Θερμοκηπιακή τεχνολογία γεωργικής μηχανικής κηπευτικών 2022-12-02 17:30 που δημοσιεύτηκε στο Πεκίνο

Η ανάπτυξη ηλιακών θερμοκηπίων σε μη καλλιεργούμενες περιοχές όπως η έρημος, η Γκόμπι και η αμμώδης γη έχει λύσει αποτελεσματικά την αντίφαση μεταξύ των τροφίμων και των λαχανικών που ανταγωνίζονται για τη γη. Είναι ένας από τους καθοριστικούς περιβαλλοντικούς παράγοντες για την ανάπτυξη και την ανάπτυξη θερμοκρασιακών καλλιεργειών, ο οποίος συχνά καθορίζει την επιτυχία ή την αποτυχία της παραγωγής θερμοκηπιακών καλλιεργειών. Επομένως, για να αναπτύξουμε ηλιακά θερμοκήπια σε μη καλλιεργούμενες εκτάσεις, πρέπει πρώτα να λύσουμε το πρόβλημα της περιβαλλοντικής θερμοκρασίας των θερμοκηπίων. Σε αυτό το άρθρο, συνοψίζονται οι μέθοδοι ελέγχου θερμοκρασίας που χρησιμοποιούνται σε θερμοκήπια μη καλλιεργούμενης γης τα τελευταία χρόνια και αναλύονται και συνοψίζονται τα υπάρχοντα προβλήματα και η κατεύθυνση ανάπτυξης θερμοκρασίας και προστασίας του περιβάλλοντος σε ηλιακά θερμοκήπια μη καλλιεργούμενης γης.

Η Κίνα έχει μεγάλο πληθυσμό και λιγότερους διαθέσιμους πόρους γης. Περισσότερο από το 85% των πόρων γης είναι μη καλλιεργήσιμοι πόροι γης, οι οποίοι συγκεντρώνονται κυρίως στα βορειοδυτικά της Κίνας. Το έγγραφο Νο. 1 της Κεντρικής Επιτροπής το 2022 επεσήμανε ότι η ανάπτυξη της γεωργίας εγκαταστάσεων πρέπει να επιταχυνθεί και με βάση την προστασία του οικολογικού περιβάλλοντος, η εκμεταλλεύσιμη κενή γη και η ερημιά θα πρέπει να διερευνηθούν για την ανάπτυξη της γεωργίας εγκαταστάσεων. Η βορειοδυτική Κίνα είναι πλούσια σε έρημο, Γκόμπι, ερημιές και άλλους μη καλλιεργούμενους πόρους γης και φυσικούς πόρους φωτός και θερμότητας, που είναι κατάλληλοι για την ανάπτυξη της γεωργίας εγκαταστάσεων. Ως εκ τούτου, η ανάπτυξη και η χρήση μη καλλιεργούμενων πόρων γης για την ανάπτυξη θερμοκηπίων μη καλλιεργούμενης γης είναι μεγάλης στρατηγικής σημασίας για τη διασφάλιση της εθνικής επισιτιστικής ασφάλειας και την άμβλυνση των συγκρούσεων χρήσης γης.

Επί του παρόντος, το μη καλλιεργούμενο ηλιακό θερμοκήπιο είναι η κύρια μορφή γεωργικής ανάπτυξης υψηλής απόδοσης σε μη καλλιεργούμενη γη. Στα βορειοδυτικά της Κίνας, η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ ημέρας και νύχτας είναι μεγάλη και η θερμοκρασία τη νύχτα το χειμώνα είναι χαμηλή, γεγονός που συχνά οδηγεί στο φαινόμενο ότι η ελάχιστη εσωτερική θερμοκρασία είναι χαμηλότερη από τη θερμοκρασία που απαιτείται για την κανονική ανάπτυξη και ανάπτυξη του σπάρτα. Η θερμοκρασία είναι ένας από τους απαραίτητους περιβαλλοντικούς παράγοντες για την ανάπτυξη και την ανάπτυξη των καλλιεργειών. Η πολύ χαμηλή θερμοκρασία θα επιβραδύνει τη φυσιολογική και βιοχημική αντίδραση των καλλιεργειών και θα επιβραδύνει την ανάπτυξη και την ανάπτυξή τους. Όταν η θερμοκρασία είναι χαμηλότερη από το όριο που μπορούν να αντέξουν οι καλλιέργειες, θα οδηγήσει ακόμη και σε τραυματισμό λόγω παγετού. Ως εκ τούτου, είναι ιδιαίτερα σημαντικό να διασφαλιστεί η θερμοκρασία που απαιτείται για την κανονική ανάπτυξη και ανάπτυξη των καλλιεργειών. Η διατήρηση της σωστής θερμοκρασίας του ηλιακού θερμοκηπίου, δεν είναι ένα μόνο μέτρο που μπορεί να λυθεί. Πρέπει να είναι εγγυημένη από τις πτυχές του σχεδιασμού του θερμοκηπίου, της κατασκευής, της επιλογής υλικών, της ρύθμισης και της καθημερινής διαχείρισης. Ως εκ τούτου, αυτό το άρθρο θα συνοψίσει την κατάσταση της έρευνας και την πρόοδο του ελέγχου της θερμοκρασίας των μη καλλιεργούμενων θερμοκηπίων στην Κίνα τα τελευταία χρόνια από τις πτυχές του σχεδιασμού και της κατασκευής θερμοκηπίου, των μέτρων διατήρησης και θέρμανσης της θερμότητας και της περιβαλλοντικής διαχείρισης, έτσι ώστε να παρέχει μια συστηματική αναφορά για τον ορθολογικό σχεδιασμό και διαχείριση των μη καλλιεργούμενων θερμοκηπίων.

Δομή και υλικά θερμοκηπίου

Το θερμικό περιβάλλον του θερμοκηπίου εξαρτάται κυρίως από την ικανότητα μετάδοσης, αναχαίτισης και αποθήκευσης του θερμοκηπίου στην ηλιακή ακτινοβολία, η οποία σχετίζεται με τον λογικό σχεδιασμό του προσανατολισμού του θερμοκηπίου, το σχήμα και το υλικό της επιφάνειας εκπομπής φωτός, τη δομή και το υλικό του τοίχου και της πίσω οροφής. μόνωση θεμελίωσης, μέγεθος θερμοκηπίου, λειτουργία νυχτερινής μόνωσης και υλικό μπροστινής οροφής κ.λπ., καθώς επίσης σχετίζεται με το εάν η διαδικασία κατασκευής και κατασκευής του θερμοκηπίου μπορεί να εξασφαλίσει την αποτελεσματική υλοποίηση των απαιτήσεων σχεδιασμού.

Ικανότητα μετάδοσης φωτός της μπροστινής οροφής

Η κύρια ενέργεια στο θερμοκήπιο προέρχεται από τον ήλιο. Η αύξηση της ικανότητας μετάδοσης φωτός της μπροστινής οροφής είναι ευεργετική για το θερμοκήπιο να αποκτήσει περισσότερη θερμότητα και είναι επίσης μια σημαντική βάση για τη διασφάλιση του περιβάλλοντος θερμοκρασίας του θερμοκηπίου το χειμώνα. Επί του παρόντος, υπάρχουν τρεις κύριες μέθοδοι για την αύξηση της ικανότητας μετάδοσης φωτός και του χρόνου λήψης φωτός της μπροστινής οροφής του θερμοκηπίου.

01 σχεδιάστε λογικό προσανατολισμό και αζιμούθιο θερμοκηπίου

Ο προσανατολισμός του θερμοκηπίου επηρεάζει την απόδοση φωτισμού του θερμοκηπίου και την ικανότητα αποθήκευσης θερμότητας του θερμοκηπίου. Επομένως, για να έχουμε περισσότερη αποθήκευση θερμότητας στο θερμοκήπιο, ο προσανατολισμός των μη καλλιεργούμενων θερμοκηπίων στη βορειοδυτική Κίνα είναι στραμμένος προς το νότο. Για το συγκεκριμένο αζιμούθιο του θερμοκηπίου, όταν επιλέγετε νότο προς ανατολή, είναι ωφέλιμο να «αρπάξετε τον ήλιο» και η εσωτερική θερμοκρασία ανεβαίνει γρήγορα το πρωί. Όταν επιλέγεται νότια προς δύση, είναι ωφέλιμο για το θερμοκήπιο να χρησιμοποιεί το απογευματινό φως. Η νότια κατεύθυνση είναι ένας συμβιβασμός μεταξύ των δύο παραπάνω καταστάσεων. Σύμφωνα με τις γνώσεις της γεωφυσικής, η γη περιστρέφεται 360° την ημέρα και το αζιμούθιο του ήλιου κινείται περίπου 1° κάθε 4 λεπτά. Επομένως, κάθε φορά που το αζιμούθιο του θερμοκηπίου διαφέρει κατά 1°, ο χρόνος του άμεσου ηλιακού φωτός θα διαφέρει κατά περίπου 4 λεπτά, δηλαδή, το αζιμούθιο του θερμοκηπίου επηρεάζει την ώρα που το θερμοκήπιο βλέπει φως το πρωί και το βράδυ.

Όταν οι πρωινές και απογευματινές ώρες φωτός είναι ίσες και η ανατολή ή η δυτική είναι στην ίδια γωνία, το θερμοκήπιο θα έχει τις ίδιες ώρες φωτός. Ωστόσο, για την περιοχή βόρεια των 37° βόρειου γεωγραφικού πλάτους, η θερμοκρασία είναι χαμηλή το πρωί και η ώρα της αποκάλυψης του παπλώματος αργά, ενώ η θερμοκρασία είναι σχετικά υψηλή το απόγευμα και το βράδυ, επομένως είναι σκόπιμο να καθυστερήσει η ώρα κλείνοντας το θερμομονωτικό πάπλωμα. Επομένως, αυτές οι περιοχές θα πρέπει να επιλέξουν νότια προς δυτικά και να αξιοποιήσουν πλήρως το απογευματινό φως. Για τις περιοχές με βόρειο γεωγραφικό πλάτος 30°~35°, λόγω των καλύτερων συνθηκών φωτισμού το πρωί, ο χρόνος διατήρησης της θερμότητας και αποκάλυψης καλύμματος μπορεί επίσης να προχωρήσει. Επομένως, αυτές οι περιοχές θα πρέπει να επιλέξουν την κατεύθυνση νότια προς ανατολικά για να προσπαθήσουν για περισσότερη πρωινή ηλιακή ακτινοβολία για το θερμοκήπιο. Ωστόσο, στην περιοχή των 35°~37° βόρειου γεωγραφικού πλάτους, υπάρχει μικρή διαφορά στην ηλιακή ακτινοβολία το πρωί και το απόγευμα, επομένως είναι προτιμότερο να επιλέξετε τη νότια κατεύθυνση. Είτε είναι νοτιοανατολικά είτε νοτιοδυτικά, η γωνία απόκλισης είναι γενικά 5° ~ 8° και η μέγιστη δεν πρέπει να υπερβαίνει τις 10°. Η βορειοδυτική Κίνα βρίσκεται στην περιοχή των 37°~50° βόρειου γεωγραφικού πλάτους, επομένως η γωνία αζιμουθίου του θερμοκηπίου είναι γενικά από νότο προς δύση. Εν όψει αυτού, το θερμοκήπιο ηλιακού φωτός που σχεδιάστηκε από τον Zhang Jingshe κ.λπ. στην περιοχή Taiyuan έχει επιλέξει τον προσανατολισμό των 5° προς τα δυτικά του νότου, το θερμοκήπιο ηλιακού φωτός που κατασκευάστηκε από τον Chang Meimei κ.λπ. στην περιοχή Gobi του Hexi Corridor έχει υιοθετήσει τον προσανατολισμό από 5° έως 10° στα δυτικά του νότου, και το θερμοκήπιο με ηλιακό φως που κατασκευάστηκε από τον Ma Zhigui κ.λπ. στο βόρειο Xinjiang έχει υιοθετήσει τον προσανατολισμό των 8° προς τα δυτικά του νότου.

02 Σχεδιάστε λογικό σχήμα μπροστινής οροφής και γωνία κλίσης

Το σχήμα και η κλίση της μπροστινής οροφής καθορίζουν τη γωνία πρόσπτωσης των ακτίνων του ήλιου. Όσο μικρότερη είναι η γωνία πρόσπτωσης, τόσο μεγαλύτερη είναι η μετάδοση. Ο Sun Juren πιστεύει ότι το σχήμα της μπροστινής οροφής καθορίζεται κυρίως από την αναλογία του μήκους της κύριας επιφάνειας φωτισμού και της πίσω κλίσης. Η μεγάλη κλίση μπροστά και η μικρή κλίση πίσω είναι ευεργετικές για τον φωτισμό και τη διατήρηση της θερμότητας της μπροστινής οροφής. Ο Chen Wei-Qian και άλλοι πιστεύουν ότι η κύρια οροφή φωτισμού του ηλιακού θερμοκηπίου που χρησιμοποιείται στην περιοχή Gobi υιοθετεί ένα κυκλικό τόξο με ακτίνα 4,5 m, το οποίο μπορεί να αντισταθεί αποτελεσματικά στο κρύο. Οι Zhang Jingshe, κ.λπ. πιστεύουν ότι είναι πιο κατάλληλο να χρησιμοποιείται ημικυκλική αψίδα στην μπροστινή οροφή του θερμοκηπίου σε περιοχές αλπικών και υψηλού γεωγραφικού πλάτους. Όσον αφορά τη γωνία κλίσης της μπροστινής οροφής, σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά μετάδοσης φωτός της πλαστικής μεμβράνης, όταν η γωνία πρόσπτωσης είναι 0 ~ 40°, η ανακλαστικότητα της μπροστινής οροφής στο φως του ήλιου είναι μικρή και όταν υπερβαίνει τις 40°, η η ανακλαστικότητα αυξάνεται σημαντικά. Ως εκ τούτου, λαμβάνεται 40° ως η μέγιστη γωνία πρόσπτωσης για τον υπολογισμό της γωνίας κλίσης της μπροστινής οροφής, έτσι ώστε ακόμη και στο χειμερινό ηλιοστάσιο, η ηλιακή ακτινοβολία να μπορεί να εισέλθει στο θερμοκήπιο στο μέγιστο βαθμό. Επομένως, όταν σχεδίαζαν ένα ηλιακό θερμοκήπιο κατάλληλο για μη καλλιεργούμενες περιοχές στο Wuhai της Εσωτερικής Μογγολίας, ο He Bin και άλλοι υπολόγισαν τη γωνία κλίσης της μπροστινής οροφής με γωνία πρόσπτωσης 40° και θεώρησαν ότι εφόσον ήταν μεγαλύτερη από 30 °, θα μπορούσε να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις του φωτισμού του θερμοκηπίου και της διατήρησης της θερμότητας. Ο Zhang Caihong και άλλοι πιστεύουν ότι όταν κατασκευάζονται θερμοκήπια σε μη καλλιεργούμενες περιοχές του Xinjiang, η γωνία κλίσης της μπροστινής οροφής των θερμοκηπίων στο νότιο Xinjiang είναι 31°, ενώ στο βόρειο Xinjiang είναι 32°~33,5°.

03 Επιλέξτε κατάλληλα διαφανή υλικά επικάλυψης.

Εκτός από την επίδραση των εξωτερικών συνθηκών ηλιακής ακτινοβολίας, τα χαρακτηριστικά μετάδοσης υλικού και φωτός του φιλμ θερμοκηπίου είναι επίσης σημαντικοί παράγοντες που επηρεάζουν το περιβάλλον φωτός και θερμότητας του θερμοκηπίου. Επί του παρόντος, η διαπερατότητα του φωτός πλαστικών μεμβρανών όπως PE, PVC, EVA και PO είναι διαφορετική λόγω διαφορετικών υλικών και πάχους φιλμ. Σε γενικές γραμμές, η διαπερατότητα του φωτός των μεμβρανών που έχουν χρησιμοποιηθεί για 1-3 χρόνια μπορεί να είναι εγγυημένη ότι είναι πάνω από 88% συνολικά, η οποία θα πρέπει να επιλέγεται σύμφωνα με τη ζήτηση των καλλιεργειών για φως και θερμοκρασία. Επιπλέον, εκτός από τη μετάδοση φωτός στο θερμοκήπιο, η κατανομή του περιβάλλοντος φωτός στο θερμοκήπιο είναι επίσης ένας παράγοντας στον οποίο οι άνθρωποι δίνουν όλο και μεγαλύτερη προσοχή. Ως εκ τούτου, τα τελευταία χρόνια, το υλικό κάλυψης μετάδοσης φωτός με ενισχυμένο φως σκέδασης έχει αναγνωριστεί ιδιαίτερα από τη βιομηχανία, ειδικά στις περιοχές με ισχυρή ηλιακή ακτινοβολία στη βορειοδυτική Κίνα. Η εφαρμογή ενισχυμένου φιλμ φωτός σκέδασης μείωσε την επίδραση σκίασης στο πάνω και κάτω μέρος του θόλου της καλλιέργειας, αύξησε το φως στο μεσαίο και κάτω μέρος του θόλου της καλλιέργειας, βελτίωσε τα φωτοσυνθετικά χαρακτηριστικά ολόκληρης της καλλιέργειας και έδειξε καλό αποτέλεσμα προώθησης ανάπτυξη και αύξηση της παραγωγής.

Λογικός σχεδιασμός μεγέθους θερμοκηπίου

Το μήκος του θερμοκηπίου είναι πολύ μεγάλο ή πολύ μικρό, γεγονός που θα επηρεάσει τον έλεγχο της εσωτερικής θερμοκρασίας. Όταν το μήκος του θερμοκηπίου είναι πολύ μικρό, πριν από την ανατολή και τη δύση του ηλίου, η περιοχή που σκιάζεται από τα ανατολικά και δυτικά αέτώματα είναι μεγάλη, γεγονός που δεν ευνοεί τη θέρμανση του θερμοκηπίου και λόγω του μικρού όγκου του, θα επηρεάσει το έδαφος και το εσωτερικό του τοίχου. απορρόφηση και απελευθέρωση θερμότητας. Όταν το μήκος είναι πολύ μεγάλο, είναι δύσκολο να ελεγχθεί η εσωτερική θερμοκρασία και θα επηρεάσει τη σταθερότητα της δομής του θερμοκηπίου και τη διαμόρφωση του μηχανισμού κύλισης πάπλωμα διατήρησης θερμότητας. Το ύψος και το άνοιγμα του θερμοκηπίου επηρεάζουν άμεσα τον φυσικό φωτισμό της μπροστινής οροφής, το μέγεθος του χώρου του θερμοκηπίου και την αναλογία μόνωσης. Όταν το άνοιγμα και το μήκος του θερμοκηπίου είναι σταθερά, η αύξηση του ύψους του θερμοκηπίου μπορεί να αυξήσει τη γωνία φωτισμού της μπροστινής οροφής από την οπτική γωνία του φωτεινού περιβάλλοντος, το οποίο ευνοεί τη μετάδοση του φωτός. Από την άποψη του θερμικού περιβάλλοντος, το ύψος του τοίχου αυξάνεται και η περιοχή αποθήκευσης θερμότητας του πίσω τοιχώματος αυξάνεται, κάτι που είναι ευεργετικό για την αποθήκευση θερμότητας και την απελευθέρωση θερμότητας του πίσω τοιχώματος. Επιπλέον, ο χώρος είναι μεγάλος, ο ρυθμός θερμοχωρητικότητας είναι επίσης μεγάλος και το θερμικό περιβάλλον του θερμοκηπίου είναι πιο σταθερό. Φυσικά, η αύξηση του ύψους του θερμοκηπίου θα αυξήσει το κόστος του θερμοκηπίου, το οποίο χρειάζεται συνολική εξέταση. Επομένως, όταν σχεδιάζουμε ένα θερμοκήπιο, θα πρέπει να επιλέγουμε ένα λογικό μήκος, άνοιγμα και ύψος σύμφωνα με τις τοπικές συνθήκες. Για παράδειγμα, ο Zhang Caihong και άλλοι πιστεύουν ότι στο βόρειο Xinjiang, το μήκος του θερμοκηπίου είναι 50~80m, το άνοιγμα είναι 7m και το ύψος του θερμοκηπίου είναι 3,9m, ενώ στο νότιο Xinjiang, το μήκος του θερμοκηπίου είναι 50~80m. Το άνοιγμα είναι 8 μέτρα και το ύψος του θερμοκηπίου είναι 3,6 ~ 4,0 μέτρα. Θεωρείται επίσης ότι το άνοιγμα του θερμοκηπίου δεν πρέπει να είναι μικρότερο από 7 μέτρα, και όταν το άνοιγμα είναι 8 μέτρα, το αποτέλεσμα διατήρησης της θερμότητας είναι το καλύτερο. Επιπλέον, ο Chen Weiqian και άλλοι πιστεύουν ότι το μήκος, το άνοιγμα και το ύψος του ηλιακού θερμοκηπίου θα πρέπει να είναι 80m, 8~10m και 3,8~4,2m αντίστοιχα όταν κατασκευάζεται στην περιοχή Gobi του Jiuquan, στο Gansu.

Βελτιώστε την ικανότητα αποθήκευσης θερμότητας και μόνωσης του τοίχου

Κατά τη διάρκεια της ημέρας, ο τοίχος συσσωρεύει θερμότητα απορροφώντας την ηλιακή ακτινοβολία και τη θερμότητα του εσωτερικού αέρα. Τη νύχτα, όταν η εσωτερική θερμοκρασία είναι χαμηλότερη από τη θερμοκρασία του τοίχου, ο τοίχος θα απελευθερώσει παθητικά θερμότητα για να θερμάνει το θερμοκήπιο. Ως το κύριο σώμα αποθήκευσης θερμότητας του θερμοκηπίου, ο τοίχος μπορεί να βελτιώσει σημαντικά το περιβάλλον της εσωτερικής νυχτερινής θερμοκρασίας βελτιώνοντας την ικανότητα αποθήκευσης θερμότητας. Ταυτόχρονα, η θερμομονωτική λειτουργία του τοίχου αποτελεί τη βάση για τη σταθερότητα του θερμικού περιβάλλοντος του θερμοκηπίου. Επί του παρόντος, υπάρχουν διάφορες μέθοδοι για τη βελτίωση της αποθήκευσης θερμότητας και της ικανότητας μόνωσης των τοίχων.

01 σχεδιάστε μια λογική δομή τοίχου

Η λειτουργία του τοίχου περιλαμβάνει κυρίως αποθήκευση θερμότητας και διατήρηση θερμότητας και ταυτόχρονα, οι περισσότεροι τοίχοι του θερμοκηπίου χρησιμεύουν επίσης ως φέροντα μέλη για τη στήριξη του δοκού οροφής. Από την άποψη της απόκτησης ενός καλού θερμικού περιβάλλοντος, μια λογική κατασκευή τοίχου θα πρέπει να έχει αρκετή ικανότητα αποθήκευσης θερμότητας στην εσωτερική πλευρά και αρκετή ικανότητα διατήρησης θερμότητας στην εξωτερική πλευρά, μειώνοντας παράλληλα τις περιττές ψυχρές γέφυρες. Στην έρευνα για την αποθήκευση και τη μόνωση θερμότητας τοίχου, ο Bao Encai και άλλοι σχεδίασαν τον τοίχο παθητικής αποθήκευσης θερμότητας στερεοποιημένης άμμου στην περιοχή της ερήμου Wuhai, Εσωτερική Μογγολία. Το πορώδες τούβλο χρησιμοποιήθηκε ως μονωτικό στρώμα στο εξωτερικό και η στερεοποιημένη άμμος χρησιμοποιήθηκε ως στρώμα αποθήκευσης θερμότητας στο εσωτερικό. Η δοκιμή έδειξε ότι η εσωτερική θερμοκρασία θα μπορούσε να φτάσει τους 13,7℃ σε ηλιόλουστες μέρες. Ο Ma Yuehong κ.λπ. σχεδίασε έναν σύνθετο τοίχο μπλοκ κονιάματος κελύφους σίτου στο βόρειο Σιντζιάνγκ, στον οποίο ο άσβεστος γεμίζεται σε μπλοκ κονιάματος ως στρώμα αποθήκευσης θερμότητας και οι σάκοι σκωρίας στοιβάζονται σε εξωτερικούς χώρους ως μονωτικό στρώμα. Ο τοίχος με κοίλο μπλοκ που σχεδιάστηκε από τον Zhao Peng, κ.λπ. στην περιοχή Gobi της επαρχίας Gansu, χρησιμοποιεί σανίδα βενζολίου πάχους 100 mm ως μονωτικό στρώμα στο εξωτερικό και άμμο και κοίλο τούβλο ως στρώμα αποθήκευσης θερμότητας στο εσωτερικό. Η δοκιμή δείχνει ότι η μέση θερμοκρασία το χειμώνα είναι πάνω από 10℃ τη νύχτα, και η αναγέννηση Chai, κλπ. χρησιμοποιεί επίσης άμμο και χαλίκι ως στρώμα μόνωσης και στρώμα αποθήκευσης θερμότητας του τοίχου στην περιοχή Gobi της επαρχίας Gansu. Όσον αφορά τη μείωση των ψυχρών γεφυρών, ο Yan Junyue κ.λπ. σχεδίασε έναν ελαφρύ και απλοποιημένο συναρμολογημένο πίσω τοίχο, ο οποίος όχι μόνο βελτίωσε τη θερμική αντίσταση του τοίχου, αλλά βελτίωσε και τη στεγανωτική ιδιότητα του τοίχου κολλώντας σανίδα πολυστερίνης στο εξωτερικό της πλάτης τείχος; Ο Wu Letian κ.λπ. τοποθέτησε δακτυλιοειδή δοκό από οπλισμένο σκυρόδεμα πάνω από το θεμέλιο του τοίχου του θερμοκηπίου και χρησιμοποίησε τραπεζοειδή τούβλα ακριβώς πάνω από τη δακτυλιοειδή δοκό για να στηρίξει την πίσω οροφή, γεγονός που έλυσε το πρόβλημα ότι οι ρωγμές και η καθίζηση του θεμελίου είναι εύκολο να εμφανιστούν σε θερμοκήπια στο Hotian. Xinjiang, επηρεάζοντας έτσι τη θερμομόνωση των θερμοκηπίων.

02 Επιλέξτε κατάλληλα υλικά αποθήκευσης και μόνωσης θερμότητας.

Το αποτέλεσμα αποθήκευσης θερμότητας και μόνωσης του τοίχου εξαρτάται πρώτα από την επιλογή των υλικών. Στη βορειοδυτική έρημο, το Γκόμπι, την αμμώδη γη και άλλες περιοχές, σύμφωνα με τις συνθήκες του χώρου, οι ερευνητές πήραν τοπικά υλικά και έκαναν τολμηρές προσπάθειες να σχεδιάσουν πολλά διαφορετικά είδη πίσω τοίχων ηλιακών θερμοκηπίων. Για παράδειγμα, όταν ο Zhang Guosen και άλλοι έχτισαν θερμοκήπια σε χωράφια με άμμο και χαλίκι στο Gansu, η άμμος και το χαλίκι χρησιμοποιήθηκαν ως στρώματα αποθήκευσης θερμότητας και μόνωση των τοίχων. Σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά του Γκόμπι και της ερήμου στη βορειοδυτική Κίνα, ο Ζάο Πενγκ σχεδίασε ένα είδος κοίλου τοίχου με ψαμμίτη και κοίλο μπλοκ ως υλικά. Η δοκιμή δείχνει ότι η μέση εσωτερική θερμοκρασία νύχτας είναι πάνω από 10℃. Λόγω της σπανιότητας δομικών υλικών όπως τούβλα και πηλός στην περιοχή Gobi της βορειοδυτικής Κίνας, ο Zhou Changji και άλλοι διαπίστωσαν ότι τα τοπικά θερμοκήπια χρησιμοποιούν συνήθως βότσαλα ως υλικά τοίχου όταν ερευνούν ηλιακά θερμοκήπια στην περιοχή Gobi του Kizilsu Kirgiz, Xinjiang. Λόγω της θερμικής απόδοσης και της μηχανικής αντοχής του βότσαλου, το θερμοκήπιο που κατασκευάστηκε με βότσαλο έχει καλές επιδόσεις όσον αφορά τη διατήρηση της θερμότητας, την αποθήκευση θερμότητας και την αντοχή του φορτίου. Ομοίως, ο Zhang Yong, κλπ. χρησιμοποιούν επίσης βότσαλα ως το κύριο υλικό του τοίχου και σχεδίασαν έναν ανεξάρτητο πίσω τοίχο με βότσαλο αποθήκευσης θερμότητας στο Shanxi και σε άλλα μέρη. Η δοκιμή δείχνει ότι το αποτέλεσμα αποθήκευσης θερμότητας είναι καλό. Ο Zhang κ.λπ. σχεδίασε ένα είδος τοίχου από ψαμμίτη σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά της βορειοδυτικής περιοχής Gobi, που μπορεί να αυξήσει την εσωτερική θερμοκρασία κατά 2,5℃. Επιπλέον, ο Ma Yuehong και άλλοι δοκίμασαν την ικανότητα αποθήκευσης θερμότητας του τοίχου με άμμο, του τοίχου από τούβλα και του τοίχου από τούβλα στο Hotian της Xinjiang. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ο τοίχος άμμου γεμάτο ογκόλιθους είχε τη μεγαλύτερη χωρητικότητα αποθήκευσης θερμότητας. Επιπλέον, προκειμένου να βελτιωθεί η απόδοση αποθήκευσης θερμότητας του τοίχου, οι ερευνητές αναπτύσσουν ενεργά νέα υλικά και τεχνολογίες αποθήκευσης θερμότητας. Για παράδειγμα, ο Bao Encai πρότεινε ένα σκληρυντικό υλικό αλλαγής φάσης, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη βελτίωση της ικανότητας αποθήκευσης θερμότητας του πίσω τοιχώματος του ηλιακού θερμοκηπίου σε βορειοδυτικές μη καλλιεργούμενες περιοχές. Καθώς η εξερεύνηση τοπικών υλικών, η θημωνιά, η σκωρία, η σανίδα βενζολίου και το άχυρο χρησιμοποιούνται επίσης ως υλικά τοίχου, αλλά αυτά τα υλικά συνήθως έχουν μόνο τη λειτουργία διατήρησης της θερμότητας και καμία ικανότητα αποθήκευσης θερμότητας. Σε γενικές γραμμές, οι τοίχοι που είναι γεμάτοι με χαλίκι και μπλοκ έχουν καλή ικανότητα αποθήκευσης θερμότητας και μόνωσης.

03 Αυξήστε κατάλληλα το πάχος του τοιχώματος

Συνήθως, η θερμική αντίσταση είναι ένας σημαντικός δείκτης για τη μέτρηση της θερμομονωτικής απόδοσης του τοίχου και ο παράγοντας που επηρεάζει τη θερμική αντίσταση είναι το πάχος του στρώματος υλικού εκτός από τη θερμική αγωγιμότητα του υλικού. Επομένως, με βάση την επιλογή των κατάλληλων θερμομονωτικών υλικών, η κατάλληλη αύξηση του πάχους του τοίχου μπορεί να αυξήσει τη συνολική θερμική αντίσταση του τοίχου και να μειώσει την απώλεια θερμότητας μέσω του τοίχου, αυξάνοντας έτσι τη θερμομόνωση και την ικανότητα αποθήκευσης θερμότητας του τοίχου και όλο το θερμοκήπιο. Για παράδειγμα, στο Gansu και σε άλλες περιοχές, το μέσο πάχος του τοίχου με σάκο άμμου στην πόλη Zhangye είναι 2,6 μέτρα, ενώ του τοίχου από κονίαμα στην πόλη Jiuquan είναι 3,7 μέτρα. Όσο πιο παχύς είναι ο τοίχος, τόσο μεγαλύτερη είναι η θερμομόνωση και η ικανότητα αποθήκευσης θερμότητας. Ωστόσο, οι πολύ παχιοί τοίχοι θα αυξήσουν την κατοχή γης και το κόστος κατασκευής θερμοκηπίου. Ως εκ τούτου, από τη σκοπιά της βελτίωσης της θερμομονωτικής ικανότητας, θα πρέπει επίσης να δώσουμε προτεραιότητα στην επιλογή υλικών υψηλής θερμομόνωσης με χαμηλή θερμική αγωγιμότητα, όπως πολυστυρένιο, πολυουρεθάνη και άλλα υλικά, και στη συνέχεια να αυξήσουμε το πάχος κατάλληλα.

Λογική σχεδίαση της πίσω οροφής

Για τη σχεδίαση της πίσω οροφής, το κύριο μέλημα είναι να μην προκληθεί η επίδραση της σκίασης και να βελτιωθεί η θερμομονωτική ικανότητα. Προκειμένου να μειωθεί η επίδραση της σκίασης στην πίσω οροφή, η ρύθμιση της γωνίας κλίσης της βασίζεται κυρίως στο γεγονός ότι η πίσω οροφή μπορεί να δέχεται άμεσο ηλιακό φως κατά τη διάρκεια της ημέρας, όταν φυτεύονται και παράγονται καλλιέργειες. Επομένως, η γωνία ανύψωσης της πίσω οροφής επιλέγεται γενικά να είναι καλύτερη από την τοπική γωνία ηλιακού υψομέτρου του χειμερινού ηλιοστασίου των 7°~8°. Για παράδειγμα, ο Zhang Caihong και άλλοι πιστεύουν ότι κατά την κατασκευή ηλιακών θερμοκηπίων στο Γκόμπι και περιοχών αλκαλικής γης στο Σιντζιάνγκ, το προβλεπόμενο μήκος της πίσω οροφής είναι 1,6 μέτρα, επομένως η γωνία κλίσης της πίσω οροφής είναι 40° στο νότιο Σιντζιάνγκ και 45° στο βόρειο Σιντζιάνγκ. Ο Chen Wei-Qian και άλλοι πιστεύουν ότι η πίσω οροφή του ηλιακού θερμοκηπίου στην περιοχή Jiuquan Gobi θα πρέπει να έχει κλίση 40°. Για τη θερμομόνωση της πίσω οροφής, η θερμομονωτική ικανότητα θα πρέπει να διασφαλίζεται κυρίως στην επιλογή των θερμομονωτικών υλικών, στον απαραίτητο σχεδιασμό πάχους και στην εύλογη άρθρωση των θερμομονωτικών υλικών κατά την κατασκευή.

Μειώστε την απώλεια θερμότητας του εδάφους

Κατά τη διάρκεια της χειμερινής νύχτας, επειδή η θερμοκρασία του εσωτερικού εδάφους είναι υψηλότερη από αυτή του εδάφους εξωτερικού χώρου, η θερμότητα του εδάφους εσωτερικού χώρου θα μεταφερθεί στο εξωτερικό με αγωγιμότητα θερμότητας, προκαλώντας απώλεια θερμότητας θερμοκηπίου. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι για τη μείωση της απώλειας θερμότητας του εδάφους.

01 μόνωση εδάφους

Το έδαφος βυθίζεται σωστά, αποφεύγοντας το παγωμένο στρώμα εδάφους και χρησιμοποιώντας το έδαφος για διατήρηση της θερμότητας. Για παράδειγμα, το ηλιακό θερμοκήπιο «1448 με τρία υλικά-ένα σώμα» που αναπτύχθηκε από την Chai Regeneration και άλλες μη καλλιεργούμενες εκτάσεις στον διάδρομο Hexi, χτίστηκε με σκάψιμο 1 m κάτω, αποφεύγοντας αποτελεσματικά το παγωμένο στρώμα εδάφους. Σύμφωνα με το γεγονός ότι το βάθος του παγωμένου εδάφους στην περιοχή Turpan είναι 0,8 μέτρα, ο Wang Huamin και άλλοι πρότειναν να σκάψουν 0,8 μέτρα για τη βελτίωση της θερμομονωτικής ικανότητας του θερμοκηπίου. Όταν ο Zhang Guosen, κ.λπ. κατασκεύασε τον πίσω τοίχο του ηλιακού θερμοκηπίου με διπλή καμάρα, με διπλό φιλμ, σε μη καλλιεργήσιμη γη, το βάθος εκσκαφής ήταν 1 μέτρο. Το πείραμα έδειξε ότι η χαμηλότερη θερμοκρασία τη νύχτα αυξήθηκε κατά 2~3℃ σε σύγκριση με το παραδοσιακό ηλιακό θερμοκήπιο δεύτερης γενιάς.

02 θεμέλιο προστασία από το κρύο

Η κύρια μέθοδος είναι να σκάψετε μια κρύα τάφρο κατά μήκος του τμήματος θεμελίωσης της μπροστινής οροφής, να γεμίσετε θερμομονωτικά υλικά ή να θάψετε συνεχώς θερμομονωτικά υλικά κάτω από το έδαφος κατά μήκος του τμήματος του τοίχου θεμελίωσης, τα οποία στοχεύουν στη μείωση της απώλειας θερμότητας που προκαλείται από μεταφορά θερμότητας μέσω του εδάφους στο οριακό τμήμα του θερμοκηπίου. Τα θερμομονωτικά υλικά που χρησιμοποιούνται βασίζονται κυρίως στις τοπικές συνθήκες στη βορειοδυτική Κίνα και μπορούν να ληφθούν τοπικά, όπως σανός, σκωρία, πετροβάμβακας, σανίδα πολυστερίνης, άχυρο καλαμποκιού, κοπριά αλόγων, πεσμένα φύλλα, σπασμένο γρασίδι, πριονίδι, ζιζάνια, άχυρο κ.λπ.

03 μεμβράνη επικάλυψης

Καλύπτοντας το πλαστικό φιλμ, το ηλιακό φως μπορεί να φτάσει στο έδαφος μέσω του πλαστικού φιλμ κατά τη διάρκεια της ημέρας και το χώμα απορροφά τη θερμότητα του ήλιου και θερμαίνεται. Επιπλέον, η πλαστική μεμβράνη μπορεί να εμποδίσει την ακτινοβολία μακρών κυμάτων που ανακλάται από το έδαφος, μειώνοντας έτσι την απώλεια ακτινοβολίας του εδάφους και αυξάνοντας την αποθήκευση θερμότητας του εδάφους. Τη νύχτα, το πλαστικό φιλμ μπορεί να εμποδίσει τη μεταφορά θερμότητας μεταξύ του εδάφους και του εσωτερικού αέρα, μειώνοντας έτσι την απώλεια θερμότητας του εδάφους. Ταυτόχρονα, το πλαστικό φιλμ μπορεί επίσης να μειώσει τη λανθάνουσα απώλεια θερμότητας που προκαλείται από την εξάτμιση του νερού του εδάφους. Ο Wei Wenxiang κάλυψε το θερμοκήπιο με πλαστική μεμβράνη στο οροπέδιο Qinghai και το πείραμα έδειξε ότι η θερμοκρασία του εδάφους θα μπορούσε να αυξηθεί κατά περίπου 1℃.

Ενίσχυση της θερμομονωτικής απόδοσης της μπροστινής οροφής

Η μπροστινή οροφή του θερμοκηπίου είναι η κύρια επιφάνεια απαγωγής θερμότητας και η χαμένη θερμότητα αντιπροσωπεύει περισσότερο από το 75% της συνολικής απώλειας θερμότητας στο θερμοκήπιο. Επομένως, η ενίσχυση της θερμομονωτικής ικανότητας της μπροστινής οροφής του θερμοκηπίου μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά την απώλεια μέσω της μπροστινής οροφής και να βελτιώσει το χειμερινό περιβάλλον θερμοκρασίας του θερμοκηπίου. Επί του παρόντος, υπάρχουν τρία κύρια μέτρα για τη βελτίωση της θερμομονωτικής ικανότητας της μπροστινής οροφής.

01 Υιοθετείται διαφανές κάλυμμα πολλαπλών στρώσεων.

Δομικά, η χρήση μεμβράνης διπλής στρώσης ή φιλμ τριών στρωμάτων ως επιφάνεια μετάδοσης φωτός του θερμοκηπίου μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά τη θερμομονωτική απόδοση του θερμοκηπίου. Για παράδειγμα, ο Zhang Guosen και άλλοι σχεδίασαν ένα ηλιακό θερμοκήπιο τύπου διπλής καμάρας με διπλό φιλμ στην περιοχή Gobi της πόλης Jiuquan. Το εξωτερικό της μπροστινής οροφής του θερμοκηπίου είναι κατασκευασμένο από φιλμ EVA και το εσωτερικό του θερμοκηπίου είναι κατασκευασμένο από φιλμ αντιγήρανσης χωρίς σταγόνες PVC. Τα πειράματα δείχνουν ότι σε σύγκριση με το παραδοσιακό ηλιακό θερμοκήπιο δεύτερης γενιάς, το θερμομονωτικό αποτέλεσμα είναι εξαιρετικό και η χαμηλότερη θερμοκρασία τη νύχτα αυξάνεται κατά 2~3℃ κατά μέσο όρο. Ομοίως, ο Zhang Jingshe κ.λπ. σχεδίασε επίσης ένα ηλιακό θερμοκήπιο με διπλό φιλμ κάλυψης για τα κλιματικά χαρακτηριστικά των περιοχών μεγάλου γεωγραφικού πλάτους και έντονου κρύου, γεγονός που βελτίωσε σημαντικά τη θερμομόνωση του θερμοκηπίου. Σε σύγκριση με το θερμοκήπιο ελέγχου, η θερμοκρασία νύχτας αυξήθηκε κατά 3℃. Επιπλέον, ο Wu Letian και άλλοι προσπάθησαν να χρησιμοποιήσουν τρία στρώματα φιλμ EVA πάχους 0,1 mm στην μπροστινή οροφή του ηλιακού θερμοκηπίου που σχεδιάστηκε στην περιοχή της ερήμου Hetian, Xinjiang. Η μεμβράνη πολλαπλών στρώσεων μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά την απώλεια θερμότητας της μπροστινής οροφής, αλλά επειδή η διαπερατότητα φωτός της μεμβράνης μίας στρώσης είναι βασικά περίπου 90%, η πολυστρωματική μεμβράνη θα οδηγήσει φυσικά στην εξασθένηση της μετάδοσης του φωτός. Ως εκ τούτου, κατά την επιλογή πολυστρωματικής κάλυψης διαπερατότητας φωτός, είναι απαραίτητο να ληφθούν δεόντως υπόψη οι συνθήκες φωτισμού και οι απαιτήσεις φωτισμού των θερμοκηπίων.

02 Ενισχύστε τη νυχτερινή μόνωση της μπροστινής οροφής

Το πλαστικό φιλμ χρησιμοποιείται στην μπροστινή οροφή για να αυξήσει τη διαπερατότητα του φωτός κατά τη διάρκεια της ημέρας και γίνεται το πιο αδύναμο μέρος σε ολόκληρο το θερμοκήπιο τη νύχτα. Επομένως, η κάλυψη της εξωτερικής επιφάνειας της μπροστινής οροφής με χοντρό σύνθετο θερμομονωτικό πάπλωμα είναι απαραίτητο θερμομονωτικό μέτρο για ηλιακά θερμοκήπια. Για παράδειγμα, στην περιοχή των Άλπεων Qinghai, ο Liu Yanjie και άλλοι χρησιμοποίησαν ψάθινες κουρτίνες και χαρτί κραφτ ως θερμομονωτικά παπλώματα για πειράματα. Τα αποτελέσματα των δοκιμών έδειξαν ότι η χαμηλότερη εσωτερική θερμοκρασία στο θερμοκήπιο τη νύχτα θα μπορούσε να φτάσει πάνω από 7,7℃. Επιπλέον, ο Wei Wenxiang πιστεύει ότι η απώλεια θερμότητας του θερμοκηπίου μπορεί να μειωθεί περισσότερο από 90% χρησιμοποιώντας διπλές κουρτίνες χόρτου ή χαρτί κραφτ έξω από κουρτίνες χόρτου για θερμομόνωση σε αυτόν τον τομέα. Επιπλέον, ο Zou Ping κ.λπ. χρησιμοποίησε θερμομονωτικό πάπλωμα από βελόνα από ανακυκλωμένες ίνες στο ηλιακό θερμοκήπιο στην περιοχή Gobi του Xinjiang και ο Chang Meimei κ.λπ. χρησιμοποίησε θερμομονωτικό πάπλωμα σάντουιτς από βαμβάκι στο ηλιακό θερμοκήπιο στην περιοχή Gobi του Διάδρομος Hexi. Επί του παρόντος, υπάρχουν πολλά είδη θερμομονωτικών παπλωμάτων που χρησιμοποιούνται σε ηλιακά θερμοκήπια, αλλά τα περισσότερα από αυτά είναι κατασκευασμένα από βελονωτή τσόχα, βαμβάκι ψεκασμένο με κόλλα, βαμβάκι μαργαριτάρι κ.λπ., με αδιάβροχα ή αντιγηραντικά επιφανειακά στρώματα και στις δύο πλευρές. Σύμφωνα με τον θερμομονωτικό μηχανισμό του θερμομονωτικού παπλώματος, για να βελτιώσουμε τη θερμομονωτική του απόδοση, θα πρέπει να ξεκινήσουμε με τη βελτίωση της θερμικής αντίστασης και τη μείωση του συντελεστή μεταφοράς θερμότητας και τα κύρια μέτρα είναι η μείωση της θερμικής αγωγιμότητας των υλικών, η αύξηση του πάχους στρώσεις υλικού ή αύξηση του αριθμού των στρώσεων υλικού κ.λπ. Επομένως, επί του παρόντος, το υλικό πυρήνα του θερμομονωτικού πάπλωμα με υψηλή θερμομονωτική απόδοση είναι συχνά κατασκευασμένο από πολυστρωματικά σύνθετα υλικά. Σύμφωνα με τη δοκιμή, ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας του θερμομονωτικού πάπλωμα με υψηλή θερμομονωτική απόδοση επί του παρόντος μπορεί να φτάσει τα 0,5 W/(m2℃), γεγονός που παρέχει καλύτερη εγγύηση για τη θερμομόνωση θερμοκηπίων σε ψυχρές περιοχές το χειμώνα. Φυσικά, η βορειοδυτική περιοχή έχει άνεμο και σκόνη, και η υπεριώδης ακτινοβολία είναι ισχυρή, επομένως η θερμομονωτική επιφανειακή στρώση θα πρέπει να έχει καλή αντιγηραντική απόδοση.

03 Προσθέστε μια εσωτερική θερμομονωτική κουρτίνα.

Αν και η μπροστινή οροφή του ηλιακού θερμοκηπίου καλύπτεται με εξωτερική θερμομονωτική πάπλωμα τη νύχτα, όσον αφορά τις άλλες κατασκευές ολόκληρου του θερμοκηπίου, η μπροστινή οροφή εξακολουθεί να είναι ένα αδύναμο μέρος για ολόκληρο το θερμοκήπιο τη νύχτα. Ως εκ τούτου, η ομάδα έργου της «Structure and Construction Technology of Greenhouse in Northwest Non-Ararable Land» σχεδίασε ένα απλό σύστημα εσωτερικής θερμομόνωσης roll-up (Εικόνα 1), του οποίου η δομή αποτελείται από μια σταθερή εσωτερική θερμομονωτική κουρτίνα στο μπροστινό μέρος και μια κινητή εσωτερική θερμομονωτική κουρτίνα στον επάνω χώρο. Η επάνω κινητή θερμομονωτική κουρτίνα ανοίγει και διπλώνεται στον πίσω τοίχο του θερμοκηπίου κατά τη διάρκεια της ημέρας, γεγονός που δεν επηρεάζει το φωτισμό του θερμοκηπίου. Το σταθερό θερμομονωτικό πάπλωμα στο κάτω μέρος παίζει ρόλο στεγανοποίησης τη νύχτα. Ο σχεδιασμός της εσωτερικής μόνωσης είναι προσεγμένος και εύκολος στη χρήση και μπορεί επίσης να παίξει το ρόλο της σκίασης και της ψύξης το καλοκαίρι.

Τεχνολογία ενεργής θέρμανσης

Λόγω της χαμηλής θερμοκρασίας το χειμώνα στη βορειοδυτική Κίνα, αν βασιστούμε μόνο στη διατήρηση της θερμότητας και την αποθήκευση θερμότητας στα θερμοκήπια, δεν μπορούμε να ανταποκριθούμε στις απαιτήσεις της παραγωγής διαχείμασης των καλλιεργειών σε κάποιο κρύο καιρό, επομένως ορισμένα ενεργά μέτρα θέρμανσης είναι επίσης ενδιαφερόμενος.

Σύστημα αποθήκευσης ηλιακής ενέργειας και απελευθέρωσης θερμότητας

Είναι ένας σημαντικός λόγος που ο τοίχος φέρει τις λειτουργίες της διατήρησης της θερμότητας, της αποθήκευσης θερμότητας και της φόρτισης, γεγονός που οδηγεί στο υψηλό κόστος κατασκευής και το χαμηλό ποσοστό αξιοποίησης της γης των ηλιακών θερμοκηπίων. Ως εκ τούτου, η απλοποίηση και η συναρμολόγηση των ηλιακών θερμοκηπίων είναι βέβαιο ότι θα αποτελέσει σημαντική αναπτυξιακή κατεύθυνση στο μέλλον. Μεταξύ αυτών, η απλοποίηση της λειτουργίας του τοίχου είναι η απελευθέρωση της λειτουργίας αποθήκευσης και απελευθέρωσης θερμότητας του τοίχου, έτσι ώστε ο πίσω τοίχος να φέρει μόνο τη λειτουργία διατήρησης θερμότητας, η οποία είναι ένας αποτελεσματικός τρόπος για να απλοποιηθεί η ανάπτυξη. Για παράδειγμα, το ενεργό σύστημα αποθήκευσης και απελευθέρωσης θερμότητας του Fang Hui (Εικόνα 2) χρησιμοποιείται ευρέως σε μη καλλιεργούμενες περιοχές όπως το Gansu, το Ningxia και το Xinjiang. Η συσκευή συλλογής της θερμότητας είναι αναρτημένη στον βόρειο τοίχο. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, η θερμότητα που συλλέγεται από τη συσκευή συλλογής θερμότητας αποθηκεύεται στο σώμα αποθήκευσης θερμότητας μέσω της κυκλοφορίας του μέσου αποθήκευσης θερμότητας και τη νύχτα, η θερμότητα απελευθερώνεται και θερμαίνεται από την κυκλοφορία του μέσου αποθήκευσης θερμότητας, πραγματοποιώντας έτσι μεταφορά θερμότητας σε χρόνο και χώρο. Τα πειράματα δείχνουν ότι η ελάχιστη θερμοκρασία στο θερμοκήπιο μπορεί να αυξηθεί κατά 3~5℃ με τη χρήση αυτής της συσκευής. Ο Wang Zhiwei κ.λπ. πρότεινε ένα σύστημα θέρμανσης με κουρτίνα νερού για ηλιακό θερμοκήπιο στη νότια περιοχή της ερήμου Xinjiang, το οποίο μπορεί να αυξήσει τη θερμοκρασία του θερμοκηπίου κατά 2,1℃ τη νύχτα.

Επιπλέον, ο Bao Encai κ.λπ. σχεδίασε ένα ενεργό σύστημα κυκλοφορίας αποθήκευσης θερμότητας για τον βόρειο τοίχο. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, μέσω της κυκλοφορίας των αξονικών ανεμιστήρων, ο εσωτερικός θερμός αέρας ρέει μέσω του αγωγού μεταφοράς θερμότητας που είναι ενσωματωμένος στον βόρειο τοίχο και ο αγωγός μεταφοράς θερμότητας ανταλλάσσει θερμότητα με το στρώμα αποθήκευσης θερμότητας μέσα στον τοίχο, γεγονός που βελτιώνει σημαντικά την ικανότητα αποθήκευσης θερμότητας του τον τοίχο. Επιπλέον, το ηλιακό σύστημα αποθήκευσης θερμότητας αλλαγής φάσης που σχεδιάστηκε από τον Yan Yantao κ.λπ. αποθηκεύει θερμότητα στα υλικά αλλαγής φάσης μέσω ηλιακών συλλεκτών κατά τη διάρκεια της ημέρας και στη συνέχεια διαχέει τη θερμότητα στον εσωτερικό αέρα μέσω της κυκλοφορίας του αέρα τη νύχτα, γεγονός που μπορεί να αυξήσει την μέση θερμοκρασία κατά 2,0℃ τη νύχτα. Οι παραπάνω τεχνολογίες και εξοπλισμός αξιοποίησης ηλιακής ενέργειας έχουν τα χαρακτηριστικά της οικονομίας, της εξοικονόμησης ενέργειας και των χαμηλών εκπομπών άνθρακα. Μετά τη βελτιστοποίηση και τη βελτίωση, θα πρέπει να έχουν καλή προοπτική εφαρμογής στις περιοχές με άφθονους πόρους ηλιακής ενέργειας στη βορειοδυτική Κίνα.

Άλλες βοηθητικές τεχνολογίες θέρμανσης

01 ενέργεια από βιομάζα θέρμανση

Η στρωμνή, το άχυρο, η κοπριά αγελάδας, η κοπριά προβάτων και η κοπριά πουλερικών αναμειγνύονται με βιολογικά βακτήρια και θάβονται στο έδαφος στο θερμοκήπιο. Παράγεται πολλή θερμότητα κατά τη διαδικασία της ζύμωσης και πολλά ευεργετικά στελέχη, οργανική ύλη και CO2 παράγονται κατά τη διαδικασία της ζύμωσης. Τα ευεργετικά στελέχη μπορούν να αναστείλουν και να σκοτώσουν μια ποικιλία μικροβίων και μπορούν να μειώσουν την εμφάνιση ασθενειών και παρασίτων του θερμοκηπίου. Η οργανική ύλη μπορεί να γίνει λίπασμα για καλλιέργειες. Το CO2 που παράγεται μπορεί να ενισχύσει τη φωτοσύνθεση των καλλιεργειών. Για παράδειγμα, ο Wei Wenxiang έθαψε ζεστά οργανικά λιπάσματα, όπως κοπριά αλόγων, κοπριά αγελάδας και κοπριά προβάτων σε εσωτερικά εδάφη στο ηλιακό θερμοκήπιο στο οροπέδιο Qinghai, γεγονός που αύξησε αποτελεσματικά τη θερμοκρασία του εδάφους. Στο ηλιακό θερμοκήπιο στην περιοχή της ερήμου Gansu, ο Zhou Zhilong χρησιμοποίησε άχυρο και οργανικό λίπασμα για τη ζύμωση μεταξύ των καλλιεργειών. Η δοκιμή έδειξε ότι η θερμοκρασία του θερμοκηπίου μπορούσε να αυξηθεί κατά 2~3℃.

02 θέρμανση άνθρακα

Υπάρχουν τεχνητή σόμπα, θερμοσίφωνας εξοικονόμησης ενέργειας και θέρμανση. Για παράδειγμα, μετά από έρευνα στο οροπέδιο Qinghai, ο Wei Wenxiang διαπίστωσε ότι η θέρμανση τεχνητών κλιβάνων χρησιμοποιήθηκε κυρίως τοπικά. Αυτή η μέθοδος θέρμανσης έχει τα πλεονεκτήματα της ταχύτερης θέρμανσης και του εμφανούς αποτελέσματος θέρμανσης. Ωστόσο, επιβλαβή αέρια όπως SO2, CO και H2S θα παραχθούν κατά τη διαδικασία καύσης άνθρακα, επομένως είναι απαραίτητο να γίνει καλή δουλειά στην εκκένωση επιβλαβών αερίων.

03 ηλεκτρική θέρμανση

Χρησιμοποιήστε ηλεκτρικό καλώδιο θέρμανσης για να θερμάνετε την μπροστινή οροφή του θερμοκηπίου ή χρησιμοποιήστε ηλεκτρική θερμάστρα. Το αποτέλεσμα θέρμανσης είναι αξιοσημείωτο, η χρήση είναι ασφαλής, δεν παράγονται ρύποι στο θερμοκήπιο και ο εξοπλισμός θέρμανσης είναι εύκολος στον έλεγχο. Ο Chen Weiqian και άλλοι πιστεύουν ότι το πρόβλημα της ζημιάς από το πάγωμα το χειμώνα στην περιοχή Jiuquan εμποδίζει την ανάπτυξη της τοπικής γεωργίας Gobi και μπορούν να χρησιμοποιηθούν ηλεκτρικά θερμαντικά στοιχεία για τη θέρμανση του θερμοκηπίου. Ωστόσο, λόγω της χρήσης πόρων ηλεκτρικής ενέργειας υψηλής ποιότητας, η κατανάλωση ενέργειας είναι υψηλή και το κόστος υψηλό. Προτείνεται να χρησιμοποιείται ως προσωρινό μέσο έκτακτης θέρμανσης σε ακραία κρύα καιρικά φαινόμενα.

Μέτρα περιβαλλοντικής διαχείρισης

Στη διαδικασία παραγωγής και χρήσης του θερμοκηπίου, ο πλήρης εξοπλισμός και η κανονική λειτουργία δεν μπορούν να εξασφαλίσουν αποτελεσματικά ότι το θερμικό του περιβάλλον πληροί τις απαιτήσεις σχεδιασμού. Μάλιστα, η χρήση και η διαχείριση του εξοπλισμού συχνά παίζει καθοριστικό ρόλο στη διαμόρφωση και διατήρηση του θερμικού περιβάλλοντος, με σημαντικότερο την καθημερινή διαχείριση θερμομονωτικού πάπλωμα και εξαερισμού.

Διαχείριση θερμομονωτικού παπλώματος

Το θερμομονωτικό πάπλωμα είναι το κλειδί για τη νυχτερινή θερμομόνωση της μπροστινής οροφής, επομένως είναι εξαιρετικά σημαντικό να βελτιώσετε την καθημερινή διαχείριση και συντήρησή του, ιδιαίτερα στα ακόλουθα προβλήματα που πρέπει να λάβετε υπόψη: ① Επιλέξτε τον κατάλληλο χρόνο ανοίγματος και κλεισίματος του θερμομονωτικού πάπλωμα . Ο χρόνος ανοίγματος και κλεισίματος του θερμομονωτικού παπλώματος δεν επηρεάζει μόνο τον χρόνο φωτισμού του θερμοκηπίου, αλλά επηρεάζει και τη διαδικασία θέρμανσης στο θερμοκήπιο. Το άνοιγμα και το κλείσιμο του θερμομονωτικού πάπλωμα πολύ νωρίς ή πολύ αργά δεν ευνοεί τη συλλογή θερμότητας. Το πρωί, εάν το πάπλωμα ξεσκεπαστεί πολύ νωρίς, η εσωτερική θερμοκρασία θα πέσει πάρα πολύ λόγω της χαμηλής εξωτερικής θερμοκρασίας και του ασθενούς φωτός. Αντίθετα, εάν ο χρόνος αποκάλυψης του πάπλωμα αργήσει πολύ, ο χρόνος λήψης φωτός στο θερμοκήπιο θα μειωθεί και ο χρόνος ανόδου της εσωτερικής θερμοκρασίας θα καθυστερήσει. Το απόγευμα, εάν το θερμομονωτικό πάπλωμα απενεργοποιηθεί πολύ νωρίς, ο χρόνος έκθεσης σε εσωτερικούς χώρους θα μειωθεί και η αποθήκευση θερμότητας του εδάφους και των τοίχων του εσωτερικού χώρου θα μειωθεί. Αντίθετα, εάν η συντήρηση θερμότητας απενεργοποιηθεί πολύ αργά, η απαγωγή θερμότητας του θερμοκηπίου θα αυξηθεί λόγω της χαμηλής εξωτερικής θερμοκρασίας και του ασθενούς φωτός. Επομένως, μιλώντας γενικά, όταν το θερμομονωτικό πάπλωμα ανάβει το πρωί, συνιστάται η θερμοκρασία να αυξάνεται μετά από πτώση 1~2℃, ενώ όταν το θερμομονωτικό πάπλωμα είναι απενεργοποιημένο, συνιστάται η θερμοκρασία να αυξάνεται μετά από πτώση 1~2℃. ② Όταν κλείνετε το θερμομονωτικό πάπλωμα, προσέξτε εάν το θερμομονωτικό πάπλωμα καλύπτει σφιχτά όλες τις μπροστινές οροφές και ρυθμίστε τις έγκαιρα εάν υπάρχει κενό. ③ Αφού το θερμομονωτικό πάπλωμα είναι εντελώς κάτω, ελέγξτε εάν το κάτω μέρος έχει συμπιεστεί, έτσι ώστε να αποφευχθεί η ανύψωση της επίδρασης διατήρησης της θερμότητας από τον άνεμο τη νύχτα. ④ Ελέγξτε και συντηρήστε έγκαιρα το θερμομονωτικό πάπλωμα, ειδικά όταν το θερμομονωτικό πάπλωμα είναι κατεστραμμένο, επισκευάστε το ή αντικαταστήστε το εγκαίρως. ⑤ Προσέξτε έγκαιρα τις καιρικές συνθήκες. Όταν έχει βροχή ή χιόνι, σκεπάστε έγκαιρα το θερμομονωτικό πάπλωμα και απομακρύνετε έγκαιρα το χιόνι.

Διαχείριση αεραγωγών

Ο σκοπός του αερισμού το χειμώνα είναι να ρυθμίσει τη θερμοκρασία του αέρα για να αποφύγει την υπερβολική θερμοκρασία γύρω στο μεσημέρι. Το δεύτερο είναι η εξάλειψη της υγρασίας του εσωτερικού χώρου, η μείωση της υγρασίας του αέρα στο θερμοκήπιο και ο έλεγχος παρασίτων και ασθενειών. Το τρίτο είναι η αύξηση της συγκέντρωσης CO2 σε εσωτερικούς χώρους και η προώθηση της ανάπτυξης των καλλιεργειών. Ωστόσο, ο αερισμός και η διατήρηση της θερμότητας είναι αντιφατικές. Εάν ο εξαερισμός δεν γίνεται σωστά, πιθανότατα θα οδηγήσει σε προβλήματα χαμηλής θερμοκρασίας. Επομένως, το πότε και πόσο καιρό ανοίγουν οι αεραγωγοί πρέπει να ρυθμίζονται δυναμικά ανάλογα με τις περιβαλλοντικές συνθήκες του θερμοκηπίου ανά πάσα στιγμή. Στις βορειοδυτικές μη καλλιεργούμενες περιοχές, η διαχείριση των αεραγωγών του θερμοκηπίου χωρίζεται κυρίως σε δύο τρόπους: χειροκίνητη λειτουργία και απλό μηχανικό αερισμό. Ωστόσο, ο χρόνος ανοίγματος και ο χρόνος αερισμού των αεραγωγών βασίζονται κυρίως στην υποκειμενική κρίση των ανθρώπων, επομένως μπορεί να συμβεί ότι οι αεραγωγοί ανοίγουν πολύ νωρίς ή πολύ αργά. Για την επίλυση των παραπάνω προβλημάτων, ο Yin Yilei κ.λπ. σχεδίασε μια έξυπνη συσκευή εξαερισμού οροφής, η οποία μπορεί να καθορίσει το χρόνο ανοίγματος και το μέγεθος ανοίγματος και κλεισίματος των οπών αερισμού σύμφωνα με τις αλλαγές του εσωτερικού περιβάλλοντος. Με την εμβάθυνση της έρευνας σχετικά με το νόμο της περιβαλλοντικής αλλαγής και τη ζήτηση των καλλιεργειών, καθώς και τη διάδοση και την πρόοδο τεχνολογιών και εξοπλισμού όπως η περιβαλλοντική αντίληψη, η συλλογή πληροφοριών, η ανάλυση και ο έλεγχος, η αυτοματοποίηση της διαχείρισης αερισμού σε ηλιακά θερμοκήπια θα πρέπει να αποτελέσει σημαντική αναπτυξιακή κατεύθυνση στο μέλλον.

Άλλα μέτρα διαχείρισης

Κατά τη διαδικασία χρήσης διαφόρων ειδών φιλμ υπόστεγου, η ικανότητα μετάδοσης φωτός τους θα εξασθενήσει σταδιακά και η ταχύτητα εξασθένησης δεν σχετίζεται μόνο με τις δικές τους φυσικές ιδιότητες, αλλά και με το περιβάλλον και τη διαχείριση κατά τη χρήση. Κατά τη διαδικασία χρήσης, ο πιο σημαντικός παράγοντας που οδηγεί στην πτώση της απόδοσης μετάδοσης φωτός είναι η ρύπανση της επιφάνειας του φιλμ. Επομένως, είναι εξαιρετικά σημαντικό να διεξάγετε τακτικό καθαρισμό και καθαρισμό όταν το επιτρέπουν οι συνθήκες. Επιπλέον, η δομή του περιβλήματος του θερμοκηπίου θα πρέπει να ελέγχεται τακτικά. Όταν υπάρχει διαρροή στον τοίχο και την μπροστινή οροφή, θα πρέπει να επισκευαστεί έγκαιρα για να αποφευχθεί η επιρροή του θερμοκηπίου από τη διείσδυση κρύου αέρα.

Υπάρχοντα προβλήματα και αναπτυξιακή κατεύθυνση

Οι ερευνητές έχουν εξερευνήσει και μελετήσει την τεχνολογία διατήρησης και αποθήκευσης θερμότητας, την τεχνολογία διαχείρισης και τις μεθόδους θέρμανσης των θερμοκηπίων σε βορειοδυτικές μη καλλιεργούμενες περιοχές για πολλά χρόνια, οι οποίες ουσιαστικά πραγματοποίησαν τη διαχειμάζουσα παραγωγή λαχανικών, βελτίωσαν σημαντικά την ικανότητα του θερμοκηπίου να αντιστέκεται σε τραυματισμούς λόγω ψύξης σε χαμηλή θερμοκρασία , και ουσιαστικά πραγματοποίησε τη διαχειμάζουσα παραγωγή λαχανικών. Έχει συνεισφέρει ιστορικά στην άμβλυνση της αντίφασης μεταξύ των τροφίμων και των λαχανικών που ανταγωνίζονται για τη γη στην Κίνα. Ωστόσο, εξακολουθούν να υπάρχουν τα ακόλουθα προβλήματα στην τεχνολογία εγγύησης θερμοκρασίας στη βορειοδυτική Κίνα.

Τύποι θερμοκηπίων προς αναβάθμιση

Επί του παρόντος, οι τύποι θερμοκηπίων εξακολουθούν να είναι οι συνηθισμένοι που κατασκευάστηκαν στα τέλη του 20ου αιώνα και στις αρχές αυτού του αιώνα, με απλή δομή, παράλογη σχεδίαση, κακή ικανότητα διατήρησης θερμικού περιβάλλοντος θερμοκηπίου και αντίστασης σε φυσικές καταστροφές και έλλειψη τυποποίησης. Επομένως, στο μελλοντικό σχεδιασμό του θερμοκηπίου, το σχήμα και η κλίση της μπροστινής οροφής, η γωνία αζιμουθίου του θερμοκηπίου, το ύψος του πίσω τοίχου, το βάθος βύθισης του θερμοκηπίου κ.λπ. θα πρέπει να τυποποιηθούν συνδυάζοντας πλήρως το τοπικό γεωγραφικό πλάτος και κλιματικά χαρακτηριστικά. Ταυτόχρονα, μόνο μία καλλιέργεια μπορεί να φυτευτεί σε ένα θερμοκήπιο όσο το δυνατόν περισσότερο, έτσι ώστε να μπορεί να πραγματοποιηθεί τυποποιημένη αντιστοίχιση θερμοκηπίου σύμφωνα με τις απαιτήσεις φωτός και θερμοκρασίας των φυτευμένων καλλιεργειών.

Η κλίμακα θερμοκηπίου είναι σχετικά μικρή.

Εάν η κλίμακα του θερμοκηπίου είναι πολύ μικρή, θα επηρεάσει τη σταθερότητα του θερμικού περιβάλλοντος του θερμοκηπίου και την ανάπτυξη της μηχανοποίησης. Με τη σταδιακή αύξηση του κόστους εργασίας, η ανάπτυξη της μηχανοποίησης αποτελεί σημαντική κατεύθυνση στο μέλλον. Επομένως, στο μέλλον, θα πρέπει να βασιστούμε στο επίπεδο τοπικής ανάπτυξης, να λάβουμε υπόψη τις ανάγκες ανάπτυξης μηχανοποίησης, να σχεδιάσουμε ορθολογικά τον εσωτερικό χώρο και τη διάταξη των θερμοκηπίων, να επιταχύνουμε την έρευνα και ανάπτυξη γεωργικού εξοπλισμού κατάλληλου για τοπικές περιοχές και βελτίωση του ρυθμού εκμηχάνισης της παραγωγής θερμοκηπίου. Ταυτόχρονα, σύμφωνα με τις ανάγκες των καλλιεργειών και των καλλιεργητικών προτύπων, ο σχετικός εξοπλισμός θα πρέπει να συνδυάζεται με πρότυπα και να προωθείται η ολοκληρωμένη έρευνα και ανάπτυξη, η καινοτομία και η εκλαΐκευση του εξαερισμού, η μείωση της υγρασίας, η διατήρηση της θερμότητας και ο εξοπλισμός θέρμανσης.

Το πάχος των τοίχων όπως η άμμος και οι κοίλοι ογκόλιθοι είναι ακόμα παχύ.

Εάν ο τοίχος είναι πολύ παχύς, αν και το αποτέλεσμα μόνωσης είναι καλό, θα μειώσει το ποσοστό χρήσης του εδάφους, θα αυξήσει το κόστος και τη δυσκολία κατασκευής. Επομένως, στη μελλοντική ανάπτυξη, αφενός, το πάχος του τοίχου μπορεί να βελτιστοποιηθεί επιστημονικά σύμφωνα με τις τοπικές κλιματικές συνθήκες. Από την άλλη πλευρά, θα πρέπει να προωθήσουμε την ελαφριά και απλοποιημένη ανάπτυξη του πίσω τοίχου, έτσι ώστε το πίσω τοίχωμα του θερμοκηπίου να διατηρεί μόνο τη λειτουργία της διατήρησης της θερμότητας, να χρησιμοποιήσουμε ηλιακούς συλλέκτες και άλλο εξοπλισμό για να αντικαταστήσουμε την αποθήκευση θερμότητας και την απελευθέρωση του τοίχου . Οι ηλιακοί συλλέκτες έχουν τα χαρακτηριστικά υψηλής απόδοσης συλλογής θερμότητας, ισχυρής ικανότητας συλλογής θερμότητας, εξοικονόμησης ενέργειας, χαμηλών εκπομπών άνθρακα και ούτω καθεξής, και οι περισσότεροι από αυτούς μπορούν να πραγματοποιήσουν ενεργή ρύθμιση και έλεγχο και μπορούν να πραγματοποιήσουν στοχευμένη εξώθερμη θέρμανση σύμφωνα με τις περιβαλλοντικές απαιτήσεις του θερμοκηπίου τη νύχτα, με υψηλότερη απόδοση χρήσης θερμότητας.

Πρέπει να αναπτυχθεί ειδικό θερμομονωτικό πάπλωμα.

Η μπροστινή οροφή είναι το κύριο σώμα της απαγωγής θερμότητας στο θερμοκήπιο και η θερμομονωτική απόδοση του θερμομονωτικού πάπλωμα επηρεάζει άμεσα το θερμικό περιβάλλον του εσωτερικού. Προς το παρόν, το περιβάλλον θερμοκρασίας του θερμοκηπίου σε ορισμένες περιοχές δεν είναι καλό, εν μέρει επειδή το θερμομονωτικό πάπλωμα είναι πολύ λεπτό και η θερμομονωτική απόδοση των υλικών είναι ανεπαρκής. Ταυτόχρονα, το θερμομονωτικό πάπλωμα εξακολουθεί να έχει κάποια προβλήματα, όπως κακή αδιάβροχη και ικανότητα σκι, εύκολη γήρανση της επιφάνειας και των υλικών του πυρήνα κ.λπ. Επομένως, στο μέλλον θα πρέπει να επιλέγονται επιστημονικά κατάλληλα θερμομονωτικά υλικά σύμφωνα με τα τοπικά θα πρέπει να σχεδιαστούν και να αναπτυχθούν κλιματικά χαρακτηριστικά και απαιτήσεις, καθώς και ειδικά θερμομονωτικά προϊόντα πάπλωμα κατάλληλα για τοπική χρήση και εκλαΐκευση.

ΤΕΛΟΣ

Αναφερόμενες πληροφορίες

Luo Ganliang, Cheng Jieyu, Wang Pingzhi, κ.λπ. Ερευνητική κατάσταση της τεχνολογίας εγγύησης της περιβαλλοντικής θερμοκρασίας του ηλιακού θερμοκηπίου σε βορειοδυτικά μη καλλιεργούμενα εδάφη [J]. Τεχνολογία Αγροτικής Μηχανικής, 2022,42(28):12-20.