Li Jianming, Sun Guotao и др.Технология за селскостопанска инженерия на оранжерия2022-11-21 17:42 Публикувано в Пекин

През последните години парниковата индустрия е разработена енергично. Разработването на оранжерия не само подобрява степента на използване на земята и процента на производство на селскостопански продукти, но също така решава проблема с доставките на плодовете и зеленчуците в извън сезона. Оранжерията обаче също се сблъска с безпрецедентни предизвикателства. Оригиналните съоръжения, методи за отопление и структурни форми са предизвикали устойчивост на околната среда и развитието. Спешно са необходими нови материали и нови дизайни за промяна на парниковата структура, а новите енергийни източници спешно са необходими за постигане на целите на енергийното опазване и опазването на околната среда и увеличаване на производството и доходите.

Тази статия обсъжда темата „Нова енергия, нови материали, нов дизайн, за да помогне на новата революция на оранжерията“, включително изследванията и иновациите на слънчевата енергия, енергията на биомаса, геотермалната енергия и други нови енергийни източници в оранжерията, изследванията и приложението на нови материали за покритие, топлоизолация, стени и друго оборудване и бъдещата перспектива и мислене на нова енергия, нови материали и нов дизайн, за да се помогне на реформата на оранжерията, така че да осигури справка за индустрията.

Развитието на селското стопанство е политическото изискване и неизбежният избор за прилагане на духа на важните инструкции и вземането на решения на централното правителство. През 2020 г. общата площ на защитеното земеделие в Китай ще бъде 2,8 милиона HM2, а изходната стойност ще надхвърли 1 трилион юана. Това е важен начин за подобряване на капацитета на парниковото производство за подобряване на оранжерийното осветление и ефективността на топлинната изолация чрез нови енергийни, нови материали и нов дизайн на оранжерии. Има много недостатъци в традиционното оранжерийно производство, като въглища, гориво и други енергийни източници, използвани за отопление и отопление в традиционните оранжерии, което води до голямо количество диоксиден газ, което сериозно замърсява околната среда, докато природният газ, електрическата енергия и Други енергийни източници увеличават оперативните разходи за оранжерии. Традиционните материали за съхранение на топлина за оранжерийни стени са предимно глина и тухли, които консумират много и причиняват сериозни щети на сухопътните ресурси. Ефективността на използването на земята на традиционната слънчева оранжерия със земна стена е само 40% ~ 50%, а обикновената оранжерия има лош капацитет за съхранение на топлина, така че не може да живее през зимата, за да произвежда топли зеленчуци в Северен Китай. Следователно, ядрото на насърчаване на промените в оранжериите или основните изследвания се крие в дизайна на оранжериите, изследванията и разработването на нови материали и нова енергия. Тази статия ще се съсредоточи върху изследванията и иновациите на новите енергийни източници в оранжерията, обобщава състоянието на изследването на нови енергийни източници като слънчева енергия, енергия на биомаса, геотермална енергия, вятърна енергия и нови прозрачни покривни материали, материали за термична изолация и материали за стена в Оранжерията, анализирайте прилагането на нови енергийни и нови материали при изграждането на нова оранжерия и с нетърпение очакваме тяхната роля в бъдещото развитие и трансформация на оранжерията.

Изследвания и иновации на нова енергийна оранжерия

Зелената нова енергия с най -голям потенциал за използване на селското стопанство включва слънчева енергия, геотермална енергия и енергия на биомаса или цялостно използване на различни нови енергийни източници, така че да се постигне ефективно използване на енергията чрез учене от силните точки на другия.

слънчева енергия/мощност

Технологиите за слънчева енергия са нисковъглероден, ефективен и устойчив режим на доставка на енергия и е важен компонент на стратегическите възникващи индустрии в Китай. Той ще се превърне в неизбежен избор за трансформация и надграждане на енергийната структура на Китай в бъдеще. От гледна точка на използването на енергия, самата оранжерия е структура на съоръжението за използване на слънчева енергия. Чрез парниковия ефект слънчевата енергия се събира на закрито, температурата на оранжерията се повишава и се осигурява необходимата топлина за растеж на културите. Основният енергиен източник на фотосинтеза на парниковите растения е директната слънчева светлина, която е прякото използване на слънчевата енергия.

01 Фотоволтаично генериране на енергия за генериране на топлина

Фотоволтаичното генериране на енергия е технология, която директно превръща светлинната енергия в електрическа енергия въз основа на фотоволтаичен ефект. Ключовият елемент на тази технология е слънчевата клетка. Когато слънчевата енергия свети върху масива от слънчеви панели последователно или паралелно, полупроводниковите компоненти директно превръщат енергията на слънчевата радиация в електрическа енергия. Фотоволтаичната технология може директно да преобразува светлинната енергия в електрическа енергия, да съхранява електричество чрез батерии и да загрее оранжерията през нощта, но високата му цена ограничава по -нататъшното му развитие. Изследователската група разработи фотоволтаично устройство за отопление на графен, което се състои от гъвкави фотоволтаични панели, обратен контрол на всичко в едно, батерия за съхранение и графен отоплителен прът. Според дължината на линията за засаждане, графеновият топлинен прът е погребан под торбата на субстрата. През деня фотоволтаичните панели абсорбират слънчева радиация, за да генерират електричество и да я съхраняват в батерията за съхранение, а след това електричеството се пуска през нощта за графеновия отоплителен прът. При действителното измерване е приет режимът на контрол на температурата да се започне от 17 ℃ и затваряне при 19 ℃. Работейки през нощта (20: 00-08: 00 На втория ден) в продължение на 8 часа консумацията на енергия за нагряване на един ред растения е 1,24 kW · h, а средната температура на чантата на субстрата през нощта е 19,2 ℃, което е 3,5 ~ 5,3 ℃ по -високо от това на контрола. Този метод на отопление комбинира сфотоволтаичното производство на електроенергия решава проблемите на високото потребление на енергия и високото замърсяване при отопление на отопление през зимата.

02 Фототермално преобразуване и използване

Слънчевата фототермална преобразуване се отнася до използването на специална повърхност за събиране на слънчева светлина, изработена от материали за фототермални преобразувания, за да се събира и абсорбира колкото се може повече слънчева енергия, излъчвана върху нея, и я превръща в топлинна енергия. В сравнение със слънчевите фотоволтаични приложения, слънчевите фототермални приложения увеличават абсорбцията на близо инфрачервена лента, така че има по-висока ефективност на използване на енергия на слънчевата светлина, по-ниска цена и зряла технология и е най-широко използваният начин за използване на слънчевата енергия.

Най-зрялата технология на фототермалното преобразуване и използване в Китай е слънчевият колектор, основният компонент на който е ядрото на топлинната плоча със селективно абсорбционно покритие, което може да преобразува енергията на слънчевата радиация, преминаваща през покривната плоча в топлинна енергия и да предава и предава то към работната среда, абсорбираща топлина. Слънчевите колекционери могат да бъдат разделени на две категории според това дали има вакуумно пространство в колектора или не: плоски слънчеви колекционери и вакуумни тръбни колектори; Концентриране на слънчеви колекционери и неконцентрация на слънчеви колекционери според това дали слънчевата радиация в дневния пристанищна порта променя посоката; и течни слънчеви колекционери и слънчеви колекционери на въздуха според вида на работната среда за пренос на топлина.

Използването на слънчева енергия в оранжерията се извършва главно чрез различни видове слънчеви колекционери. IBN ZOR University в Мароко е разработил активна система за отопление на слънчева енергия (ASHS) за затопляне на парникови храни, което може да увеличи общото производство на домати с 55% през зимата. Китайският селскостопански университет е проектирал и разработил набор от системи за събиране и изхвърляне на повърхностни охладители, с капацитет за събиране на топлина 390.6 ～ 693.0 MJ, и е изложил идеята за отделяне на процеса на събиране на топлина от процеса на съхранение на топлина чрез термопомпа. Университетът в Бари в Италия е разработил отоплителна система за отопление на парникови полигенерации, която се състои от слънчева енергийна система и термопомпа за въздушна вода и може да повиши температурата на въздуха с 3,6% и температурата на почвата с 92%. Изследователската група е разработила един вид активно оборудване за събиране на слънчева топлина с променлив ъгъл на наклон за слънчева оранжерия и поддържащо устройство за съхранение на топлина за оранжерийно водно тяло през времето. Активната технология за събиране на слънчева топлина с променлива наклон се пробива чрез ограниченията на традиционното оборудване за събиране на оранжерия, като ограничен капацитет за събиране на топлина, засенчване и заемане на обработваната земя. Използвайки специалната парникова структура на слънчевата оранжерия, пространството за непланиране на оранжерията е напълно използвано, което значително подобрява ефективността на използването на парниковото пространство. При типични слънчеви условия на труд активната система за събиране на слънчева топлина с променлива склонност достига 1,9 MJ/(M2H), ефективността на използване на енергия достига 85,1%, а скоростта на пестене на енергия е 77%. В технологията за съхранение на оранжерия с топлинна топлина е поставена многофазната конструкция за смяна на топлинното съхранение, капацитетът за съхранение на топлината на устройството за съхранение на топлина се увеличава и бавното освобождаване на топлина от устройството се реализира, така че да се реализира ефективното използване на Топлината, събрана от оборудването за събиране на слънчева топлина на оранжерията.

Енергия на биомаса

Нова структура на съоръжението е изградена чрез комбиниране на устройството за производство на топлина с биомаса с оранжерията, а суровините на биомаса като свински тор, остатъци от гъби и слама се композират с топлина, а генерираната топлинна енергия се доставя директно в оранжерията [ 5]. В сравнение с огнестрелната отоплителна линия без отоплителна линия, отоплителната оранжерия може ефективно да повиши температурата на земята в оранжерията и да поддържа правилната температура на корените на културите, отглеждани в почвата в нормалния климат през зимата. Вземане на еднослойна асиметрична оранжерия с топлинна изолация с педя от 17 м и дължина 30 м като пример, добавяйки 8 м селскостопански отпадъци (доматена слама и свински тор) в смесния ферментационен резервоар за естествена ферментация, без да се върти на купчината кутия Увеличете средната дневна температура на оранжерията с 4,2 ℃ през зимата, а средната дневна минимална температура може да достигне 4,6 ℃.

Използването на енергията на контролираната от биомаса ферментация е метод на ферментация, който използва инструменти и оборудване за контрол на процеса на ферментация, за да се получи и ефективно използване на топлинната енергия на биомаса и газовия торове на CO2, сред които вентилацията и влагата са ключовите фактори за регулиране на ферментационната топлина и производство на газ на биомаса. При вентилирани условия аеробните микроорганизми в ферментационната купчина използват кислород за житейски дейности, а част от генерираната енергия се използва за техните собствени житейски дейности, а част от енергията се отделя в околната среда като топлинна енергия, което е полезно за температурата Възход на околната среда. Водата участва в целия процес на ферментация, осигурявайки необходимите разтворими хранителни вещества за микробни дейности и в същото време освобождаване на топлината на купчината под формата на пара през водата, така че да намали температурата на купчината, удължава живота на Микроорганизми и повишават обемната температура на купчината. Инсталирането на устройство за извличане на слама в резервоара за ферментация може да повиши температурата на закрито с 3 ~ 5 ℃ през зимата, да засили фотосинтезата на растенията и да увеличи добива на домати с 29,6%.

Геотермална енергия

Китай е богат на геотермални ресурси. Понастоящем най-често срещаният начин за селскостопанските съоръжения да използват геотермалната енергия е да се използва термопомпа на земята, която може да прехвърля от нискостепенна топлинна енергия към висококачествена топлинна енергия, като въвежда малко количество висококачествена енергия (като например електрическа енергия). Различно от традиционните мерки за отопление на отопление, отоплението на термопомпата на земята може не само да постигне значителен ефект на отопление, но и да има способността да охлажда оранжерията и да намали влажността в оранжерията. Изследването на приложението на термопомпата на наземния източник в областта на строителството на жилища е зряло. Основната част, която засяга отоплителния и охлаждащия капацитет на термопомпата на земята, е подземният модул за топлообмен, който включва главно заровени тръби, подземни кладенци и др. Как да проектирате подземна система за топлообмен с балансирана цена и ефект винаги има беше изследователският фокус на тази част. В същото време промяната на температурата на подземния почвен слой при прилагането на термопомпата на източника на земята също влияе върху ефекта на използването на системата на термопомпата. Използването на термопомпата на източника на земята за охлаждане на оранжерията през лятото и съхраняване на топлинната енергия в дълбокия почвен слой може да облекчи температурния спад на подземния почвен слой и да подобри ефективността на производството на топлина на термопомпата на източника на земята през зимата.

Понастоящем, при изследването на производителността и ефективността на термопомпата на наземния източник, чрез действителните експериментални данни, се установява числен модел със софтуер като Tough2 и TRNSYS и се заключава, че отоплителната ефективност и коефициентът на производителност (COP ) На термопомпата на земята може да достигне 3,0 ~ 4,5, което има добър охлаждащ и отоплителен ефект. В изследването на стратегията за работа на системата на термопомпата Фу Юнхун и други установиха, че в сравнение със страничния поток на натоварването, страничният поток на източника на земята има по -голямо влияние върху работата на устройството и характеристиката на топлопреминаването на погребаната тръба . При условие на настройка на потока максималната стойност на COP на устройството може да достигне 4.17, като приеме схемата за работа на работа за 2 часа и спиране за 2 часа; Shi Huixian ET. Приети периодичен режим на работа на охлаждаща система за съхранение на вода. През лятото, когато температурата е висока, COP на цялата система за доставка на енергия може да достигне 3,80.

Технология за съхранение на дълбока почвена топлина в оранжерията

Дълбоката почвена топлина за съхранение в оранжерия също се нарича „банка за съхранение на топлина“ в оранжерията. Повредите на студа през зимата и високата температура през лятото са основните пречки пред парниковото производство. Въз основа на силния капацитет за съхранение на топлина на дълбока почва, изследователската група проектира оранжерийно устройство за склад за дълбоки топлинни оранжерии. Устройството е двуслоен паралелен тръбопровод за топлопреминаване, заровен на дълбочина 1,5 ～ 2,5 м под земята в оранжерията, с въздушен вход в горната част на оранжерията и изход за въздух на земята. Когато температурата в оранжерията е висока, вътрешният въздух се изпомпва насила в земята от вентилатора, за да реализира топлинното съхранение и намаляването на температурата. Когато температурата на оранжерията е ниска, топлината се извлича от почвата, за да се затопли оранжерията. Резултатите от производството и приложението показват, че устройството може да повиши температурата на оранжерията с 2,3 ℃ през зимната нощ, да намали температурата на закрито с 2,6 ℃ през летния ден и да увеличи добива на доматите с 1500 кг за 667 m². Устройството използва пълноценно характеристиките на „топло през зимата и прохладно през лятото“ и „постоянна температура“ на дълбока подземна почва, осигурява „банка за достъп до енергия“ за оранжерията и непрекъснато изпълнява спомагателните функции на охлаждането и отоплението на отоплението .

Координация с мултиенергия

Използването на два или повече типа енергия за загряване на оранжерията може ефективно да компенсира недостатъците на единичния тип енергия и да даде игра на ефекта на суперпозицията на „Един плюс един е по -голям от два“. Допълнителното сътрудничество между геотермалната енергия и слънчевата енергия е изследователска гореща точка за ново използване на енергията в селскостопанското производство през последните години. Emmi et. изследва енергийна система с много източници (Фигура 1), която е оборудвана с фотоволтаично-термичен хибриден слънчев колектор. В сравнение с общата система за термопомпи за въздушна вода, енергийната ефективност на енергийната система с много източници се подобрява с 16%~ 25%. Zheng et. разработи нов тип свързана система за съхранение на топлина на слънчева енергия и термопомпа за източник на земя. Соларната колекторна система може да реализира висококачествено сезонно съхранение на отопление, тоест висококачествено отопление през зимата и висококачествено охлаждане през лятото. Погребаният топлообменник на тръбата и периодичният резервоар за съхранение на топлина могат да работят добре в системата, а стойността на COP на системата може да достигне 6,96.

В комбинация със слънчевата енергия има за цел да намали потреблението на търговска енергия и да подобри стабилността на слънчевото захранване в оранжерията. Wan ya et. Представете нова схема на технологията за интелигентна контрола за комбиниране на производството на слънчева енергия с търговска енергия за отопление на отопление, което може да използва фотоволтаичната енергия, когато има светлина, и да го превърнете в търговска мощност, когато няма светлина, което значително намалява недостига на натоварване оценка и намаляване на икономическите разходи, без да се използват батерии.

Слънчевата енергия, енергията на биомасата и електрическата енергия могат съвместно да отопляват оранжерии, което също може да постигне висока ефективност на отопление. Zhang Liangrui и други комбинирани слънчеви вакуумни тръби топлинно събиране с топлинен резервоар Valley Electricity Teigh Storage. Системата за отопление на парникови храни има добър топлинен комфорт, а средната ефективност на отопление на системата е 68,70%. Електрическият резервоар за съхранение на топлина е устройство за съхранение на отоплителна вода за биомаса с електрическо отопление. Зададена е най -ниската температура на входа на водата в отоплителния край, а стратегията за работа на системата се определя според температурата на съхранение на водата на частта за събиране на слънчева топлина и частта за съхранение на топлина, така че да се постигне стабилна температура на нагряване в The Край на отоплението и спестете електрическата енергия и енергийните материали за биомаса в максимална степен.

Иновативни изследвания и прилагане на нови парникови материали

С разширяването на парниковата зона се разкриват недостатъците на традиционните парникови материали като тухли и почва. Следователно, за да се подобри допълнително топлинните характеристики на оранжерията и да се отговори на нуждите на развитието на съвременната оранжерия, има много изследвания и приложения на нови прозрачни покриващи материали, термични изолационни материали и стени.

Изследване и прилагане на нови прозрачни покривни материали

Видовете прозрачни материали за покриване на оранжерии включват главно пластмасов филм, стъкло, слънчев панел и фотоволтаичен панел, сред който пластмасов филм има най -голямата зона на приложение. Традиционният филм за парникови PE има дефектите на краткия експлоатационен живот, неразграждане и единична функция. Понастоящем са разработени различни нови функционални филми чрез добавяне на функционални реагенти или покрития.

Светлинен филм за преобразуване:Филмът за преобразуване на светлината променя оптичните свойства на филма, като използва агенти за преобразуване на светлина като рядкоземни и нано материали и може да преобразува ултравиолетова светлинна област в червена оранжева светлина и синя виолетова светлина, изисквана от фотосинтезата на растенията, като по този начин увеличава добива на културите и намаляваща редуциране Увреждането на ултравиолетова светлина върху културите и оранжерийните филми в пластмасови оранжерии. Например, широколентовият лилаво-червен оранжериен филм с VTR-660 агент за преобразуване на светлина може значително да подобри инфрачервеното предаване, когато се прилага в оранжерия, и в сравнение с контролната оранжерия, добивът на домат на хектар, витамин С и ликопен съдържание са значително увеличени съответно с 25.71%, 11.11% и 33.04%. Понастоящем обаче е необходимо да се изучава животът на експлоатацията, разграждаемостта и цената на новия филм за преобразуване на светлина.

Разпръснато стъкло: Разпръснатото стъкло в оранжерията е специален модел и технология за антиофене на повърхността на стъклото, което може да увеличи максимално слънчевата светлина в разпръсната светлина и да влезе в оранжерията, да подобри ефективността на фотосинтезата на културите и да увеличи добива на културите. Стъклото за разсейване превръща светлината, влизаща в оранжерията в разпръсната светлина чрез специални шарки, а разпръснатата светлина може да бъде по -равномерно облъчена в оранжерията, като елиминира влиянието на сенките на скелета върху оранжерията. В сравнение с обикновеното плаващо стъкло и ултра-бялото плаващо стъкло, стандартът на светлинното предаване на разсейващото стъкло е 91,5%, а този на обикновеното плаващо стъкло е 88%. За всеки 1% увеличение на светлинната пропускливост вътре в оранжерията, добивът може да се увеличи с около 3%, а разтворимата захар и витамин С в плодовете и зеленчуците се увеличават. Стъклото за разсейване в оранжерия се покрива първо и след това се темперира, а скоростта на самообитие е по-висока от националния стандарт, достигайки 2 ‰.

Изследване и прилагане на нови материали за термична изолация

Традиционните термични изолационни материали в оранжерията включват главно слама, хартиена юрган, флотирана ферма за термична изолация и др. . Повечето от тях имат дефект от загубата на ефективност на топлинната изолация поради вътрешната влага след дългосрочна употреба. Следователно, има много приложения на нови материали с висока топлоизолация, сред които новата юрган с топлинна изолация, устройството за съхранение на топлина и топлинното събиране са изследователският фокус.

Новите термични изолационни материали обикновено се правят чрез обработка и комбиниране на повърхностни водоустойчиви и устойчиви на стареене материали, като изтъкан филм и покрит с пухкави термични изолационни материали, като памук, покрит със спрей, разни кашмир и перлен памук. В Североизточен Китай е тестван тъкан филмов памучен топлоизолационен юрган. Установено е, че добавянето на 500 g памук със спрей е еквивалентно на характеристиката на термичната изолация на 4500G черно усещане за термична изолация на пазара. При същите условия характеристиката на топлинната изолация на памук със спрей със спрей е подобрена с 1 ~ 2 ℃ в сравнение с тази на памучен топлоизолация с 500 g, покрита със спрей. В същото време други проучвания също установяват, че в сравнение с често използваните юргани на топлинната изолация на пазара, ефектът на топлинната изолация на памука, покрит със спрей, и разни кашмирен термичен изолационен юрган е по-добър, като степента на термична изолация от 84,0% и 83,3 %съответно. Когато най -студената температура на открито е -24,4 ℃, температурата на закрито може да достигне съответно 5,4 и 4,2 ℃. В сравнение с юргана с изолация на един сламен одеяло, новата композитна изолационна юргана има предимствата на лекото тегло, високата скорост на изолация, силната водоустойчива и стареещата устойчивост и може да се използва като нов тип изолационен материал с висока ефективност за слънчеви оранжерии.

В същото време, според изследването на термични изолационни материали за устройства за събиране и съхранение на оранжерия, се установява също, че когато дебелината е същата, многослойните композитни термични изолационни материали имат по-добри характеристики на термична изолация от единичните материали. Екипът на професор Ли Джианминг от Северозападния университет A&F проектира и екранира 22 вида термични изолационни материали на устройства за съхранение на оранжерийна вода, като вакуумна дъска, въздушна и каучуков памук и измерва техните термични свойства. Резултатите показват, че 80 мм термично изолационно покритие+аерогел+гуме-пластичен термичен изолационен памучен съставен изолационен материал може да намали разсейването на топлината с 0,367mJ за единица време в сравнение с 80 мм гуме-пластичен памук, а коефициентът на топлопреминаване е 0,283W/(m2 · К) Когато дебелината на изолационната комбинация е 100 мм.

Материалът за промяна на фазата е едно от горещите точки в изследванията на парниковите материали. Северозападният A&F University е разработил два вида устройства за съхранение на материали за промяна на фазата: Едното е кутия за съхранение, изработена от черен полиетилен, която има размер 50см × 30 см × 14 см (дължина × височина × дебелина) и е изпълнен с материали за смяна на фазата, така че че може да съхранява топлина и да освободи топлина; Второ, е разработен нов тип фазово смяна на таблото. Таблото за промяна на фазата се състои от материал за промяна на фазата, алуминиева плоча, алуминиево-пластична плоча и алуминиева сплав. Материалът за промяна на фазата е разположен в най-централното положение на таблото, а неговата спецификация е 200 mm × 200 mm × 50 mm. Това е прахообразно твърдо вещество преди и след смяна на фазата и няма явление на топене или течащо. Четирите стени на материала за промяна на фазата са съответно алуминиева плоча и алуминиево-пластична плоча. Това устройство може да реализира функциите за главно съхраняване на топлина през деня и главно освобождаване на топлина през нощта.

Следователно, има някои проблеми при прилагането на единичен термичен изолационен материал, като ниска ефективност на топлинната изолация, големи загуби на топлина, кратко време за съхранение на топлина и др. Следователно, като се използва композитен термичен изолационен материал като термичен изолационен слой и вътрешен и външен термичен изолация Покриващият слой устройство за съхранение на топлина може ефективно да подобри характеристиката на топлинната изолация на оранжерията, да намали топлинната загуба на оранжерия и по този начин да постигне ефекта от спестяване на енергия.

Изследване и прилагане на нова стена

Като вид структура на заграждението стената е важна бариера за защита на студа и запазването на топлината на Greenhouse. Според материалите и конструкциите на стените, развитието на северната стена на оранжерията може да бъде разделено на три вида: еднослойната стена, изработена от почва, тухли и др., И слоената северна стена, изработена от глинени тухли, блокирани тухли, Полистиролови дъски и др., С вътрешна топлинна съхранение и външна топлинна изолация и повечето от тези стени са отнемащи време и трудоемки; Следователно през последните години се появиха много нови видове стени, които са лесни за изграждане и подходящи за бързо сглобяване.

Появата на сглобени стени от нов тип насърчава бързото развитие на сглобени оранжерии, включително композитни стени от нов тип с външни водоустойчиви и анти-стареещи повърхностни материали и материали като филц, перлен памук, памук от стъкло, памук от стъкло или рециклиран памук като топлина изолационни слоеве, като гъвкави сглобени стени от памук със спрей в Синдзян. В допълнение, други проучвания съобщават и за северната стена на сглобената оранжерия с топлинен слой за съхранение, като напълнен с тухлени пшенични черупки в минохвъргачка в Синдзян. При същата външна среда, когато най -ниската температура на открито е -20,8 ℃, температурата в слънчевата оранжерия с композитната стена на пшеничната обвивка е 7,5 ℃, докато температурата в слънчевата оранжерия с тухлена стена е 3,2 ℃. Времето на реколтата на домат в тухлена оранжерия може да бъде напреднало до 16 дни, а добивът на единична оранжерия може да бъде увеличен с 18.4%.

Екипът на съоръжението на Северозападния A&F University изложи идеята за дизайн за направата на слама, почва, вода, камък и фазови материали в топлинни изолации и топлинно съхранение на модули от ъгъла на светлината и опростения дизайн стена. Например, в сравнение с обикновената оранжерия за тухлена стена, средната температура в оранжерията е с 4,0 ℃ по -висока в типичен слънчев ден. Три вида неорганични фазови модули за промяна на циментовите модули, които са направени от фазов материал за промяна (PCM) и цимент, са натрупали топлина от 74,5, 88,0 и 95,1 mJ/m³и освободена топлина от 59,8, 67,8 и 84,2 mJ/m³, съответно. Те имат функциите за „пиково рязане“ през деня, „пълнеж на долината“ през нощта, поглъщайки топлина през лятото и освобождавайки топлина през зимата.

Тези нови стени са сглобени на място, с кратък период на строителство и дълъг експлоатационен живот, които създават условия за изграждане на светлина, опростена и бързо сглобена сглобяване на оранжерии и могат значително да насърчават структурната реформа на оранжериите. Въпреки това, има някои дефекти в този вид стена, като например спрей памучна термална изолация на юрганата стена има отлични характеристики на термична изолация, но липсва капацитет за съхранение на топлина, а материалът за смяна на фазата има проблема с високите разходи за използване. В бъдеще проучването на приложенията на сглобената стена трябва да бъде засилено.

Новата енергия, новите материали и новите дизайни помагат на парниковата структура да се промени.

Изследванията и иновациите на новите енергийни и нови материали осигуряват основата за проектирането на оранжерии. Енергийното пестене на слънчеви оранжерии и арка са най-големите структури на навеса в селскостопанското производство на Китай и те играят важна роля в селскостопанското производство. Въпреки това, с развитието на социалната икономика на Китай все повече се представят недостатъците на двата вида структури на съоръженията. Първо, пространството на структурите на съоръженията е малко и степента на механизация е ниска; Второ, енергийната слънчева оранжерия има добра топлоизолация, но използването на земята е ниско, което е еквивалентно на замяната на парниковата енергия със земя. Обикновената арка навес не само има малко пространство, но и има лоша топлоизолация. Въпреки че оранжерията с много разстояние има голямо пространство, тя има лоша топлоизолация и висока консумация на енергия. Ето защо е наложително да се изследват и разработват парниковата структура, подходяща за текущото социално и икономическо ниво на Китай, а изследванията и разработването на нови енергийни и нови материали ще помогнат на парниковата структура да се промени и да произведе разнообразие от иновативни модели или структури на парникови храни.

Иновативни изследвания на асиметрична оранжерия за варене с големи разстояния

Асиметричната водна оранжерия с асиметрична вода (патентен номер: ZL 201220391214.2) се основава на принципа на оранжерията на слънчевата светлина, променяйки симетричната структура на обикновената пластмасова оранжерия, увеличаване Северният период и намаляване на зоната на разсейване на топлината, с педя 18 ~ 24 m и височина на билото 6 ~ 7m. Чрез дизайнерската иновация пространствената структура е значително увеличена. В същото време проблемите на недостатъчната топлина в оранжерията през зимата и лошата топлоизолация на общи термични изолационни материали се решават чрез използване на нова технология на топлина за пивоварна биомаса и термични изолационни материали. Резултатите от производството и изследванията показват, че асиметричната асиметрична оранжерия за пивоварна вода, със средна температура от 11,7 ℃ в слънчеви дни и 10,8 ℃ в облачни дни, може да отговори на търсенето на растеж на културите през зимата и разходите за строителство на Оранжерията се намалява с 39,6% и степента на използване на земята се увеличава с повече от 30% в сравнение с тази на оранжерията на Polystyne Brick, което е подходящо за по -нататъшно популяризиране и нанасяне в The Жълт басейн на река Хуайхе.

Сглобена оранжерия за слънчева светлина

Сглобената оранжерия за слънчева светлина приема колони и скелет на покрива като структура, носеща натоварване, а стенният му материал е основно загряване на топлинната изолация, вместо да носи и пасивно съхранение и освобождаване на топлина. Главно: (1) Нов тип сглобена стена се образува чрез комбиниране на различни материали, като покрит филм или цветна стоманена плоча, сламен блок, гъвкав юрган с топлоизолация, хоросан и др. (2) Композитна стенна дъска, изработена от сглобяване на циментова платка -Полистирен борд-циментен съвет; (3) Лек и прост тип сглобяване на термични изолационни материали с активна система за съхранение и освобождаване на топлина и система за обезвреждания, като пластмасова квадратна кофа за топлинно съхранение и складиране на топлината на тръбопровода. Използването на различни нови материали за изолация на топлинни и топлинни материали вместо традиционната земна стена за изграждане на слънчева оранжерия има голямо пространство и малко строителство. Експерименталните резултати показват, че температурата на оранжерията през нощта през зимата е 4,5 ℃ по-висока от тази на традиционната оранжерия от тухлени стени, а дебелината на задната стена е 166 мм. В сравнение с оранжерията с дебелина 600 мм, заеманата площ на стената е намалена със 72%, а цената на квадратен метър е 334,5 юана, което е с 157,2 юана по-ниска от тази на оранжерията на тухлената стена и цената на строителството е спаднал значително. Следователно, сглобената оранжерия има предимствата на по -малко обработваното унищожаване на земята, спестяването на земя, бързата скорост на строителството и дългия експлоатационен живот и е ключова посока за иновациите и развитието на слънчевите оранжерии в момента и в бъдеще.

Плъзгаща се оранжерия за слънчева светлина

Слънчевата слънчева оранжерия, сглобена от скейтборд³), светлинна събирателна плоча (360м²), водна помпа, водна тръба и контролер. Гъвкавата юрган с топлоизолация се заменя с нов материал от светъл вълнен отгоре в горната част. Изследването показва, че този дизайн ефективно решава проблема с блокиращите светлини на фронтони и увеличава зоната на влизане в светлината на оранжерията. Ъгълът на осветлението на оранжерията е 41,5 °, което е с близо 16 ° по -висок от този на контролната оранжерия, като по този начин подобрява скоростта на осветление. Разпределението на температурата на закрито е равномерно, а растенията растат спретнато. Оранжерията има предимствата на подобряването на ефективността на използването на земята, гъвкавото проектиране на оранжерията и скъсяването на строителния период, което е от голямо значение за защитата на култивираните земи ресурси и околната среда.

Фотоволтаична оранжерия

Земеделската оранжерия е оранжерия, която интегрира производството на слънчева фотоволтаична енергия, интелигентен контрол на температурата и модерно високотехнологично засаждане. Той приема стоманена костна рамка и е покрита със слънчеви фотоволтаични модули, за да гарантира изискванията за осветление на фотоволтаичните модули за производство на енергия и изискванията за осветление на цялата оранжерия. Директният ток, генериран от слънчевата енергия, директно допълва светлината на селскостопанските оранжерии, директно поддържа нормалната работа на парниковото оборудване, задвижва напояването на водните ресурси, повишава парниковата температура и насърчава бързия растеж на културите. По този начин фотоволтаичните модули ще повлияят на ефективността на осветлението на парниковия покрив и след това ще повлияят на нормалния растеж на парниковите зеленчуци. Следователно рационалното оформление на фотоволтаичните панели на покрива на оранжерията се превръща в ключова точка на приложение. Селскостопанската оранжерия е продукт на органичната комбинация от зрителни селско стопанство и градинарство и е иновативна селскостопанска индустрия, интегрираща фотоволтаично производство на електроенергия, селскостопанско разглеждане, селскостопански култури, селскостопански технологии, ландшафтен и културно развитие.

Иновативен дизайн на парникови група с енергийно взаимодействие между различни видове оранжерии

Гуо Венцхонг, изследовател в Пекинската академия по селскостопански и горски науки, използва метода на отопление на пренос на енергия между оранжерии, за да събере останалата топлинна енергия в един или повече оранжерии, за да отоплява други или повече оранжерии. Този метод на отопление осъзнава прехвърлянето на парниковата енергия във времето и пространството, подобрява ефективността на използване на енергията на останалата енергия на оранжерията и намалява общата консумация на енергия на отоплителна енергия. Двата вида оранжерии могат да бъдат различни видове оранжерии или един и същ тип оранжерия за засаждане на различни култури, като маруля и домати оранжерии. Методите за събиране на топлина включват главно извличане на въздушна топлина на закрито и директно прихващане на инцидентната радиация. Чрез събирането на слънчева енергия, принудителната конвекция от топлообменника и принудително извличане чрез термопомпа, излишъкът от топлина във високоенергийната оранжерия беше извлечена за отопление на оранжерия.

обобщавайте

Тези нови слънчеви оранжерии имат предимствата на бързото сглобяване, съкратен период на строителство и подобрен процент на използване на земята. Ето защо е необходимо да се проучи по-нататъшно представянето на тези нови оранжерии в различни области и да се осигури възможност за широкомащабната популяризация и прилагане на нови оранжерии. В същото време е необходимо непрекъснато да се укрепва прилагането на нова енергия и нови материали в оранжериите, за да се осигури сила за структурната реформа на оранжериите.

Бъдеща перспектива и мислене

Традиционните оранжерии често имат някои недостатъци, като високо потребление на енергия, нисък процент на използване на земята, отнемане на време и отнемане на труда, лоши резултати и т.н., които вече не могат да задоволят производствените нужди на съвременното земеделие и са длъжни да бъдат постепенно елиминиран. Следователно, тенденцията за развитие е да се използват нови енергийни източници като слънчева енергия, енергия на биомаса, геотермална енергия и вятърна енергия, нови материали за приложение на оранжерия и нови дизайни за насърчаване на структурната промяна на оранжерията. На първо място, новата оранжерия, задвижвана от нови енергийни и нови материали, трябва не само да отговаря на нуждите на механизираната работа, но и да спести енергия, земя и разходи. Второ, е необходимо постоянно да се изследва работата на новите оранжерии в различни области, така че като топовидни условия за широкомащабно популяризиране на оранжерии. В бъдеще трябва допълнително да търсим нови енергийни и нови материали, подходящи за приложението на оранжерии, и да намерим най -добрата комбинация от нова енергия, нови материали и оранжерия, така че да направим възможно изграждането на нова оранжерия с ниска цена, къса конструкция Период, ниско потребление на енергия и отлична ефективност, помагат на парниковата структура да се промени и насърчава развитието на модернизацията на оранжерии в Китай.

Въпреки че прилагането на нови енергийни, нови материали и нови дизайни в оранжерийната конструкция е неизбежна тенденция, все още има много проблеми, които трябва да бъдат проучени и преодолени: (1) разходите за строителство се увеличават. В сравнение с традиционното отопление с въглища, природен газ или петрол, прилагането на нови енергийни и нови материали е екологично чисто и без замърсяване, но разходите за строителство са значително увеличени, което има определено влияние върху инвестиционното възстановяване на производството и експлоатацията . В сравнение с използването на енергия, цената на новите материали ще бъде значително увеличена. (2) Нестабилно използване на топлинната енергия. Най -голямото предимство на новото използване на енергията е ниската работна цена и емисиите на ниско съдържание на въглероден диоксид, но предлагането на енергия и топлина е нестабилно, а облачните дни се превръщат в най -големият ограничаващ фактор за използването на слънчевата енергия. В процеса на производство на топлина на биомаса чрез ферментация, ефективното използване на тази енергия е ограничено от проблемите на ниската ферментационна топлинна енергия, трудното управление и контрол и голямото пространство за съхранение на транспортиране на суровини. (3) Технологична зрялост. Тези технологии, използвани от новите енергийни и нови материали, са напреднали изследвания и технологични постижения, а тяхната област и обхват все още са доста ограничени. Те не са преминали много пъти, много сайтове и мащабна проверка на практиката и неизбежно има някои недостатъци и техническо съдържание, които трябва да бъдат подобрени в приложението. Потребителите често отричат ​​развитието на технологиите поради незначителните недостатъци. (4) Скоростта на проникване на технологията е ниска. Широкото прилагане на научни и технологични постижения изисква известна популярност. Понастоящем новите енергийни, новите технологии и новите технологии за проектиране на парникови продукти са в екипа от научни изследователски центрове в университети с определена способност за иновации и повечето технически търсачи или дизайнери все още не знаят; В същото време популяризирането и прилагането на нови технологии все още са доста ограничени, тъй като основното оборудване на новите технологии е патентовано. (5) Интеграцията на новата енергия, новите материали и дизайна на парниковата структура трябва да бъде допълнително засилена. Тъй като енергията, материалите и дизайна на парниковата структура принадлежат на три различни дисциплини, таланти с опит в дизайна на парникови продукти често липсват изследвания на свързаната с парникови енергия и материали и обратно; Следователно изследователите, свързани с изследванията на енергията и материалите, трябва да засилят разследването и разбирането на действителните нужди на развитието на парниковата индустрия, а структурните дизайнери също трябва да изучават нови материали и нова енергия за насърчаване на дълбоката интеграция на трите взаимоотношения, за да постигнат постигане Целта на практическата технология за изследване на оранжериите, ниските разходи за строителство и ефекта на доброто използване. Based on the above problems, it is suggested that the state, local governments and scientific research centers should intensify technical research, carry out joint research in depth, strengthen the publicity of scientific and technological achievements, improve the popularization of achievements, and quickly realize the Цел на новите енергийни и нови материали, които да помогнат на новото развитие на парниковата индустрия.

Цитирана информация

Li Jianming, Sun Guotao, Li Haojie, Li Rui, Hu Yixin. Новата енергия, нови материали и нов дизайн помагат на новата революция на оранжерията [J]. Зеленчуци, 2022, (10): 1-8.