωτός

Το συναρμολογημένο ηλιακό φως το θερμοκήπιο παίρνει στήλες και σκελετό οροφής ως δομή φορτίου και το υλικό του τοίχου είναι κυρίως περίβλημα μόνωσης θερμότητας, αντί να φέρει και παθητική αποθήκευση και απελευθέρωση θερμότητας. Κυρίως: (1) σχηματίζεται ένας νέος τύπος συναρμολογημένου τοιχώ -Πολυτικό συμβούλιο του συμβουλίου-τσιμέντου Polystyrene; (3) Φωτισμός και απλός τύπος θερμικής μόνωσης με ενεργό σύστημα αποθήκευσης θερμότητας και συστήματος απελευθέρωσης και σύστημα αφυγοσκώβησης, όπως πλαστική αποθήκευση θερμότητας τετραγωνικών κουβάδων και αποθήκευση θερμότητας αγωγών. Χρησιμοποιώντας διαφορετικά νέα υλικά μόνωσης θερμότητας και υλικά αποθήκευσης θερμότητας αντί για παραδοσιακό τοίχο γης για την κατασκευή του ηλιακού θερμοκηπίου διαθέτει μεγάλο χώρο και μικρή πολιτική μηχανική. Τα πειραματικά αποτελέσματα δείχνουν ότι η θερμοκρασία του θερμοκηπίου το βράδυ το χειμώνα είναι 4,5 ℃ υψηλότερη από αυτή του παραδοσιακού θερμοκηπίου από τούβλα και το πάχος του πίσω τοίχου είναι 166mm. Σε σύγκριση με το θερμοκήπιο πάχους από τούβλα πάχους 600 mm, η κατεχόμενη περιοχή του τοίχου μειώνεται κατά 72%και το κόστος ανά τετραγωνικό μέτρο είναι 334,5 γιουάν, το οποίο είναι 157,2 γιουάν χαμηλότερο από αυτό του θερμοκηπίου από τούβλα και το κόστος κατασκευής και το κόστος κατασκευής έχει μειωθεί σημαντικά. Ως εκ τούτου, το συναρμολογημένο θερμοκήπιο έχει τα πλεονεκτήματα της λιγότερο καλλιεργημένης καταστροφής της γης, της εξοικονόμησης γης, της ταχύτητας της γρήγορης κατασκευής και της μακράς διάρκειας ζωής και αποτελεί βασική κατεύθυνση για την καινοτομία και την ανάπτυξη ηλιακών θερμοκρασιών επί του παρόντος και στο μέλλον.

Γυμνάσιο ολίσθησης ηλιακού φωτός

Το ηλιακό θερμοκήπιο που εξοικονομείται από το skateboard που αναπτύχθηκε από το γεωργικό πανεπιστήμιο της Shenyang χρησιμοποιεί τον πίσω τοίχο του ηλιακού θερμοκηπίου για να σχηματίσει ένα σύστημα αποθήκευσης θερμότητας τοίχου που κυκλοφορεί στο νερό για την αποθήκευση θερμοκρασίας και θερμοκρασίας, το οποίο αποτελείται κυρίως από μια πισίνα (32m³), μια πλάκα συλλογής φωτός (360m²), μια αντλία νερού, ένας σωλήνας νερού και ένας ελεγκτής. Το εύκαμπτο πάπλωμα θερμικής μόνωσης αντικαθίσταται από ένα νέο ελαφρύ υλικό από χάλυβα από χαλύβδινα χάλυβα στην κορυφή. Η έρευνα δείχνει ότι αυτός ο σχεδιασμός επιλύει αποτελεσματικά το πρόβλημα των gables που εμποδίζει το φως και αυξάνει την περιοχή εισόδου φωτός του θερμοκηπίου. Η γωνία φωτισμού του θερμοκηπίου είναι 41,5 °, η οποία είναι σχεδόν 16 ° υψηλότερη από αυτή του θερμοκηπίου ελέγχου, βελτιώνοντας έτσι τον ρυθμό φωτισμού. Η εσωτερική κατανομή της θερμοκρασίας είναι ομοιόμορφη και τα φυτά αναπτύσσονται τακτοποιημένα. Το θερμοκήπιο έχει τα πλεονεκτήματα της βελτίωσης της αποτελεσματικότητας της χρήσης γης, του σχεδιασμού του μεγέθους του θερμοκηπίου και της μείωσης της περιόδου κατασκευής, η οποία έχει μεγάλη σημασία για την προστασία των καλλιεργούμενων χερσαίων πόρων και του περιβάλλοντος.

Φωτοβολταϊκό θερμοκήπιο

Το γεωργικό θερμοκήπιο είναι ένα θερμοκήπιο που ενσωματώνει την ηλιακή φωτοβολταϊκή παραγωγή ενέργειας, τον ευφυή έλεγχο της θερμοκρασίας και τη σύγχρονη φύτευση υψηλής τεχνολογίας. Υιοθετεί ένα χαλύβδινο πλαίσιο οστού και καλύπτεται με ηλιακές φωτοβολταϊκές ενότητες για να εξασφαλιστεί οι απαιτήσεις φωτισμού των φωτοβολταϊκών μονάδων παραγωγής ενέργειας και των απαιτήσεων φωτισμού ολόκληρου του θερμοκηπίου. Το άμεσο ρεύμα που παράγεται από την ηλιακή ενέργεια συμπληρώνει άμεσα το φως των γεωργικών θερμοκηπίων, υποστηρίζει άμεσα την κανονική λειτουργία του εξοπλισμού του θερμοκηπίου, οδηγεί την άρδευση των υδάτινων πόρων, αυξάνει τη θερμοκρασία του θερμοκηπίου και προάγει την ταχεία ανάπτυξη των καλλιεργειών. Οι φωτοβολταϊκές μονάδες με αυτόν τον τρόπο θα επηρεάσουν την αποτελεσματικότητα του φωτισμού της οροφής του θερμοκηπίου και στη συνέχεια θα επηρεάσουν την κανονική ανάπτυξη των λαχανικών του θερμοκηπίου. Επομένως, η ορθολογική διάταξη των φωτοβολταϊκών πάνελ στην οροφή του θερμοκηπίου γίνεται το βασικό σημείο εφαρμογής. Το γεωργικό θερμοκήπιο είναι το προϊόν του οργανικού συνδυασμού της γεωργίας και της κηπουρικής της εγκατάστασης και είναι μια καινοτόμος γεωργική βιομηχανία που ενσωματώνει την παραγωγή φωτοβολταϊκής ενέργειας, τα αγροτικά αξιοθέατα, τις γεωργικές καλλιέργειες, την γεωργική τεχνολογία, το τοπίο και την πολιτιστική ανάπτυξη.

Καινοτόμος σχεδιασμός ομάδας θερμοκηπίου με ενεργειακή αλληλεπίδραση μεταξύ διαφορετικών τύπων θερμοκηπίων

Ο Guo Wenzhong, ερευνητής στην Ακαδημία Γεωργικών και Δασών Επιστημών του Πεκίνου, χρησιμοποιεί τη μέθοδο θέρμανσης της μεταφοράς ενέργειας μεταξύ των θερμοκηπίων για να συλλέξει την υπόλοιπη θερμική ενέργεια σε ένα ή περισσότερα θερμοκήπια για να θερμαίνει άλλα ή περισσότερα θερμοκήπια. Αυτή η μέθοδος θέρμανσης συνειδητοποιεί τη μεταφορά ενέργειας του θερμοκηπίου στο χρόνο και στο διάστημα, βελτιώνει την αποτελεσματικότητα της χρήσης ενέργειας της εναπομένουσας θερμικής ενέργειας του θερμοκηπίου και μειώνει τη συνολική κατανάλωση ενέργειας θέρμανσης. Οι δύο τύποι θερμοκηπίων μπορούν να είναι διαφορετικοί τύποι θερμοκηπίου ή ο ίδιος τύπος θερμοκηπίου για τη φύτευση διαφόρων καλλιεργειών, όπως τα μαρούλια και τα θερμοκήπια ντομάτας. Οι μέθοδοι συλλογής θερμότητας περιλαμβάνουν κυρίως την εξαγωγή θερμότητας εσωτερικού αέρα και την άμεση παρεμπόδιση της προσπίπτουσας ακτινοβολίας. Μέσω της συλλογής ηλιακής ενέργειας, της αναγκαστικής μεταφοράς από τον εναλλάκτη θερμότητας και της εξαναγκασμένης εκχύλισης από την αντλία θερμότητας, η πλεονάζουσα θερμότητα σε θερμοκήπιο υψηλής ενέργειας εξήχθη για τη θέρμανση του θερμοκηπίου.

συνοψίζω

Αυτά τα νέα ηλιακά θερμοκήπια έχουν τα πλεονεκτήματα της γρήγορης συναρμολόγησης, τη συντομευμένη περίοδο κατασκευής και το βελτιωμένο ποσοστό χρήσης της γης. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να διερευνηθεί περαιτέρω η απόδοση αυτών των νέων θερμοκηπίων σε διαφορετικές περιοχές και να παρέχονται η δυνατότητα για τη μεγάλη διάδοση και την εφαρμογή των νέων θερμοκηπίων. Ταυτόχρονα, είναι απαραίτητο να ενισχυθεί συνεχώς η εφαρμογή νέας ενέργειας και νέων υλικών σε θερμοκήπια, έτσι ώστε να παρέχεται εξουσία για τη δομική μεταρρύθμιση των θερμοκηπίων.

Μελλοντική προοπτική και σκέψη

Τα παραδοσιακά θερμοκήπια συχνά έχουν κάποια μειονεκτήματα, όπως η κατανάλωση υψηλής ενέργειας, ο χαμηλός ρυθμός αξιοποίησης της γης, η χρονοβόρα και η καταναγκαστική εργασία, η κακή απόδοση κ.λπ. εξαλείφθηκε. Ως εκ τούτου, είναι μια τάση ανάπτυξης για τη χρήση νέων πηγών ενέργειας όπως η ηλιακή ενέργεια, η ενέργεια της βιομάζας, η γεωθερμική ενέργεια και η αιολική ενέργεια, τα νέα υλικά εφαρμογής θερμοκηπίου και τα νέα σχέδια για την προώθηση της δομικής αλλαγής του θερμοκηπίου. Πρώτα απ 'όλα, το νέο θερμοκήπιο που οδηγείται από τη νέα ενέργεια και τα νέα υλικά δεν πρέπει να ανταποκρίνεται μόνο στις ανάγκες της μηχανοποιημένης λειτουργίας, αλλά και να εξοικονομήσει ενέργεια, γη και κόστος. Δεύτερον, είναι απαραίτητο να διερευνηθούν συνεχώς η απόδοση των νέων θερμοκηπίων σε διάφορες περιοχές, έτσι ώστε οι συνθήκες του Toprovide για τη διάδοση μεγάλης κλίμακας των θερμοκηπίων. Στο μέλλον, θα πρέπει να αναζητήσουμε περαιτέρω νέα ενέργεια και νέα υλικά κατάλληλα για την εφαρμογή του θερμοκηπίου και να βρούμε τον καλύτερο συνδυασμό νέας ενέργειας, νέων υλικών και θερμοκηπίου, ώστε να καταστεί δυνατή η κατασκευή ενός νέου θερμοκηπίου με χαμηλό κόστος, σύντομη κατασκευή Η περίοδος, η χαμηλή κατανάλωση ενέργειας και η εξαιρετική απόδοση, βοηθούν την αλλαγή της δομής του θερμοκηπίου και προωθεί την ανάπτυξη των θερμοκηπίων στην Κίνα.

Παρόλο που η εφαρμογή νέας ενέργειας, τα νέα υλικά και τα νέα σχέδια στην κατασκευή του θερμοκηπίου αποτελούν αναπόφευκτη τάση, εξακολουθούν να υπάρχουν πολλά προβλήματα που πρέπει να μελετηθούν και να ξεπεραστούν: (1) αυξάνεται το κόστος κατασκευής. Σε σύγκριση με την παραδοσιακή θέρμανση με άνθρακα, φυσικό αέριο ή πετρέλαιο, η εφαρμογή της νέας ενέργειας και των νέων υλικών είναι φιλική προς το περιβάλλον και χωρίς ρύπανση, αλλά το κόστος κατασκευής αυξάνεται σημαντικά, γεγονός που έχει ορισμένο αντίκτυπο στην επένδυση ανάκτηση της παραγωγής και της λειτουργίας . Σε σύγκριση με τη χρήση ενέργειας, το κόστος των νέων υλικών θα αυξηθεί σημαντικά. (2) ασταθής αξιοποίηση της θερμικής ενέργειας. Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα της νέας χρησιμοποίησης ενέργειας είναι το χαμηλό λειτουργικό κόστος και η εκπομπή διοξειδίου του άνθρακα, αλλά η παροχή ενέργειας και θερμότητας είναι ασταθής και οι συννεφιασμένες ημέρες γίνονται ο μεγαλύτερος περιοριστικός παράγοντας για τη χρήση της ηλιακής ενέργειας. Στη διαδικασία της παραγωγής θερμότητας βιομάζας με ζύμωση, η αποτελεσματική χρήση αυτής της ενέργειας περιορίζεται από τα προβλήματα της θερμικής ενέργειας χαμηλής ζύμωσης, της δύσκολης διαχείρισης και του ελέγχου και του μεγάλου χώρου αποθήκευσης για μεταφορά πρώτων υλών. (3) Τεχνολογική ωριμότητα. Αυτές οι τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται από τη νέα ενέργεια και τα νέα υλικά είναι προηγμένα ερευνητικά και τεχνολογικά επιτεύγματα και η περιοχή εφαρμογής και το πεδίο εφαρμογής τους εξακολουθούν να είναι αρκετά περιορισμένα. Δεν έχουν περάσει πολλές φορές, πολλές τοποθεσίες και επαλήθευση πρακτικής μεγάλης κλίμακας και υπάρχουν αναπόφευκτα ορισμένες ελλείψεις και τεχνικά περιεχόμενα που πρέπει να βελτιωθούν στην εφαρμογή. Οι χρήστες συχνά αρνούνται την πρόοδο της τεχνολογίας λόγω των μικρών ελλείψεων. (4) Το ποσοστό διείσδυσης της τεχνολογίας είναι χαμηλό. Η ευρεία εφαρμογή ενός επιστημονικού και τεχνολογικού επιτεύγματος απαιτεί μια ορισμένη δημοτικότητα. Επί του παρόντος, η νέα ενέργεια, η νέα τεχνολογία και η νέα τεχνολογία σχεδιασμού του θερμοκηπίου βρίσκονται στην ομάδα των επιστημονικών ερευνητικών κέντρων σε πανεπιστήμια με συγκεκριμένη ικανότητα καινοτομίας και οι περισσότεροι τεχνικοί απαιτητές ή σχεδιαστές δεν γνωρίζουν ακόμα. Ταυτόχρονα, η διάδοση και η εφαρμογή των νέων τεχνολογιών εξακολουθούν να είναι αρκετά περιορισμένες επειδή ο βασικός εξοπλισμός των νέων τεχνολογιών είναι κατοχυρωμένο με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας. (5) Η ενσωμάτωση της νέας ενέργειας, των νέων υλικών και του σχεδιασμού δομής του θερμοκηπίου πρέπει να ενισχυθεί περαιτέρω. Επειδή η ενέργεια, τα υλικά και η δομή του θερμοκηπίου ανήκουν σε τρεις διαφορετικούς κλάδους, τα ταλέντα με εμπειρία σχεδιασμού του θερμοκηπίου συχνά στερούνται έρευνας σχετικά με την ενέργεια και τα υλικά που σχετίζονται με το θερμοκήπιο και αντίστροφα. Ως εκ τούτου, οι ερευνητές που σχετίζονται με την έρευνα ενέργειας και υλικών πρέπει να ενισχύσουν τη διερεύνηση και την κατανόηση των πραγματικών αναγκών της ανάπτυξης της βιομηχανίας θερμοκηπίου και οι διαρθρωτικοί σχεδιαστές θα πρέπει επίσης να μελετήσουν νέα υλικά και νέα ενέργεια για να προωθήσουν τη βαθιά ενσωμάτωση των τριών σχέσεων, ώστε να επιτευχθούν Ο στόχος της πρακτικής τεχνολογίας της έρευνας του θερμοκηπίου, του χαμηλού κόστους κατασκευής και της καλής χρήσης. Με βάση τα παραπάνω προβλήματα, προτείνεται ότι το κράτος, οι τοπικές κυβερνήσεις και τα επιστημονικά ερευνητικά κέντρα θα πρέπει να εντείνουν την τεχνική έρευνα, να διεξάγουν κοινή έρευνα σε βάθος, να ενισχύσουν τη δημοσιότητα των επιστημονικών και τεχνολογικών επιτευγμάτων, να βελτιώσουν τη διάδοση των επιτευγμάτων και να συνειδητοποιήσουν γρήγορα το Σκοπός της νέας ενέργειας και των νέων υλικών για να βοηθήσει τη νέα ανάπτυξη της βιομηχανίας θερμοκηπίου.

Αναφερόμενες πληροφορίες

Li Jianming, Sun Guotao, Li Haojie, Li Rui, Hu Yixin. Η νέα ενέργεια, τα νέα υλικά και ο νέος σχεδιασμός βοηθούν τη νέα επανάσταση του θερμοκηπίου [J]. Λαχανικά, 2022, (10): 1-8.