Greenhouse Horticultural Agricultural Engineering Technology 2022-12-02 17:30 Gepubliceerd in Beijing

Het ontwikkelen van zonne-kassen in niet-gecultiveerde gebieden zoals woestijn, Gobi en Sandy Land heeft effectief de tegenstelling opgelost tussen voedsel en groenten die strijden om land. Het is een van de beslissende omgevingsfactoren voor de groei en ontwikkeling van temperatuurgewassen, die vaak het succes of het falen van de productie van broeikasgebrassen bepalen. Daarom moeten we, om zonne-kassen in niet-gecultiveerde gebieden te ontwikkelen, eerst het probleem van de omgevingstemperatuur van kassen oplossen. In dit artikel worden de temperatuurbesturingsmethoden die de afgelopen jaren worden gebruikt in niet-gecultiveerde landkassen samengevat en worden de bestaande problemen en ontwikkelingsrichting van temperatuur en milieubescherming in niet-gecultiveerde landzodenkassen geanalyseerd en samengevat.

China heeft een grote bevolking en minder beschikbare landbronnen. Meer dan 85% van de landbronnen zijn niet-gecultiveerde landbronnen, die voornamelijk geconcentreerd zijn in het noordwesten van China. Document nr. 1 van het centrale comité in 2022 wees erop dat de ontwikkeling van de facilitaire landbouw moet worden versneld en dat op basis van de bescherming van de ecologische omgeving het exploiteerbare lege land en woestenij moet worden onderzocht om facilitaire landbouw te ontwikkelen. Noordwest-China is rijk aan woestijn, gobi, woestenij en andere niet-gecultiveerde landbronnen en natuurlijke licht- en warmtebronnen, die geschikt zijn voor de ontwikkeling van faciliteitslandbouw. Daarom is de ontwikkeling en het gebruik van niet-gecultiveerde landbronnen om niet-gebouwde landkassen te ontwikkelen van groot strategisch belang voor het waarborgen van nationale voedselzekerheid en het verlichten van conflicten in landgebruik.

Momenteel is de niet-gecultiveerde zonne-kas de belangrijkste vorm van zeer efficiënte landbouwontwikkeling in niet-gecultiveerd land. In het noordwesten van China is het temperatuurverschil tussen dag en nacht groot, en de temperatuur 's nachts in de winter is laag, wat vaak leidt tot het fenomeen dat de minimumtemperatuur binnenshuis lager is dan de temperatuur die nodig is voor de normale groei en ontwikkeling van gewassen. Temperatuur is een van de onmisbare omgevingsfactoren voor de groei en ontwikkeling van gewassen. Te lage temperatuur zal de fysiologische en biochemische reactie van gewassen vertragen en hun groei en ontwikkeling vertragen. Wanneer de temperatuur lager is dan de limiet die gewassen kunnen dragen, zal deze zelfs leiden tot bevriezingsletsel. Daarom is het met name belangrijk om de temperatuur te waarborgen die nodig is voor de normale groei en ontwikkeling van gewassen. Om de juiste temperatuur van de zonne -kas te behouden, is het geen enkele maatregel die kan worden opgelost. Het moet worden gegarandeerd op basis van de aspecten van broeikasontwerp, constructie, materiaalselectie, verordening en dagelijks beheer. Daarom zal dit artikel de onderzoeksstatus en de voortgang van de temperatuurregeling van niet-gecultiveerde kassen in China in China samenvatten uit de aspecten van broeikasontwerp en constructie, warmtebehoud en opwarmingsmaatregelen en milieubeheer, om een ​​systematische referentie te geven voor Het rationele ontwerp en beheer van niet-gecultiveerde kassen.

Broeikasstructuur en materialen

De thermische omgeving van de kas hangt voornamelijk af van de transmissie-, onderscheppings- en opslagcapaciteit van kas tot zonnestraling, die verband houdt met het redelijke ontwerp van kasoriëntatie, vorm en materiaal van licht-transmitteren oppervlak, structuur en materiaal van wand- en rugdak, Foundation -isolatie, broeikasgrootte, nachtisolatiemodus en materiaal van het dak van de voorkant, enz., En heeft ook betrekking op de vraag of het bouw- en bouwproces van kas kan zorgen voor de effectieve realisatie van ontwerpvereisten.

Lichttransmissiecapaciteit van het voorste dak

De belangrijkste energie in de kas komt uit de zon. Het vergroten van de lichttransmissiecapaciteit van het voordak is gunstig voor de kas om meer warmte te verkrijgen, en het is ook een belangrijke basis om de temperatuuromgeving van de kas in de winter te waarborgen. Momenteel zijn er drie hoofdmethoden om de lichttransmissiecapaciteit te vergroten en het licht van het licht van het voorste dak van de kas.

01 Ontwerp Redelijke Greenhouse Orientation en Azimuth

De oriëntatie van de kas beïnvloedt de verlichtingsprestaties van de kas en de hitte -opslagcapaciteit van de kas. Om meer warmteopslag in de kas te krijgen, is de oriëntatie van niet-gecultiveerde kassen in het noordwesten van China naar het zuiden. Voor de specifieke azimut van de kas, bij het kiezen van zuid naar oost, is het gunstig om "de zon te pakken", en de binnentemperatuur stijgt snel in de ochtend; Wanneer zuid naar west wordt geselecteerd, is het voordelig voor de kas om gebruik te maken van middaglicht. De zuidelijke richting is een compromis tussen de bovenstaande twee situaties. Volgens de kennis van geofysica roteert de aarde 360 ​​° in een dag en beweegt de azimut van de zon elke 4 minuten ongeveer 1 °. Daarom, elke keer dat de azimut van de kas met 1 ° verschilt, zal de tijd van direct zonlicht ongeveer 4 minuten verschillen, dat wil zeggen dat de azimut van de kas de tijd beïnvloedt waarop de kas licht 's ochtends en' s avonds licht ziet.

Wanneer de ochtend- en middag lichturen gelijk zijn en het oosten of westen onder dezelfde hoek zijn, krijgt de kas dezelfde lichte uren. Voor het gebied ten noorden van 37 ° Noord -breedtegraad is de temperatuur in de ochtend echter laag en is de tijd van quilt die het blootleggen te laat is, terwijl de temperatuur relatief hoog is in de middag en avond, dus het is gepast om het tijdstip te vertragen het sluiten van de thermische isolatie quilt. Daarom moeten deze gebieden kiezen voor het zuiden naar het westen en volledig gebruik maken van het middaglicht. Voor de gebieden met 30 ° ~ 35 ° Noord -breedtegraad, vanwege de betere verlichtingsomstandigheden in de ochtend, kan de tijd van het behoud van warmte en dekking ook worden geavanceerd. Daarom moeten deze gebieden de richting van het zuiden-oosten kiezen om te streven naar meer zonnestraling in de ochtend voor de kas. Op het gebied van 35 ° ~ 37 ° Noord -breedtegraad is er echter weinig verschil in zonnestraling in de ochtend en middag, dus het is beter om te kiezen voor de zuidelijke richting. Of het nu zuidoost of zuidwesten is, de afwijkingshoek is over het algemeen 5 ° ~ 8 ° en het maximum mag niet meer dan 10 °. Noordwest -China ligt in het bereik van 37 ° ~ 50 ° Noord -breedtegraad, dus de azimuthoek van de kas is over het algemeen van zuid naar west. Met het oog hierop heeft de zonlichtgas ontworpen door Zhang Jingshe enz. In Taiyuan heeft de oriëntatie van 5 ° ten westen van het zuiden gekozen, de zonlichtgas gebouwd door Chang Meimei enz. In Gobi -gebied van Hexi -corridor heeft de oriëntatie overgenomen van 5 ° tot 10 ° ten westen van het zuiden, en de zonlichtgas gebouwd door Ma Zhigui enz. In het noorden van Xinjiang heeft de oriëntatie overgenomen van 8 ° ten westen van het zuiden.

02 Ontwerp een redelijke voorste dakvorm en hellingshoek

De vorm en helling van het voorste dak bepalen de invallende hoek van de zonnestralen. Hoe kleiner de invallende hoek, hoe groter de transmissie. Sun Juren gelooft dat de vorm van het voordak voornamelijk wordt bepaald door de verhouding van de lengte van het hoofdverlichtingoppervlak en de achterhelling. Lange voorste helling en korte achterhelling zijn gunstig voor de verlichting en warmtebehoud van het voordak. Chen Wei-Qian en anderen denken dat het belangrijkste verlichtingsdak van de zonne-kas die in Gobi-gebied wordt gebruikt een cirkelvormige boog met een straal van 4,5 m aannemen, die de kou effectief kan weerstaan. Zhang Jingshe, enz. Denk dat het geschikter is om een ​​halfcirkelvormige boog te gebruiken op het voorste dak van de kas in gebieden Alpine en Hoge breedtegraad. Wat betreft de hellingshoek van het voorste dak, volgens de lichttransmissiekarakteristieken van plastic film, wanneer de invallende hoek 0 ~ 40 ° is, is de reflectiviteit van het voorste dak naar het zonlicht klein en wanneer het 40 ° overschrijdt, Reflectiviteit neemt aanzienlijk toe. Daarom wordt 40 ° genomen als de maximale invallende hoek om de hellingshoek van het voorste dak te berekenen, zodat zelfs in de winterzonnewende, de zonnestraling de kas in de maximale mate kan binnenkomen. Daarom, bij het ontwerpen van een zonne-kas die geschikt is voor niet-gecultiveerde gebieden in Wuhai, Inner Mongolië, berekenden hij en anderen de hellingshoek van het voordak met een invallende hoek van 40 °, en dacht dat het zolang het groter was dan 30 was dan 30 °, het zou kunnen voldoen aan de vereisten van broeikasverlichting en warmtebehoud. Zhang Caihong en anderen denken dat bij het bouwen van kassen in de niet-gecultiveerde gebieden van Xinjiang de hellingshoek van het voorste dak van kassen in Zuid-Xinjiang 31 ° is, terwijl die in het noorden van Xinjiang 32 ° ~ 33,5 ° is.

03 Kies geschikte transparante bedekkingsmaterialen.

Naast de invloed van buitenstralingsomstandigheden buiten, zijn de materiaal- en lichttransmissiekarakteristieken van kasfilm ook belangrijke factoren die de licht- en warmteomgeving van de kas beïnvloeden. Momenteel is de lichte transmissie van plastic films zoals PE, PVC, EVA en PO anders vanwege verschillende materialen en filmdiktes. Over het algemeen kan de lichte overdracht van films die gedurende 1-3 jaar zijn gebruikt, over het algemeen gegarandeerd boven 88% zijn, die moet worden geselecteerd op basis van de vraag van gewassen voor licht en temperatuur. Bovendien is de verdeling van de lichtomgeving in de kas ook een factor waar mensen meer en meer aandacht aan besteden. Daarom is de afgelopen jaren de lichttransmissiemateriaal met verbeterd verstrooiingslicht zeer erkend door de industrie, vooral in de gebieden met een sterke zonnestraling in het noordwesten van China. De toepassing van verbeterde verstrooiingslichtfilm heeft het schaduweffect aan de boven- en onderkant van de luifel van de gewassen verminderd, het licht in de middelste en onderste delen van het luifel van de gewassen verhoogd, de fotosynthetische kenmerken van het hele gewas verbeterde en een goed effect van promotie vertoonde groei en toenemende productie.

Redelijk ontwerp van broeikasgrootte

De lengte van de kas is te lang of te kort, wat de temperatuurregeling binnenshuis zal beïnvloeden. Wanneer de lengte van de kas te kort is, voor zonsopgang en zonsondergang, is het gebied dat wordt gearceerd door de oost- en westelijke gevels groot, wat niet bevorderlijk is voor de opwarming van de kas, en vanwege het kleine volume, zal dit de binnengrond en muur beïnvloeden Absorptie en afgifte van warmte. Wanneer de lengte te groot is, is het moeilijk om de binnentemperatuur te regelen, en het zal de stevigheid van de kasstructuur beïnvloeden en de configuratie van het hitte -behoud quiltrolmechanisme. De hoogte en spanwijdte van de kas beïnvloeden direct het daglicht van het voordak, de grootte van de kasruimte en de isolatieverhouding. Wanneer de overspanning en lengte van de kas vast zijn, kan het verhogen van de hoogte van de kas de verlichtingshoek van het voordak vergroten vanuit het perspectief van de lichtomgeving, die bevorderlijk is voor lichte transmissie; Vanuit het oogpunt van de thermische omgeving neemt de hoogte van de wand toe en neemt het warmteopslaggebied van de achterwand toe, wat gunstig is voor de warmteopslag en warmteafgifte van de achterwand. Bovendien is de ruimte groot, de snelheid van de warmtecapaciteit is ook groot en is de thermische omgeving van de kas stabieler. Natuurlijk zal het verhogen van de hoogte van de kas de kosten van de kas verhogen, wat een uitgebreide overweging nodig heeft. Daarom moeten we bij het ontwerpen van een kas een redelijke lengte, overspanning en hoogte kiezen volgens lokale omstandigheden. Zhang Caihong en anderen denken bijvoorbeeld dat in het noorden van Xinjiang de lengte van de kas 50 ~ 80m is, de spanwijdte 7m is en de hoogte van de kas is 3,9 m, terwijl in het zuiden van Xinjiang de lengte van de kas 50 ~ 80m is, het Span is 8m en de hoogte van de kas is 3,6 ~ 4,0 m; Er wordt ook aangenomen dat de spanwijdte van de kas niet minder dan 7 m mag zijn, en wanneer de spanwijdte 8m is, is het warmteconservatie -effect het beste. Bovendien denken Chen Weiqian en anderen dat de lengte, overspanning en hoogte van de zonne -kas respectievelijk 80m, 8 ~ 10m en 3,8 ~ 4,2 m moeten zijn wanneer deze wordt gebouwd in het Gobi -gebied van Jiuquan, Gansu.

Verbetering van de warmteopslag- en isolatiecapaciteit van de muur

Overdag accumuleert de wand warmte door de zonnestraling en de warmte van wat binnenlucht te absorberen. 'S Nachts, wanneer de binnentemperatuur lager is dan de wandtemperatuur, laat de wand passief warmte vrij om de kas te verwarmen. Als de belangrijkste hitte -opslaglichaam van de kas, kan de wand de omgeving van de binnenste nachttemperatuur aanzienlijk verbeteren door de capaciteit van de warmteopslag te verbeteren. Tegelijkertijd is de thermische isolatiefunctie van de wand de basis voor de stabiliteit van de thermische omgeving van de kas. Momenteel zijn er verschillende methoden om de warmtetopslag- en isolatiecapaciteit van muren te verbeteren.

01 Ontwerp redelijke wandstructuur

De functie van de muur omvat voornamelijk warmteopslag en warmtebehoud, en tegelijkertijd dienen de meeste kaswanden ook als load-draging leden om de truss van het dak te ondersteunen. Vanuit het oogpunt van het verkrijgen van een goede thermische omgeving moet een redelijke wandstructuur voldoende warmteopslagcapaciteit hebben aan de binnenkant en voldoende warmtebehoudcapaciteit aan de buitenkant, terwijl onnodige koude bruggen worden verminderd. In het onderzoek naar opslag en isolatie van wandwarmte ontwierpen Bao Encai en anderen de gestolde zandpassieve warmteopslagwand in Wuhai Desert Area, Inner Mongolië. Poreuze baksteen werd gebruikt als isolatielaag aan de buitenkant en gestold zand werd gebruikt als warmteopslaglaag aan de binnenkant. De test toonde aan dat de binnentemperatuur in zonnige dagen 13,7 ℃ kon bereiken. Ma yuehong etc. ontworpen een tarwebell mortelblokcomposietwand in het noorden van Xinjiang, waarin Quick -Lime in mortelblokken wordt gevuld als een warmteopslaglaag en slakzakken worden buiten gestapeld als een isolatielaag. De holle blokwand ontworpen door Zhao Peng, enz. In het Gobi -gebied van de provincie Gansu, gebruikt 100 mm dik benzeenbord als isolatielaag aan de buitenkant en zand- en holle blok baksteen als warmteopslaglaag aan de binnenkant. De test toont aan dat de gemiddelde temperatuur in de winter 's nachts boven 10 ℃ is, en chai -regeneratie, enz. Gebruik ook zand en grind als isolatielaag en warmteopslaglaag van de muur in het Gobi -gebied van de provincie Gansu. In termen van het verminderen van koude bruggen, Yan Junyue enz. Ontworpen een lichte en vereenvoudigde gemonteerde achterwand, die niet alleen de thermische weerstand van de wand verbeterde, maar ook de afdichteigenschap van de wand verbeterde door polystyreenbord aan de buitenkant van de achterkant te plakken muur; Wu letian etc. Set versterkte betonnen ringstraal boven de fundering van de kaswand en gebruikte trapeziumvormige bakstenen stempelen net boven de ringbundel om het achterdak te ondersteunen, wat het probleem oploste dat scheuren en funderingsverzekering gemakkelijk te voorkomen zijn in kassen in hotian, Xinjiang, dus de thermische isolatie van kassen beïnvloeden.

02 Kies geschikte warmteopslag- en isolatiematerialen.

Het warmteopslag- en isolatie -effect van de wand hangt eerst af van de materiaalkeuze. In de noordwestelijke woestijn namen Gobi, Sandy Land en andere gebieden, volgens de site -omstandigheden, onderzoekers lokale materialen en deden gedurfde pogingen om veel verschillende soorten achterwanden van zonne -kassen te ontwerpen. Toen Zhang Guosen bijvoorbeeld en anderen kassen bouwden in zand- en grindvelden in Gansu, werden zand en grind gebruikt als warmteopslag- en isolatielagen van wanden; Volgens de kenmerken van Gobi en Desert in Noordwest -China ontwierp Zhao Peng een soort holle blokwand met zandsteen en holle blok als materialen. De test toont aan dat de gemiddelde nachttemperatuur van binnenshuis hoger is dan 10 ℃. Gezien de schaarste van bouwmaterialen zoals bakstenen en klei in de Gobi -regio van het noordwesten van China, ontdekten Zhou Changji en anderen dat de lokale kassen meestal als wandmaterialen gebruiken bij het onderzoeken van zonne -kassen in de Gobi -regio van Kizilsu Kirgiz, Xinjiang. Gezien de thermische prestaties en mechanische sterkte van kiezelstenen, heeft de kas gebouwd met kiezelstenen goede prestaties in termen van warmtebehoud, warmteopslag en belastinglager. Evenzo gebruiken Zhang Yong, enz. Ook kiezelstenen als het belangrijkste materiaal van de muur, en ontwierp een onafhankelijke warmteopslag kiezelwand in Shanxi en andere plaatsen. De test laat zien dat het warmteopslageffect goed is. Zhang etc. ontwierp een soort zandsteenwand volgens de kenmerken van het noordwesten van Gobi, die de binnentemperatuur met 2,5 ℃ kan verhogen. Bovendien testten Ma Yuehong en anderen de warmteopslagcapaciteit van blok gevulde zandwand, blokwand en bakstenen muur in Hotian, Xinjiang. De resultaten toonden aan dat de met blok gevulde zandwand de grootste warmteopslagcapaciteit had. Bovendien ontwikkelen onderzoekers om de hitteopslagprestaties van de wand te verbeteren, actief nieuwe warmtegelopmaterialen en -technologieën. Bao Encai stelde bijvoorbeeld een faseveranderingsmateriaal voor, dat kan worden gebruikt om de opslagcapaciteit van de warmte van de achterwand van de zonne-kas in niet-gecultiveerde gebieden in het noordwesten te verbeteren. Omdat de verkenning van lokale materialen, worden hooiberg, slak, benzeenbord en stro ook gebruikt als wandmaterialen, maar deze materialen hebben meestal alleen de functie van het behoud van warmte en geen warmteopslagcapaciteit. Over het algemeen hebben de wanden gevuld met grind en blokken een goede warmteopslag- en isolatiecapaciteit.

03 Verhoog de wanddikte op de juiste manier

Gewoonlijk is thermische weerstand een belangrijke index om de thermische isolatieprestaties van de wand te meten, en de factor die de thermische weerstand beïnvloedt, is de dikte van de materiaallaag naast de thermische geleidbaarheid van het materiaal. Daarom kan op basis van het selecteren van geschikte thermische isolatiematerialen de dikte van de wand op passende wijze de totale thermische weerstand van de wand vergroten en het warmteverlies door de wand verminderen, waardoor de thermische isolatie en warmteopslagcapaciteit van de wand en de hele kas. Bijvoorbeeld, in Gansu en andere gebieden is de gemiddelde dikte van zandzakwand in de stad Zhangye 2,6 m, terwijl die van mortel metselwerkmuur in Jiuquan City 3,7 m is. Hoe dikker de muur, hoe groter de thermische isolatie en warmteopslagcapaciteit. Te dikke muren zullen echter de landbezetting en de kosten van de bouw van de kas verhogen. Daarom moeten we vanuit het perspectief van het verbeteren van de thermische isolatiecapaciteit ook prioriteit geven aan het selecteren van hoge thermische isolatiematerialen met een lage thermische geleidbaarheid, zoals polystyreen, polyurethaan en andere materialen, en vervolgens de dikte op de juiste manier verhogen.

Redelijk ontwerp van het achterste dak

Voor het ontwerp van het achterste dak is de belangrijkste overweging niet om de invloed van schaduw te veroorzaken en de thermische isolatiecapaciteit te verbeteren. Om de invloed van schaduw op het achterste dak te verminderen, is de instelling van de hellingshoek voornamelijk gebaseerd op het feit dat het achterste dak overdag direct zonlicht kan ontvangen wanneer gewassen worden geplant en geproduceerd. Daarom wordt de hoogte van het achterste dak in het algemeen gekozen om beter te zijn dan de lokale zonnehoogtehoek van de winterzonnewende van 7 ° ~ 8 °. Zhang Caihong en anderen denken bijvoorbeeld dat bij het bouwen van zonnekassen in Gobi en zoutoplossing-alkali landgebieden in Xinjiang, de geprojecteerde lengte van het achterste dak 1,6 m is, dus de hellingshoek van het achter dak is 40 ° in Zuid-Xinjiang en 45 ° in Noord -Xinjiang. Chen Wei-Qian en anderen denken dat het achterste dak van de zonne-kas in het Jiuquan Gobi-gebied op 40 ° moet zijn. Voor de thermische isolatie van het achterste dak moet de thermische isolatiecapaciteit voornamelijk worden gewaarborgd bij de selectie van thermische isolatiematerialen, het noodzakelijke diktesontwerp en de redelijke ronde gewricht van thermische isolatiematerialen tijdens de constructie.

Verminder het verlies van de bodemverlies

Tijdens de winternacht, omdat de temperatuur van binnengrond hoger is dan die van buitengrond, wordt de warmte van binnengrond bodem overgebracht naar buiten door warmtegeleiding, waardoor het verlies van kaswarmte wordt veroorzaakt. Er zijn verschillende manieren om het verlies van bodem warmteverlies te verminderen.

01 Bodemisolatie

De grond zinkt goed, vermijdt de bevroren grondlaag en het gebruik van de grond voor het behoud van warmte. Bijvoorbeeld, de "1448 drie-materialen-één-body" zonne-kas ontwikkeld door Chai Regeneration en andere niet-gecultiveerd land in Hexi Corridor werd gebouwd door 1 meter naar beneden te graven, waardoor de bevroren grondlaag effectief werd vermeden; Volgens het feit dat de diepte van bevroren grond in het Turpan -gebied 0,8 m is, stelden Wang Huamin en anderen voor om 0,8 m te graven om de thermische isolatiecapaciteit van de kas te verbeteren. Toen Zhang Guosen, etc. bouwde de achterwand van de dubbele booge dubbele filmgraam voor zonnekas op niet-schriften, was de graafdiepte 1m. Het experiment toonde aan dat de laagste temperatuur 's nachts werd verhoogd met 2 ~ 3 ℃ vergeleken met de traditionele zonne-kas van de tweede generatie.

02 Foundation Cold Protection

De belangrijkste methode is om een ​​koudbestendige sloot te graven langs het funderingsgedeelte van het voordak, thermische isolatiematerialen in te vullen of continu thermische isolatiematerialen onder de grond te begraven langs het funderingswandgedeel Warmteoverdracht door de grond op het grensgedeelte van de kas. De gebruikte thermische isolatiematerialen zijn voornamelijk gebaseerd op de lokale omstandigheden in het noordwesten van China, en kunnen lokaal worden verkregen, zoals hooi, slakken, rotswol, polystyreenbord, maïstro, paardenmest, gevallen bladeren, gebroken gras, zaagsel, onkruid, stro, etc.

03 Mulch -film

Door de plastic film te bedekken, kan zonlicht de grond overdag door de plastic film bereiken, en de grond absorbeert de warmte van de zon en warmt op. Bovendien kan de plastic film de langgolfstraling blokkeren die door de grond wordt gereflecteerd, waardoor het stralingsverlies van de grond wordt verminderd en de warmteopslag van de grond wordt verhoogd. 'S Nachts kan plastic film de convectieve warmte -uitwisseling tussen grond en binnenlucht belemmeren, waardoor het warmteverlies van de grond wordt verminderd. Tegelijkertijd kan plastic film ook het latente warmteverlies verminderen veroorzaakt door bodemwaterverdamping. Wei Wenxiang bedekte de kas met plastic film op Qinghai -plateau, en het experiment toonde aan dat de grondtemperatuur met ongeveer 1 ℃ kon worden verhoogd.

Versterk de thermische isolatieprestaties van het voorste dak

Het voorste dak van de kas is het belangrijkste warmtedissipatieoppervlak en de verloren hitte is goed voor meer dan 75% van het totale warmteverlies in de kas. Daarom kan het versterken van de warmtisolatiecapaciteit van het voorste dak van de kas het verlies door het voordak effectief verminderen en de wintertemperatuuromgeving van de kas verbeteren. Op dit moment zijn er drie hoofdmaatregelen om de thermische isolatiecapaciteit van het voordak te verbeteren.

01 Multi-layer transparante bedekking wordt aangenomen.

Structureel, met behulp van dubbele laagfilm of drielaagse film, omdat het licht-overdrijfoppervlak van de kas de thermische isolatieprestaties van de kas effectief kan verbeteren. Zhang Guosen en anderen ontwierpen bijvoorbeeld een dubbele booge dubbele filmgraas in het Gobi-gebied van Jiuquan City. De buitenkant van het voorste dak van de kas bestaat uit EVA-film en de binnenkant van de kas bestaat uit PVC-druppelvrije anti-verouderingsfilm. Experimenten tonen aan dat het thermische isolatie-effect van de traditionele zonne-zonne-kas in vergelijking met de traditionele tweede generatie-zonne-effect uitstekend is en de laagste temperatuur in de nacht gemiddeld met 2 ~ 3 ℃ stijgt. Evenzo ontwierp Zhang Jingshe, enz. Ook een zonne -kas met dubbele filmbedekking voor de klimatologische kenmerken van hoge breedtegraad en ernstige koude gebieden, die de thermische isolatie van de kas aanzienlijk verbeterden. Vergeleken met de controlekas, steeg de nachttemperatuur met 3 ℃. Bovendien probeerden Wu Letian en anderen drie lagen van 0,1 mm dikke EVA -film op het voorste dak van de zonne -kas te gebruiken die is ontworpen in hetiaanse woestijngebied, Xinjiang. Multi-layer film kan het warmteverlies van het voorste dak effectief verminderen, maar omdat de lichtverzending van een enkele laagfilm in principe ongeveer 90%is, zal de film met meerdere lagen natuurlijk leiden tot de verzwakking van lichtverzending. Daarom is het noodzakelijk om bij het selecteren van meerlagige lichttransmachtige overdracht van licht om te denken aan lichtomstandigheden en verlichtingsvereisten van kassen.

02 Versterk de nachtisolatie van het voordak

Plastic film wordt op het dak gebruikt om de lichttransmissie overdag te vergroten, en het wordt 's nachts de zwakste plaats in de hele kas. Daarom is het bedekken van het buitenoppervlak van het voordak met dikke composiet thermische isolatie quilt een noodzakelijke thermische isolatiemaat voor zonne -kassen. In het Alpine -gebied van Qinghai gebruikten Liu Yanjie en anderen bijvoorbeeld stro -gordijnen en kraftpapier als thermische isolatie -quilts voor experimenten. De testresultaten toonden aan dat de laagste binnentemperatuur in de kas 's nachts boven 7,7 ℃ kon komen. Bovendien is Wei Wenxiang van mening dat het warmteverlies van de kas met meer dan 90% kan worden verminderd door dubbele grasgordijnen of kraftpapier buiten grasgordijnen te gebruiken voor thermische isolatie in dit gebied. Bovendien gebruikte zou ping, enz. Gerecyclede vezels neuntjes vilt thermische isolatie quilt in de zonne -kas in de Gobi -regio van Xinjiang en Chang Meimei, enz. Gebruikt thermische isolatie Sandwich katoen thermische isolatie quilt in de zonne -kas in de Gobi -regio van Hexi -gang. Momenteel zijn er veel soorten thermische isolatie-dekmiddelen die worden gebruikt in zonne-kassen, maar de meeste zijn gemaakt van naalde vilt, met lijm met lijm gespoten katoen, parel katoen, enz., Met waterdichte of anti-verouderingsoppervlaklagen aan beide zijden. Volgens het thermische isolatiemechanisme van thermische isolatie quilt, om de thermische isolatieprestaties te verbeteren, moeten we beginnen met het verbeteren van de thermische weerstand en het verminderen van de warmteoverdrachtscoëfficiënt, en de belangrijkste maatregelen zijn om de thermische geleidbaarheid van materialen te verminderen, de dikte van de dikte te vergroten, Materiaallagen of verhoog het aantal materiaallagen, enz. Volgens de test kan de warmteoverdrachtscoëfficiënt van de thermische isolatie quilt met hoge thermische isolatieprestaties op dit moment 0,5 W/(m2 ℃) bereiken, wat een betere garantie biedt voor de thermische isolatie van kassen in koude gebieden in de winter. Natuurlijk is het noordwestelijke gebied winderig en stoffig, en de ultraviolette straling is sterk, dus de thermische isolatie-oppervlaktelaag zou goede anti-verouderingsprestaties moeten hebben.

03 Voeg een interne thermisch isolatiegordijn toe.

Hoewel het voorste dak van de zonlichtgas 's nachts bedekt is met een externe thermische isolatie quilt, is het voorste dak wat andere structuren van de hele kas betreft nog steeds een zwakke plaats voor de hele kas' s nachts. Daarom heeft het projectteam van "structuur- en constructietechnologie van kas in het noordwesten van niet-Aarable Land" een eenvoudig interne thermisch isolatie-rol-upsysteem ontworpen (figuur 1), waarvan de structuur bestaat uit een vast interne thermisch isolatiegordijn aan de voorste en Een beweegbaar interne thermisch isolatiegordijn in de bovenste ruimte. Het bovenste beweegbare thermische isolatiegordijn wordt gedurende de dag geopend en gevouwen aan de achterwand van de kas, wat geen invloed heeft op de verlichting van de kas; De vaste thermische isolatie -quilt onderaan speelt de rol van afdichting 's nachts. Het interne isolatieontwerp is netjes en gemakkelijk te bedienen en kan ook de rol van schaduw en koeling in de zomer spelen.

Actieve opwarmtechnologie

Vanwege de lage temperatuur in de winter in het noordwesten van China, als we alleen vertrouwen op de hitte -behoud en warmteopslag in kassen, kunnen we nog steeds niet voldoen bezorgd.

Zonne -energieopslag en warmtevrijheidssysteem

Het is een belangrijke reden dat de muur de functies draagt ​​van warmtebehoud, warmteopslag en belastinglager, wat leidt tot de hoge bouwkosten en een lage landgebruikssnelheid van zonne -kassen. Daarom is de vereenvoudiging en assemblage van zonne -kassen in de toekomst zeker een belangrijke ontwikkelingsrichting. Onder hen is het vereenvoudigen van de functie van de muur het vrijgeven van de warmteopslag- en afgiftefunctie van de muur, zodat de achterwand alleen de warmtebehoudfunctie draagt, wat een effectieve manier is om de ontwikkeling te vereenvoudigen. Het actieve warmteopslag- en afgiftesysteem van Fang Hui (figuur 2) wordt bijvoorbeeld veel gebruikt in niet-gecultiveerde gebieden zoals Gansu, Ningxia en Xinjiang. Het hitte -verzamelapparaat wordt op de noordmuur gehangen. Gedurende de dag wordt de warmte verzameld door het warmteverzamelingsapparaat opgeslagen in de warmteopslaglichaam door de circulatie van het warmteopslagmedium, en 's nachts wordt de hitte vrijgegeven en verwarmd door de circulatie van het warmteopslagmedium, waardoor de circulatie wordt gerealiseerd Warmteoverdracht in tijd en ruimte. Experimenten tonen aan dat de minimumtemperatuur in de kas met 3 ~ 5 ℃ kan worden verhoogd door dit apparaat te gebruiken. Wang Zhiwei etc. Plaats een watergordijnverwarmingssysteem voor zonne -kas in het zuiden van Xinjiang woestijngebied, dat de temperatuur van de kas 's nachts met 2,1 ℃ kan verhogen.

Bovendien ontwierp Bao Encai enz. Een actief warmteopslagcirculatiesysteem voor de noordwand. Overdag stroomt door de circulatie van axiale ventilatoren, binnen hete lucht door het warmteoverdrachtskanaal ingebed in de noordwand, en de warmteoverdracht kan verwarmen met de warmteopslaglaag in de wand, die de warmteopslagcapaciteit aanzienlijk verbetert de muur. Bovendien slaat het warmteveranderingssysteem van de zonne-fase op die is ontworpen door Yan Yantao enz. Op de dag van de faseverwisselingsmaterialen overdag in de faseveranderingsmaterialen, en dissipeert de warmte vervolgens 's nachts in binnenlucht door de luchtcirculatie, die het kan vergroten Gemiddelde temperatuur met 2,0 ℃ 's nachts. De bovenstaande technologieën en apparatuur voor zonne -energie gebruiken de kenmerken van economie, energiebesparing en laag koolstof. Na optimalisatie en verbetering moeten ze een goed aanvraagperspectief hebben in de gebieden met overvloedige zonne -energiebronnen in het noordwesten van China.

Andere hulpverwarmingstechnologieën

01 Biomassa -energieverwarming

Het beddengoed, het rietje, de koeienmest, de schapenmest en de gevogelte mest worden gemengd met biologische bacteriën en begraven in de grond in de kas. Veel warmte wordt gegenereerd tijdens het fermentatieproces en veel nuttige stammen, organische stof en CO2 worden gegenereerd tijdens het fermentatieproces. Gunstige stammen kunnen verschillende ziektekiemen belemmeren en doden en kunnen het optreden van broeikasziekten en ongedierte verminderen; Organische materie kan meststoffen worden voor gewassen; De geproduceerde CO2 kan de fotosynthese van gewassen verbeteren. Wei Wenxiang begraven bijvoorbeeld hete organische meststoffen zoals paardenmest, koeienmest en schapenmest in binnengrond in de zonne -kas in Qinghai -plateau, die de grondtemperatuur effectief verhoogde. In de zonne -kas in Gansu woestijngebied gebruikte Zhou Zhilong stro en organische meststof om tussen gewassen te gisten. De test toonde aan dat de temperatuur van de kas met 2 ~ 3 ℃ kon worden verhoogd.

02 Kolenverwarming

Er zijn kunstmatige fornuis, energiebesparende boiler en verwarming. Na onderzoek op Qinghai -plateau ontdekte Wei Wenxiang bijvoorbeeld dat kunstmatige ovenverwarming voornamelijk lokaal werd gebruikt. Deze verwarmingsmethode heeft de voordelen van snellere verwarming en duidelijk verwarmingseffect. Schadelijke gassen zoals SO2, CO en H2S zullen echter worden geproduceerd in het proces van het verbranden van kolen, dus het is noodzakelijk om goed werk van schadelijke gassen te ontladen.

03 elektrische verwarming

Gebruik elektrische verwarmingsdraad om het voorste dak van de kas te verwarmen of gebruik een elektrische kachel. Het verwarmingseffect is opmerkelijk, het gebruik is veilig, er worden geen verontreinigende stoffen gegenereerd in de kas en de verwarmingsapparatuur is gemakkelijk te bedienen. Chen Weiqian en anderen denken dat het probleem van het bevriezen van schade in de winter in het Jiuquan -gebied de ontwikkeling van lokale Gobi -landbouw belemmert, en elektrische verwarmingselementen kunnen worden gebruikt om de kas te verwarmen. Vanwege het gebruik van hoogwaardige elektrische energiebronnen is het energieverbruik echter hoog en zijn de kosten hoog. Er wordt gesuggereerd dat het moet worden gebruikt als een tijdelijk middel voor noodverwarming bij extreem koud weer.

Milieubeheermaatregelen

In het proces van productie en gebruik van de kas kan de volledige apparatuur en het normale werking niet effectief ervoor zorgen dat de thermische omgeving aan de ontwerpvereisten voldoet. In feite spelen het gebruik en het beheer van apparatuur vaak een sleutelrol bij de vorming en het onderhoud van de thermische omgeving, waarvan de belangrijkste de dagelijkse beheer van thermische isolatie quilt en ventilatie is.

Beheer van thermische isolatie quilt

Thermische isolatie Quilt is de sleutel tot de Night Thermische isolatie van het voordak, dus het is uiterst belangrijk om zijn dagelijkse beheer en onderhoud te verfijnen, met name de volgende problemen moeten aandacht worden besteed aan: ①Choos de juiste opening en sluitingstijd van thermische isolatiequilt . De openings- en sluitingstijd van de thermische isolatie -quilt beïnvloedt niet alleen de verlichtingstijd van de kas, maar beïnvloedt ook het verwarmingsproces in de kas. Het openen en sluiten van de thermische isolatiequilt te vroeg of te laat is niet bevorderlijk voor het verzamelen van warmte. In de ochtend, als de quilt te vroeg wordt ontdekt, zal de binnentemperatuur te veel dalen vanwege de lage buitentemperatuur en zwak licht. Integendeel, als het tijdstip van het ontdekken van de quilt te laat is, wordt de tijd van het ontvangen van licht in de kas ingekort en wordt de indoor temperatuurstijgingstijd vertraagd. In de middag, als de thermische isolatie quilt te vroeg wordt uitgeschakeld, wordt de binnenblootstellingstijd ingekort en wordt de warmteopslag van binnengrond en muren verminderd. Integendeel, als de warmtebehoud te laat wordt uitgeschakeld, zal de warmteafwijking van de kas worden verhoogd vanwege de lage buitentemperatuur en zwak licht. Daarom, in het algemeen, wanneer de thermische isolatie quilt 's ochtends wordt ingeschakeld, is het raadzaam om de temperatuur te stijgen na 1 ~ 2 ℃ daling, terwijl wanneer de thermische isolatie -quilt wordt uitgeschakeld, is het raadzaam om de temperatuur te laten stijgen Na 1 ~ 2 ℃ drop. ② Let bij het afsluiten van de thermische isolatie -quilt op om te observeren of de thermische isolatie quilt alle voorste daken strak bedekt en pas ze op tijd aan als er een opening is. ③ Nadat de thermische isolatie quilt volledig is neergelegd, controleer je of het onderste deel is verdicht, om te voorkomen dat het warmtebehoudingseffect 's nachts door de wind wordt opgeheven. ④ Controleer en houd de thermische isolatie quilt in de tijd, vooral wanneer de thermische isolatie quilt is beschadigd, repareer of vervang deze in de tijd. ⑤ Let op de weersomstandigheden op tijd. Als er regen of sneeuw is, bedek dan de thermische isolatie quilt in de tijd en verwijder sneeuw in de tijd.

Beheer van ventilatieopeningen

Het doel van ventilatie in de winter is om de luchttemperatuur aan te passen om overmatige temperatuur rond het middaguur te voorkomen; De tweede is om vocht binnen te elimineren, de luchtvochtigheid in de kas te verminderen en ongedierte en ziekten te controleren; De derde is om de CO2 -concentratie binnenshuis te verhogen en de groei van de gewas te bevorderen. Ventilatie en het behoud van warmte zijn echter tegenstrijdig. Als ventilatie niet goed wordt beheerd, zal dit waarschijnlijk leiden tot problemen met lage temperatuur. Daarom, wanneer en hoe lang om te openen, de ventilatieopeningen moeten worden aangepast aan de omgevingscondities van de kas op elk gewenst moment. In de niet-gecultiveerde gebieden in het noordwesten is het beheer van kasopeningen voornamelijk op twee manieren verdeeld: handmatige werking en eenvoudige mechanische ventilatie. De openingstijd en ventilatietijd van de ventilatieopeningen zijn echter voornamelijk gebaseerd op het subjectieve oordeel van mensen, dus het kan gebeuren dat de ventilatieopeningen te vroeg of te laat worden geopend. Om de bovenstaande problemen op te lossen, ontwierp Yin Yilei enz. Een intelligent ventilatieapparaat van het dak, dat de openingstijd en de openings- en afsluitende grootte van ventilatiegaten kan bepalen volgens de veranderingen van binnenomgeving. Met de verdieping van het onderzoek naar de wet van milieuverandering en de vraag van gewassen, evenals de popularisatie en voortgang van technologieën en apparatuur zoals milieu -perceptie, informatieverzameling, analyse en controle, zou de automatisering van ventilatiebeheer in zonne -kassen een belangrijke ontwikkelingsrichting in de toekomst.

Andere managementmaatregelen

In het proces van het gebruik van verschillende soorten schuurfilms, zal hun lichtoverdrachtscapaciteit geleidelijk verzwakken en is de verzwakkingssnelheid niet alleen gerelateerd aan hun eigen fysieke eigenschappen, maar ook gerelateerd aan de omgeving en het beheer tijdens gebruik. In het gebruiksproces is de belangrijkste factor die leidt tot de achteruitgang van de prestaties van de lichttransmissie de vervuiling van het filmoppervlak. Daarom is het uiterst belangrijk om regelmatig schoonmaken en schoonmaken uit te voeren wanneer de omstandigheden het toelaat. Bovendien moet de behuizingstructuur van de kas regelmatig worden gecontroleerd. Wanneer er een lek in de muur en het voordak is, moet deze op tijd worden gerepareerd om te voorkomen dat de kas wordt beïnvloed door infiltratie van koude lucht.

Bestaande problemen en ontwikkelingsrichting

Onderzoekers hebben al vele jaren de hitte-behoud en opslagtechnologie, managementtechnologie en opwarmingsmethoden van kassen in noordwest-niet-gecultiveerde gebieden onderzocht, wat in feite de overwinterende productie van groenten realiseerde, het vermogen van de kas om te weerstaan ​​lage temperatuur letsel letsel in het lage temperatuur aanzienlijk verbeterden en realiseerde in feite de overwinterende productie van groenten. Het heeft een historische bijdrage geleverd aan het verlichten van de tegenstelling tussen voedsel en groenten die strijden om land in China. Er zijn echter nog steeds de volgende problemen in de temperatuurgarantie -technologie in het noordwesten van China.

Greenhouse -types moeten worden opgewaardeerd

Momenteel zijn de soorten kassen nog steeds de gewone gebouwd in de late 20e eeuw en begin deze eeuw, met eenvoudige structuur, onredelijk ontwerp, slecht vermogen om de thermische omgeving van de kas te handhaven en natuurrampen te weerstaan ​​en gebrek aan standaardisatie. Daarom, in de toekomstige broeikasontwerp, moet de vorm en helling van het voordak, de azimuthoek van de kas, de hoogte van de achterwand, de zinkende diepte van de kas, enz. Wordt gestandaardiseerd door de lokale geografische breedtegraad volledig te combineren en klimaatkenmerken. Tegelijkertijd kan slechts één gewas zo ver mogelijk in een kas worden geplant, zodat gestandaardiseerde kasaanpassing kan worden uitgevoerd volgens de licht- en temperatuurvereisten van de geplante gewassen.

De kasschaal is relatief klein.

Als de broeikasschaal te klein is, heeft deze invloed op de stabiliteit van de thermische omgeving van de kas en de ontwikkeling van mechanisatie. Met de geleidelijke stijging van de arbeidskosten is de ontwikkeling van mechanisatie in de toekomst een belangrijke richting. Daarom moeten we in de toekomst onszelf baseren op het lokale ontwikkelingsniveau, rekening houden met de behoeften van de ontwikkeling van mechanisatie, de interieurruimte en de indeling van kassen rationeel ontwerpen, het onderzoek en de ontwikkeling van landbouwapparatuur die geschikt is voor lokale gebieden, versnellen voor lokale gebieden, en Verbetering van de mechanisatie van broeikasproductie. Tegelijkertijd moeten volgens de behoeften van gewassen en teeltpatronen de relevante apparatuur worden geëvenaard met normen en moeten de geïntegreerde onderzoek en ontwikkeling, innovatie en popularisering van ventilatie, luchtvochtigheidsreductie, warmtebehoud en verwarmingsapparatuur worden bevorderd.

De dikte van wanden zoals zand en holle blokken is nog steeds dik.

Als de wand te dik is, hoewel het isolatie -effect goed is, zal het de gebruikssnelheid van de grond verminderen, de kosten en de bouwmoeilijkheden verhogen. Daarom kan in de toekomstige ontwikkeling enerzijds de wanddikte wetenschappelijk worden geoptimaliseerd volgens de lokale klimatologische omstandigheden; Aan de andere kant moeten we de lichte en vereenvoudigde ontwikkeling van de achterwand bevorderen, zodat de achterwand van de kas alleen de functie van warmtebehoud behoudt, zonne -verzamelaars en andere apparatuur gebruiken om de warmteopslag en afgifte van de wand te vervangen . Verzamelaars op zonne -energie hebben de kenmerken van de efficiëntie van hoge warmteverzameling, sterke warmteverzamelingscapaciteit, energiebesparing, lage koolstof enzovoort, en de meeste van hen kunnen actieve regelgeving en controle realiseren, en kunnen gerichte exotherme verwarming uitvoeren volgens de omgevingsvereisten van de kas 'S Nachts, met een hogere efficiëntie van het gebruik van warmte.

Speciale thermische isolatie quilt moet worden ontwikkeld.

Het voorste dak is het hoofdlichaam van warmtedissipatie in de kas, en de thermische isolatieprestaties van thermische isolatie -quilt beïnvloeden direct de thermische omgeving binnenshuis. Op dit moment is de broeikastemperatuuromgeving in sommige gebieden niet goed, deels omdat de thermische isolatie -quilt te dun is en de thermische isolatieprestaties van materialen onvoldoende zijn. Tegelijkertijd heeft de thermische isolatie -quilt nog steeds enkele problemen, zoals slecht waterdichte en ski -vermogen, gemakkelijk veroudering van het oppervlak en kernmaterialen, enz. Daarom moeten in de toekomst geschikte thermische isolatiematerialen wetenschappelijk worden geselecteerd volgens de lokale Klimatologische kenmerken en vereisten, en speciale thermische isolatie quiltproducten die geschikt zijn voor lokaal gebruik en popularisatie moeten worden ontworpen en ontwikkeld.

EINDE

Geciteerde informatie

Luo Ganliang, Cheng Jieyu, Wang Pingzhi, enz. Onderzoeksstatus van milieutemperatuurgarantie technologie van zonne-kas in niet-gecultiveerd land in het noordwesten [J]. Agricultural Engineering Technology, 2022,42 (28): 12-20.