Li Jianming, Sun Guotao stb.Üvegházhatású kertészeti mezőgazdasági mérnöki technológia2022-11-21 17:42 Megjelent Pekingben

Az utóbbi években az üvegházhatást okozó ipar erőteljesen fejlődött. Az üvegházhatás fejlesztése nemcsak javítja a földhasználati arányt és a mezőgazdasági termékek kimeneti ütemét, hanem megoldja a gyümölcsök és zöldségek ellátási problémáját is a szezonon kívüli időszakban. Az üvegház azonban példátlan kihívásokkal is szembesült. Az eredeti létesítmények, a fűtési módszerek és a szerkezeti formák ellenállást váltottak ki a környezettel és a fejlődéssel szemben. Új anyagokra és új mintákra van szükség az üvegházhatású szerkezet megváltoztatásához, és sürgősen szükség van új energiaforrásokra az energiamegtakarítás és a környezetvédelem céljai eléréséhez, valamint a termelés és a jövedelem növeléséhez.

Ez a cikk az „új energia, új anyagok, új tervezés az üvegházhatás új forradalmának elősegítése” témájáról szól, ideértve a napenergia, a biomassza energia, a geotermikus energia és az üvegházban lévő egyéb új energiaforrások kutatását és innovációját, a kutatást és az alkalmazást. új anyagok, a hőszigetelés, a falak és más felszerelések, valamint a jövőbeli kilátások és az új energia, az új anyagok és az új tervek gondolkodásának elősegítése érdekében az üvegházhatású reform elősegítése érdekében, hogy referenciát biztosítsanak az ipar számára.

A létesítmény mezőgazdaságának fejlesztése a politikai követelmény és az elkerülhetetlen választás a fontos utasítások és a központi kormány döntéshozatalának szellemének megvalósításához. 2020 -ban a Kínában a védett mezőgazdaság teljes területe 2,8 millió HM2 lesz, és a kimeneti érték meghaladja az 1 trillió jüanot. Ez egy fontos módja annak, hogy javítsák az üvegházhatású termelési kapacitást az üvegházhatású világítás és a hőszigetelés teljesítményének javítása érdekében új energia, új anyagok és új üvegházhatású kialakítás révén. A hagyományos üvegházhatású termelésben sok hátrány van, például a szén, a fűtőolaj és a hagyományos üvegházak fűtésére és fűtésére használt egyéb energiaforrások, amelyek nagy mennyiségű dioxid -gázt eredményeznek, amely súlyosan szennyezi a környezetet, míg a földgáz, az elektromos energia és Más energiaforrások növelik az üvegházak működési költségeit. Az üvegházhatású falak hagyományos hőtárolóanyagjai többnyire agyag és tégla, amelyek sokat fogyasztanak, és súlyos károkat okoznak a szárazföldi erőforrásokban. A hagyományos napenergia -üvegház földhasználati hatékonysága a Föld falával mindössze 40% ~ 50%, és a szokásos üvegház gyenge hőkapacitása, tehát nem élhet a télen, hogy meleg zöldségeket állítson elő Észak -Kínában. Ezért az üvegházhatású változások előmozdításának vagy az alapkutatásnak az üvegházhatású tervezésében, kutatásában és új anyagok fejlesztésében és új energiájának fejlesztésében rejlik. Ez a cikk az új energiaforrások kutatására és innovációjára összpontosít az üvegházban, összefoglalja az új energiaforrások, például a napenergia, a biomassza energia, a geotermikus energia, a szélenergia és az új átlátszó borító anyagok, a hőszigetelő anyagok és a fali anyagok kutatási állapotát Üvegházhatást okozó, elemezze az új energia és új anyagok alkalmazását az új üvegház építésében, és várakozással tekint az üvegház jövőbeli fejlesztésében és átalakulásában játszott szerepükben.

Az új energia üvegházának kutatása és innovációja

A zöld új energia, amely a legnagyobb mezőgazdasági felhasználási potenciállal rendelkezik, magában foglalja a napenergiát, a geotermikus energiát és a biomassza energiáját, vagy különféle új energiaforrások átfogó felhasználását, hogy az energia hatékony felhasználása azáltal, hogy megtanulja egymás erős pontjait.

napenergia/energia

A napenergia-technológia alacsony szén-dioxid-kibocsátású, hatékony és fenntartható energiaellátási mód, és Kína stratégiai feltörekvő iparágainak fontos eleme. Ez elkerülhetetlen választássá válik a Kína energiaszerkezetének átalakításához és korszerűsítéséhez a jövőben. Az energiafelhasználás szempontjából maga az üvegház a napenergia felhasználásának létesítményszerkezete. Az üvegházhatás révén a napenergia beltéri összegyűjtésre kerül, az üvegház hőmérséklete megemelkedik, és a növények növekedéséhez szükséges hőt biztosítanak. Az üvegházhatású növények fotoszintézisének fő energiaforrása a közvetlen napfény, amely a napenergia közvetlen felhasználása.

01 fotovoltaikus energiatermelés hőt generálva

A fotovoltaikus energiatermelés olyan technológia, amely a fényenergiát a fotovoltaikus hatás alapján közvetlenül az elektromos energiává alakítja. Ennek a technológiának a kulcseleme a napelem. Amikor a napenergia ragyog a napelemek sorozatán vagy párhuzamosan, a félvezető alkatrészek közvetlenül a napsugárzási energiát az elektromos energiává alakítják. A fotovoltaikus technológia közvetlenül átalakíthatja a fényenergiát elektromos energiává, az akkumulátorok révén tárolhatja az elektromos áramot, és éjjel melegítheti az üvegházat, de magas költsége korlátozza annak további fejlődését. A kutatócsoport kifejlesztett egy fotovoltaikus grafén fűtőberendezést, amely rugalmas fotovoltaikus panelekből, all-in-one fordított vezérlőgépből, tároló akkumulátorból és egy grafén fűtő rúdból áll. Az ültetési vonal hossza szerint a grafén fűtő rudat a szubsztrátzsák alá temették el. A nap folyamán a fotovoltaikus panelek elnyelik a napsugárzást, hogy villamos energiát generáljanak, és tárolják a tároló akkumulátorban, majd a villamos energiát éjjel szabadítják fel a grafén fűtő rúdhoz. A tényleges mérés során a 17 ℃ -kor kezdődő hőmérséklet -szabályozási módot és 19 ℃ -nél történő bezárást alkalmazzák. Éjszaka (a második napon 20: 00-08: 00) futás 8 órán keresztül az egyetlen növényi sor melegítésének energiafogyasztása 1,24 kW · h, és a szubsztráttáska átlagos hőmérséklete 19,2 ℃, amely 3,5 ~ 5,3 ℃ magasabb, mint a kontrollé. Ez a fűtési módszer a filovoltaikus energiatermeléssel kombinálva megoldja a télen a nagy energiafogyasztás és a magas szennyezés problémáit az üvegházhatású fűtés során.

02 fototermikus átalakítás és felhasználás

A napenergia -fototermikus átalakítás egy speciális napfény -gyűjtőfelület felhasználására utal, amelyet fototermikus konverziós anyagokból készítenek, hogy a lehető legtöbb napenergia összegyűjtsék és felszívják, és hőenergiává alakítsák. A napenergia-fotovoltaikus alkalmazásokkal összehasonlítva a napenergia-fototermikus alkalmazások növelik a közeli infravörös sáv felszívódását, tehát nagyobb a napfény, az alacsonyabb költségek és az érett technológia energiafelhasználási hatékonysága, és ez a napenergia-felhasználás legszélesebb körben alkalmazott módja.

A fototermikus átalakítás és felhasználás legérettebb technológiája Kínában a napenergia-kollektor, amelynek alapvető alkotóeleme a hőkezelhető lemezmag szelektív abszorpciós bevonattal, amely a burkolólapon áthaladó napsugárzási energiát hőenergiává alakíthatja, és továbbíthatja Ez a hőelnyelő munkaerőhöz. A napenergia -gyűjtők két kategóriába sorolhatók annak alapján, hogy van -e vákuumtér a kollektorban: lapos napenergia -gyűjtők és vákuumcső -napenergia -gyűjtők; a napenergia-gyűjtők és a nem koncentráló napenergia-gyűjtők koncentrálása annak alapján, hogy a napfény a napfényben lévő napsugárzás megváltoztatja-e az irányt; valamint a folyékony napenergia -gyűjtők és a légi napenergia -gyűjtők a hőátviteli működő táptalaj típusának megfelelően.

A napenergia felhasználását az üvegházban elsősorban különféle típusú napenergia -gyűjtőkön keresztül végzik. Az IBN ZOR Egyetem a marokkói aktív napenergia -fűtési rendszert (ASHS) fejlesztett ki az üvegházhatású felmelegedéshez, amely télen 55% -kal növelheti a teljes paradicsomtermelést. A Kínai Mezőgazdasági Egyetem megtervezte és fejlesztette ki és fejlesztette ki a felszíni hűtő-vastag-gyűjtő és ürítő rendszert, a hőgyűjtési kapacitással 390,6 ～ 693,0 MJ, és előterjesztette a hőképítési folyamat elválasztásának gondolatát a hőtárolási folyamattól a hőszivattyúval. Az olaszországi Bari Egyetem kifejlesztett egy üvegházhatású poligenerációs fűtési rendszert, amely napenergia-rendszerből és légvíz hőszivattyúból áll, és a levegő hőmérsékletét 3,6% -kal, a talaj hőmérsékletét pedig 92% -kal növelheti. A kutatócsoport kifejlesztett egyfajta aktív napenergia -hőkészítő berendezést, változó dőlési szöggel a napenergia -üvegházhoz, és egy tartó hőtároló eszköz az üvegházhatású víztest számára az időjárási viszonyok között. Az aktív napenergia -hőkészítő technológia változó dőléssel megszakad a hagyományos üvegházhatású hőgyűjtő berendezések, például a korlátozott hőgyűjtési kapacitás, az árnyékolás és a megművelt földterületek elfoglalásain. A napenergia-üvegházban lévő speciális üvegházhatású szerkezet felhasználásával az üvegházhatást okozó nem ültetési teret teljes mértékben felhasználják, ami jelentősen javítja az üvegházhatást okozó tér felhasználási hatékonyságát. Jellemző napsütéses munkakörülmények mellett az aktív napenergia -hőkészítő rendszer változó dőléssel eléri az 1,9 MJ/(M2H), az energiafelhasználás hatékonysága eléri a 85,1% -ot, az energiamegtakarítási ráta pedig 77%. Az üvegházhatású hőtárolási technológiában a hőtárolási struktúrát beállítják a többfázisú változású hőtárolási struktúrán, a hőtároló eszköz hőtároló kapacitása növekszik, és megvalósul a hő lassú felszabadulása az eszközről, hogy megvalósuljon a hatékony felhasználásának megvalósítása érdekében Az üvegházhatást okozó napelemes hőgyűjtő berendezés által összegyűjtött hő.

biomassza energia

Az új létesítményszerkezetet úgy építik fel, hogy a biomassza hőtermelő készüléket az üvegházzal kombinálják, és a biomassza alapanyagokat, például a sertéshúsot, a gombamaradékot és a szalmát komposztálják, hogy sörfőzzük, és a generált hőenergiát közvetlenül az üvegházhoz szállítják [[ 5]. Az üvegházhoz képest, a biomassza fermentációs fűtési tartály nélkül, a fűtő üvegház hatékonyan növeli az üvegház talajhőmérsékletét, és megőrizheti a talajban termesztett növények gyökerének megfelelő hőmérsékletét télen a normál éghajlaton. Az egyrétegű aszimmetrikus hőszigetelő üvegház 17 m és 30 m hosszúságú üvegházat készítése példa, 8 méteres mezőgazdasági hulladékot (paradicsomszalma és sertés-trágya keveréke) a beltéri fermentációs tartályba a természetes fermentációhoz anélkül Növelje az üvegház átlagos napi hőmérsékletét 4,2 ℃ -rel télen, és az átlagos napi minimális hőmérséklet elérheti a 4,6 ℃ -t.

A biomassza által vezérelt fermentáció energiafelhasználása egy olyan erjesztési módszer, amely műszereket és berendezéseket használ a fermentációs folyamat szabályozására a biomassza hőenergia és a CO2 -gáz műtrágya gyors megszerzéséhez és hatékony felhasználásához, amelyek között a szellőzés és a nedvesség a fermentációs hő szabályozására szolgál. és a biomassza gáztermelése. Szellőztetett körülmények között a fermentációs halom aerob mikroorganizmusai oxigént használnak az élettanulásokhoz, és a generált energia egy részét saját élettevékenységükhöz használják, és az energia egy részét a környezetbe engedik, mint hőenergiát, ami a hőmérséklethez hasznos, ami előnyös a hőmérséklethez. a környezet emelkedése. A víz részt vesz a teljes fermentációs folyamatban, biztosítva a szükséges oldható tápanyagokat a mikrobiális aktivitásokhoz, és ugyanakkor a halom hőjét a vízen keresztül gőz formájában engedi fel, hogy csökkentse a halom hőmérsékletét, meghosszabbítsa az életét mikroorganizmusok és növelik a halom ömlesztett hőmérsékletét. A szalma kimosó eszköz fermentációs tartályba történő felszerelése télen 3 ~ 5 ℃ -rel növelheti a beltéri hőmérsékletet, erősítheti a növényi fotoszintézist és 29,6%-kal növeli a paradicsom hozamát.

Geotermikus energia

Kína gazdag geotermikus erőforrásokban. Jelenleg a mezőgazdasági létesítmények leggyakoribb módja a geotermikus energia felhasználására a földi forráshőszivattyú felhasználása, amely az alacsony fokú hőenergiából a magas fokú hőenergiába vezethet egy kis mennyiségű, magas fokú energia bevitelével (például Elektromos energia). A hagyományos üvegházhatású fűtési intézkedésektől eltérően, a földi hőszivattyú -fűtés nemcsak jelentős fűtési hatást érhet el, hanem képes az üvegház hűtésére és az üvegházban lévő páratartalom csökkentésére is. A földforrású hőszivattyúk alkalmazása a lakásépítés területén érett. A földi forrásból származó hőszivattyú fűtési és hűtési kapacitását befolyásoló alaprész a földalatti hőcserélő modul, amely elsősorban eltemetett csöveket, földalatti kútokat stb. ennek a résznek a kutatási fókusza volt. Ugyanakkor a földalatti talajréteg hőmérsékletének változása a földi forráshőszivattyú alkalmazásában szintén befolyásolja a hőszivattyú -rendszer használatát. A földi forráshőszivattyú felhasználásával az üvegházat nyáron lehűti, és a hőenergiát a mély talajrétegben tárolhatja, enyhítheti a földalatti talajréteg hőmérsékletcsökkenését, és télen javíthatja a földi forráshőszivattyú hőtermelési hatékonyságát.

Jelenleg a földi forráshőszivattyú teljesítményének és hatékonyságának kutatása során a tényleges kísérleti adatok révén numerikus modellt hoznak létre olyan szoftverekkel, mint a Tough2 és a TRNSYS, és azt a következtetést vonják le, hogy a fűtési teljesítmény és a teljesítmény együtthatója (COP (COP (COP) ) A földi forrás hőszivattyúja elérheti a 3,0 ~ 4,5 -et, amelynek jó hűtési és fűtési hatása van. A hőszivattyú rendszer működési stratégiájának kutatása során Fu Yunzhun és mások megállapították, hogy a terhelési oldaláramláshoz képest a talajforrás -oldaláramlás nagyobb hatással van az egység teljesítményére és az eltemetett cső hőátadási teljesítményére. - Az áramlás beállításának állapotában az egység maximális COP -értéke elérheti a 4,17 -et, ha elfogadja a 2 órán át működő működési sémát és 2 órán át megállt; Shi Huixian et. elfogadta a víztároló hűtőrendszer szakaszos működési módját. Nyáron, amikor a hőmérséklet magas, a teljes energiaellátó rendszer COP -ja elérheti a 3,80 -at.

Mély talajhő -tároló technológia üvegházban

Az üvegházban lévő mély talajhővárasztást az üvegházban „hőtároló banknak” is nevezik. A télen történő hidegkárosodás és a nyár magas hőmérséklete az üvegházhatású termelés fő akadálya. A mély talaj erős hőtárolási kapacitása alapján a kutatócsoport egy üvegházhatást okozó földalatti mélyhús tárolóeszközt tervezett. Az eszköz egy kettős rétegű párhuzamos hőátadási csővezeték, amelyet 1,5 ～ 2,5 m mélységben temettek el az üvegházban, az üvegház tetején levő bemeneti nyílással és a földön lévő levegő kimenetével. Ha az üvegház hőmérséklete magas, akkor a beltéri levegőt egy ventilátor erőszakkal pumpálja a földbe, hogy megvalósítsa a hőtárolást és a hőmérséklet csökkentését. Ha az üvegház hőmérséklete alacsony, a hőt a talajból extrahálják az üvegház melegítésére. A gyártási és alkalmazás eredményei azt mutatják, hogy az eszköz téli este 2,3 ℃ -rel növelheti az üvegházhatást okozó hőmérsékletet, a beltéri hőmérsékletet 2,6 ℃ -rel csökkentheti nyári napon, és a paradicsomhozamot 1500 kg -ra növeli 667 m -re.²- A készülék teljes mértékben kihasználja a „Télen és a nyáron hűvös hűvös” és a mély földalatti talaj „állandó hőmérséklete” jellemzőit, az „energiahozzáférési bankot” biztosítja az üvegházhoz, és folyamatosan befejezi az üvegházhatású hűtés és fűtés kiegészítő funkcióit -

Több energiájú koordináció

Két vagy több energiatípus felhasználása az üvegházhatás melegítéséhez hatékonyan pótolhatja az egy energiatípus hátrányait, és lejátszhatja az „egy plusz egynél nagyobb, mint kettő” szuperpozíciós hatását. A geotermikus energia és a napenergia közötti kiegészítő együttműködés az utóbbi években a mezőgazdasági termelés új energiafelhasználásának kutatási hotspotja. Emmi et. vizsgált egy több forrású energiarendszert (1. ábra), amelyet fotovoltaikus-Thermal hibrid napenergia-kollektorral felszereltek. A közönséges légvíz-szivattyú rendszerrel összehasonlítva a több forrású energiarendszer energiahatékonysága 16%~ 25%-kal javul. Zheng et. kifejlesztett egy új típusú, kapcsolt hőtároló rendszert a napenergia és a földi forráshőszivattyúból. A napenergia-gyűjtő rendszer felismerheti a fűtés magas színvonalú szezonális tárolását, azaz a magas színvonalú fűtést télen és a nyáron kiváló minőségű hűtést. Az eltemetett csőhőcserélő és az időszakos hőtároló tartály mind jól működhet a rendszerben, és a rendszer COP -értéke elérheti a 6,96 -at.

A napenergiával kombinálva célja a kereskedelmi energia fogyasztásának csökkentése és az üvegházban lévő napenergia -ellátás stabilitásának javítása. Wan ya et. előállítson egy új, intelligens vezérlési technológiai rendszert, amely a napenergia -termelés és az üvegházhatású fűtés kereskedelmi energiájának kombinálására szolgál, amely a fotovoltaikus energiát használhatja, és forgalomba hozatali energiává alakíthatja, ha nincs fény, nagymértékben csökkentve a terhelési hatalomhiányt Értékeld és csökkentsük a gazdasági költségeket akkumulátorok használata nélkül.

A napenergia, a biomassza energiája és az elektromos energia együttesen melegítheti az üvegházakat, amelyek szintén elérhetik a nagy fűtési hatékonyságot. A Zhang Liangrui és mások kombinált napelemes vákuumcsövek hőkezelését kombinálták a völgyi villamosenergia -hőtároló víztartálymal. Az üvegházhatású fűtési rendszernek jó hő kényelme van, és a rendszer átlagos fűtési hatékonysága 68,70%. Az elektromos hőtároló víztartály egy biomassza fűtővíz -tárolóberendezés, elektromos fűtéssel. A fűtési végén a vízbemenés legalacsonyabb hőmérséklete be van állítva, és a rendszer működési stratégiáját a napenergia -hőképítő rész és a biomassza hőtároló rész víztárolási hőmérséklete szerint kell meghatározni, hogy a stabil fűtési hőmérsékletet elérjék a Fűtési vég, és a lehető legnagyobb mértékben megtakaríthatja az elektromos energiát és a biomassza energia anyagokat.

Új üvegházhatású anyagok innovatív kutatása és alkalmazása

Az üvegházhatású területek kibővítésével a hagyományos üvegházhatású anyagok, például a tégla és a talaj hátrányai egyre inkább feltárják. Ezért az üvegház hőteljesítményének továbbfejlesztése és a modern üvegház fejlesztési igényeinek kielégítése érdekében számos kutatás és alkalmazás folyik az új átlátszó borító anyagok, a hőszigetelő anyagok és a fali anyagok számára.

Új, átlátszó borító anyagok kutatása és alkalmazása

Az üvegházhatást okozó átlátszó borító anyagok típusai elsősorban a műanyag film, az üveg, a napelem és a fotovoltaikus panel, amelyek között a műanyag film a legnagyobb alkalmazási területe. A hagyományos üvegházhatású PE-filmnek a rövid szolgálati élet, a nem degradáció és az egyetlen funkció hibái vannak. Jelenleg számos új funkcionális filmet fejlesztettek ki funkcionális reagensek vagy bevonatok hozzáadásával.

Könnyű konverziós film:A fénykonverziós film megváltoztatja a film optikai tulajdonságait olyan fénykonverziós szerek, például a ritkaföldfém és a nano anyagok felhasználásával, és az ultraibolya fényvidéket vörös narancssárga fény- és kék ibolya fényré alakíthatja, amely megköveteli a növényi fotoszintézist, ezáltal növelve a terméshozamot és csökkenti a csökkentést és csökkenti a csökkentést és csökkenti a terméshozamot, és csökkenti Az ultraibolya fény károsodása a műanyag üvegházakban lévő növények és üvegházhatású filmek számára. Például a széles sávú lila-vörös üvegházhatású film VTR-660 fénykonverziós ágenssel jelentősen javíthatja az infravörös transzmittanciát, amikor üvegházban alkalmazzák, és összehasonlíthatják a kontroll üvegházat, a paradicsomhozamot, a C-vitamin és a likopén tartalmat. szignifikánsan növekednek 25,71% -kal, 11,11% -kal és 33,04% -kal. Jelenleg azonban meg kell vizsgálni az új fénykonverziós film szolgálati élettartamát, lebomlhatóságát és költségeit.

Szétszórt üveg: Az üvegházban szétszórt üveg egy speciális mintázat és a reflexiógátló technológia az üveg felületén, amely maximalizálhatja a napfényt szétszórt fénybe, és beléphet az üvegházba, javíthatja a növények fotoszintézis hatékonyságát és növeli a terméshozamot. Az üveg szórása az üvegházba belépő fényt szétszórt fényré változtatja speciális mintákon keresztül, és a szétszórt fény egyenletesebben besugározható az üvegházba, kiküszöbölve a csontváz árnyékának hatását az üvegházban. A szokásos úszóüveggel és az ultrafehér úszóüveggel összehasonlítva a szóróüveg fényátviteli képessége 91,5%, a szokásos úszóüveg 88%. Az üvegházban lévő fényátvitel minden 1% -os növekedése esetén a hozam kb. 3% -kal növelhető, és a gyümölcsökben és zöldségekben az oldható cukor és a C -vitamin növekedett. Az üvegházban elterjedt üvegeket először bevonják, majd edzettek, és az öntelepítési arány magasabb, mint a nemzeti szabvány, elérve a 2 ‰ -et.

Új termikus szigetelő anyagok kutatása és alkalmazása

Az üvegházban lévő hagyományos hőszigetelő anyagok elsősorban a szalmaszőnyeg, a papír paplan, a tűs hőszigetelő paplan stb. - Legtöbbjüknek hibája van, hogy elveszíti a hőkigetelési teljesítményt a hosszú távú felhasználás utáni belső nedvesség miatt. Ezért az új, nagy hőszigetelő anyagok sok alkalmazása létezik, amelyek közül az új hőszigetelő paplan, hőtároló és hőtartó eszközök a kutatási fókusz.

Az új hőszigetelő anyagokat általában a felszíni vízálló és öregedés-rezisztens anyagok, például a szövött film és a bevonott filcek feldolgozása és összeállítása révén készítik, bolyhos hőszigetelő anyagokkal, például permetezéssel bevont pamut, egyéb kasmír és gyöngy pamut. Kína északkeleti részén egy szövött, spray-vel bevont pamut hőszigetelő paplanot teszteltek. Megállapítottuk, hogy az 500 g spray-bevonatú pamut hozzáadása egyenértékű volt a 4500 g fekete filc hőszigetelő paplan termikus szigetelési teljesítményével. Ugyanezen körülmények között a 700 g-os spray-bevonatú pamut termikus szigetelési teljesítményét 1 ~ 2 ℃-rel javítottuk, összehasonlítva az 500 g spray-bevonatú pamut hőszigetelő paplanjával. Ugyanakkor más tanulmányok azt is kimutatták, hogy a piacon használt hőszigetelő paplanokhoz képest a permetezésű pamut és a egyéb kasmír-hőszigetelő paplanok termikus szigetelési hatása jobb, a hőszigetelési sebesség 84,0% és 83,3. %illetőleg. Ha a leghidegebb kültéri hőmérséklet -24,4 ℃, a beltéri hőmérséklet elérheti az 5,4 és 4,2 ℃ -t. Az egyszalmos takaró szigetelő paplanjával összehasonlítva az új kompozit szigetelő paplannak a könnyű súly, a magas szigetelési sebesség, az erős vízálló és öregedési ellenállás előnyei vannak, és új típusú nagy hatékonyságú szigetelő anyagként használhatók a napenergia-üvegházak számára.

Ugyanakkor, az üvegházhatású hőgyűjtő és tárolóeszközök hőszigetelő anyagának kutatása szerint azt is kiderül, hogy ha a vastagság megegyezik, a többrétegű kompozit hőszigetelő anyagok jobb hőszigetelési teljesítményűek, mint az egyetlen anyag. Li Jianming professzor csapata a Northwest A&F Egyetemen 22 típusú hőkezelő anyagot tervezett és átvizsgált az üvegházhatású víztároló eszközökből, például vákuumlap, Airgel és Rubber Cotton, és megmérte azok termikus tulajdonságait. Az eredmények azt mutatták, hogy a 80 mm-es termikus szigetelő bevonat+Airgel+gumi-műanyag hőszigetelő pamutkompozit szigetelő anyag 0,367 mj-rel csökkentheti a hőeloszlását, összehasonlítva a 80 mm-es gumi-plasztikus pamuthoz képest, és hőátadási együtthatója 0,283W/(M2 (M2 M2 · K) Ha a szigetelési kombináció vastagsága 100 mm volt.

A fázisváltási anyag az üvegházhatású anyagok kutatásának egyik forró pontja. A Northwest A&F Egyetem kétféle fáziscsere -anyag -tárolóeszközt fejlesztett ki: az egyik egy fekete polietilénből készült tárolódoboz, amelynek mérete 50 cm × 30 cm × 14 cm (hossz × magasság × vastagság) hogy képes hőt tárolni és felszabadítani a hőt; Másodszor, kifejlesztenek egy új típusú fázisváltó faltáblát. A fáziscsere-háttérkép fázisváltó anyagból, alumíniumlemezből, alumínium-plasztikus lemezből és alumíniumötvözetből áll. A fázisváltó anyag a háttérkép legfontosabb helyzetében található, és specifikációja 200 mm × 200 mm × 50 mm. Ez egy poros szilárd anyag a fázisváltozás előtt és után, és nincs jelen az olvadás vagy az áramlás jelensége. A fázisváltó anyag négy fala az alumíniumlemez és az alumínium-műanyag lemez. Ez az eszköz felismeri a nap folyamán főként hőt tárolás funkcióit, és elsősorban éjszaka felszabadítja a hőt.

Ezért vannak bizonyos problémák az egy hőszigetelő anyag alkalmazásakor, például az alacsony hőszigetelés hatékonyságának, a nagy hőveszteségnek, a rövid hőtárolási időnek stb. A hőtároló eszköz lefedése hatékonyan javíthatja az üvegház hőszigetelési teljesítményét, csökkentheti az üvegház hőveszteségét, és így elérheti az energia megtakarításának hatását.

Új fal kutatása és alkalmazása

Egyfajta házszerkezetként a fal fontos akadály az üvegházhatást okozó hidegvédelem és a hőmegőrzés szempontjából. A fali anyagok és szerkezetek szerint az üvegház északi falának fejlődését három típusra lehet osztani: a talajból, téglából stb., És az agyagtéglákból készült rétegelt északi falból, blokk téglából, blokk téglából, polisztirol deszkák stb., Belső hőkezeléssel és külső hőszigeteléssel, és ezeknek a falaknak a többsége időigényes és munkaigényes; Ezért az utóbbi években sok új típusú falak jelentek meg, amelyek könnyen felépíthetők és alkalmasak a gyors összeszerelésre.

Az új típusú összeszerelt falak kialakulása elősegíti az összeszerelt üvegházak gyors fejlődését, ideértve az új típusú kompozit falakat, külső vízálló és öregedésgátló felületi anyagokkal, valamint olyan anyagokkal, mint a filc, a gyöngy pamut, a pamut, az üveg pamut vagy az újrahasznosított pamut, mint a hő, mint a hő Szigetelő rétegek, például rugalmas, összeszerelt falak permetezéssel kötött pamutból Xinjiangban. Ezenkívül más tanulmányok beszámoltak az összeszerelt üvegház északi faláról is hőtároló réteggel, például téglával töltött búzabéj-habarcsblokk Xinjiangban. Ugyanebben a külső környezetben, ha a legalacsonyabb kültéri hőmérséklet -20,8 ℃, akkor a búzakúp habarcsblokk kompozit falával rendelkező napenergia -hőmérséklet 7,5 ℃, míg a téglafal falával rendelkező napenergia hőmérséklete 3,2 ℃. A tégla üvegházban lévő paradicsom betakarítási ideje 16 nappal előrehaladható, és az egyetlen üvegház hozama 18,4%-kal növelhető.

A Northwest A&F Egyetem létesítménycsoportja előterjesztette a szalma, a talaj, a víz, a kő és a fáziscserélő anyagok készítésének tervezési gondolatát termikus szigetelő- és hőtárolási modulokká a fényszögből és az egyszerűsített fali kialakításból, amely elősegítette a moduláris összeszerelt modulált kutatás alkalmazását fal. Például, összehasonlítva a szokásos téglafal üvegházával, az üvegházban az átlagos hőmérséklet 4,0 ℃ magasabb egy tipikus napsütéses napon. Háromféle szervetlen fázisváltási cementmodul, amelyek fázisváltó anyagból (PCM) és cementből készülnek, 74,5, 88,0 és 95,1 MJ/m hőt halmoztak fel³, és elengedte az 59,8, 67,8 és 84,2 mj/m hőt³, illetve. Nappali „csúcsvágás” funkciói vannak, éjjel „völgyi töltelék”, nyáron elnyelve a hőt és télen felszabadítva a hőt.

Ezeket az új falakat a helyszínen összeállítják, rövid építési periódussal és hosszú élettartammal, amelyek feltételeket teremtenek a fény, az egyszerűsített és gyorsan összeállított előregyártott üvegházak felépítéséhez, és jelentősen elősegíthetik az üvegházak szerkezeti reformját. Vannak azonban bizonyos hibák az ilyen falon, például a permetezett pamut hőszigetelő paplanfal kiváló hőszigetelési teljesítményt nyújtanak, de nincs hőkapacitás, és a fázisváltozás építőanyagának problémája a magas felhasználási költségek. A jövőben meg kell erősíteni az összeszerelt fal alkalmazását.

Az új energia, az új anyagok és az új tervek segítenek az üvegházhatású szerkezet változásában.

Az új energia és új anyagok kutatása és innovációja alapot nyújt az üvegházhatást okozó tervezési innovációhoz. Az energiatakarékos napenergia-üvegház és az íves fészer a legnagyobb istálló szerkezetek Kína mezőgazdasági termelésében, és fontos szerepet játszanak a mezőgazdasági termelésben. Kína szociális gazdaságának fejlesztésével azonban a kétféle létesítményszerkezet hiányosságait egyre inkább bemutatják. Először is, a létesítményszerkezetek tere kicsi és a gépesítés mértéke alacsony; Másodszor, az energiatakarékos napenergia-üvegház jó hőszigeteléssel rendelkezik, de a földhasználat alacsony, ami egyenértékű az üvegházhatású energia földterületre történő cseréjével. A rendes íves fészernek nemcsak kicsi a helye, hanem rossz hőszigeteléssel is rendelkezik. Noha a multi-span üvegháznak nagy a helye, rossz hőszigeteléssel és nagy energiafogyasztással rendelkezik. Ezért elengedhetetlen a kínai jelenlegi társadalmi és gazdasági szintre alkalmas üvegházhatású struktúra kutatása és fejlesztése, valamint az új energia és új anyagok kutatása és fejlesztése elősegíti az üvegházhatású struktúra változását, és különféle innovatív üvegházhatású modelleket vagy struktúrákat állít elő.

Innovatív kutatás a nagy span aszimmetrikus vízvezérelt sörcsöves üvegházról

A nagy span aszimmetrikus, vízzel vezérelt sörcsöves üvegház (szabadalmi szám: ZL 201220391214.2) a napfény üvegházának elvén alapul, megváltoztatva a szokásos műanyag üvegház szimmetrikus szerkezetét, növelve a déli span-ot, növelve a déli tető világítási területét, csökkentve a csökkentést, csökkentve Az északi átfogó és csökkenti a hőeloszlás területét, 18 ~ 24 m és gerincmagasság 6 ~ 7 m. A tervezési innováció révén a térbeli struktúra jelentősen megnőtt. Ugyanakkor a télen az üvegházban lévő elégtelen hő problémáit és a közönséges hőszigetelő anyagok gyenge hőszigetelését oldják meg a biomassza sörfőző hő- és termikus szigetelőanyagok új technológiájának felhasználásával. A termelési és kutatási eredmények azt mutatják, hogy a nagy span aszimmetrikus, vízzel vezérelt sörcsöves üvegház, átlagos hőmérséklete 11,7 ℃, napsütéses napokon és 10,8 ℃ felhős napokon, kielégítheti a téli növénynövekedés igényét, és az építési költségeket kielégítheti Az üvegház 39,6% -kal csökken, és a földhasználati arány több mint 30% -kal növekszik a polisztirol téglafal üvegházához képest, amely alkalmas a további népszerűsítésre és a sárga alkalmazásra. Huaihe folyó medencéje Kína.

Összeállított napfény üvegház

Az összeszerelt napfény üvegház az oszlopokat és a tetővázat terhelőszerkezetként veszi fel, és fali anyagának elsősorban a hőszigetelő ház, a csapágy, valamint a passzív hőtárolás és a felszabadulás helyett. Elsősorban: (1) Új típusú összeszerelt fal képződik különféle anyagok, például bevont film vagy színes acéllemez, szalma blokk, rugalmas hőszigetelő paplan, habarcsblokk stb. Kombinálásával (2) Kompozit fali táblák, amelyeket előregyártott cementlapból készítenek. -polisztirol testület-kementuma; (3) Könnyű és egyszerű összeszerelési típusú hőszigetelő anyagok aktív hőkezelő és felszabadító rendszerrel, valamint párhuzamosító rendszerrel, például műanyag négyzet alakú vödör hőkezeléssel és csővezeték -hőkezeléssel. Különböző új hőszigetelő anyagok és hőtárolóanyagok használata a hagyományos földfal helyett a napenergia üvegházat építéséhez nagy hely és kis építőmérnök. A kísérleti eredmények azt mutatják, hogy az üvegház hőmérséklete télen 4,5 ℃ magasabb, mint a hagyományos téglafalú üvegház, és a hátsó fal vastagsága 166 mm. A 600 mm vastag téglafalú üvegházhoz képest a fal elfoglalt területe 72%-kal, a négyzetméterenkénti költség 334,5 jüan, amely 157,2 jüan alacsonyabb, mint a téglafalú üvegház, és az építési költségek költsége, és az építési költségek költsége jelentősen csökkent. Ezért az összeszerelt üvegháznak a kevésbé megművelt földpusztítás, a földmegtakarítás, a gyors építési sebesség és a hosszú élettartam előnyei vannak, és ez kulcsfontosságú iránya a napenergia -üvegházak innovációjának és fejlesztésének a jövőben és a jövőben.

Csúszó napfény üvegház

A Shenyang Mezőgazdasági Egyetem által kifejlesztett gördeszka-összeszerelt, energiatakarékos napenergia-üvegház a napenergia-üvegház hátsó falát használja, hogy vízkeringő fali hőkezelő rendszert képezzen a hő tárolására és a hőmérséklet emelésére, amely főként medencéből áll (32 méter³), egy fénygyűjtő lemez (360 m²), egy vízszivattyú, egy vízcső és egy vezérlő. A rugalmas hőszigetelő paplanot a tetején egy új, könnyű, kőzetgyapot színű acéllemez anyag váltja fel. A kutatás azt mutatja, hogy ez a kialakítás hatékonyan oldja meg a Gables blokkolásának problémáját, és növeli az üvegház fénybejáratát. Az üvegház megvilágítási szöge 41,5 °, amely közel 16 ° -kal magasabb, mint a kontroll üvegháznál, ezáltal javítva a világítási sebességet. A beltéri hőmérséklet -eloszlás egyenletes, és a növények szépen növekednek. Az üvegháznak előnyei vannak a földhasználat hatékonyságának javításának, az üvegházhatást okozó méretű rugalmas tervezésnek és az építési időszak lerövidítésének, amely nagy jelentőséggel bír a megművelt földforrások és a környezet védelme szempontjából.

Fotovoltaikus üvegház

A mezőgazdasági üvegház egy üvegház, amely integrálja a napenergia-fotovoltaikus energiatermelést, az intelligens hőmérséklet-szabályozást és a modern csúcstechnológiát. Acélcsont keretét alkalmazza, és napenergia -fotovoltaikus modulokkal borítja, hogy biztosítsa a fotovoltaikus energiatermelő modulok megvilágítási követelményeit és az egész üvegház megvilágítási követelményeit. A napenergia által generált közvetlen áram közvetlenül kiegészíti a mezőgazdasági üvegházak fényét, közvetlenül támogatja az üvegházhatású berendezések normál működését, meghajtja a vízkészletek öntözését, növeli az üvegházhatást okozó hőmérsékletet és elősegíti a növények gyors növekedését. A fotovoltaikus modulok ilyen módon befolyásolják az üvegházhatású tető világítási hatékonyságát, majd befolyásolják az üvegházhatású zöldségek normál növekedését. Ezért a fotovoltaikus panelek ésszerű elrendezése az üvegház tetőjén lesz a kulcsfontosságú alkalmazási pont. A mezőgazdasági üvegházhatást okozó üvegház a városnéző mezőgazdaság és a létesítmény kertészkedésének ökológiai kombinációjának eredménye, és egy innovatív mezőgazdasági ipar, amely integrálja a fotovoltaikus energiatermelést, a mezőgazdasági városnézést, a mezőgazdasági növényeket, a mezőgazdasági technológiát, a tájképet és a kulturális fejlődést.

Az üvegházhatású csoport innovatív tervezése, energiával való interakcióval a különféle típusú üvegházak között

Guo Wenzhong, a Pekingi Mezőgazdasági és Erdészeti Tudományos Akadémia kutatója az üvegházak közötti energiaátvitel fűtési módszerét használja a fennmaradó hőenergia összegyűjtésére egy vagy több üvegházban egy másik vagy több üvegház melegítésére. Ez a fűtési módszer felismeri az üvegházhatású energia átadását az időben és a térben, javítja a fennmaradó üvegházhatású hőenergia energiafelhasználási hatékonyságát, és csökkenti a teljes fűtési energiafogyasztást. Az üvegházak két típusa lehet különböző üvegházhatású vagy ugyanazok az üvegházhatású típusok, például a saláta és a paradicsom üvegházak ültetésére. A hőgyűjtési módszerek elsősorban magukban foglalják a beltéri levegő hő kinyerését és a beeső sugárzás közvetlenül elfogását. A napenergia-gyűjtés, a hőcserélő kényszerített konvekciója és a hőszivattyú kényszerített extrahálása révén a nagy energiájú üvegházban lévő többlet hőt extraháltak az üvegház fűtésére.

összefoglal

Ezeknek az új napenergia -üvegházaknak a gyors összeszerelés, a rövidített építési periódus és a jobb földhasználati arány előnyei vannak. Ezért tovább kell vizsgálni ezen új üvegházak teljesítményét a különböző területeken, és lehetőséget kell biztosítani az új üvegházak nagyszabású népszerűsítésére és alkalmazására. Ugyanakkor folyamatosan erősíteni kell az új energia és új anyagok alkalmazását az üvegházakban, hogy hatalmat biztosítson az üvegházak szerkezeti reformjához.

Jövőbeli kilátás és gondolkodás

A hagyományos üvegházaknak gyakran vannak hátrányai, mint például a magas energiafogyasztás, az alacsony földhasználati arány, az időigényes és a munkaerő-fogyasztás, a rossz teljesítmény stb. kiküszöbölve. Ezért fejlesztési tendencia az új energiaforrások, például a napenergia, a biomassza energia, a geotermikus energia és a szélenergia, az új üvegházhatású alkalmazások és az új minták felhasználása az üvegház szerkezeti változásának elősegítésére. Mindenekelőtt az új energia és az új anyagok által vezérelt új üvegháznak nemcsak a gépesített működés igényeinek kell kielégítenie, hanem energiát, földet és költségeket is megtakarítania. Másodszor, folyamatosan feltárni kell az új üvegházak teljesítményét a különböző területeken, úgy, hogy az üvegházak nagyszabású népszerűsítésének feltételei. A jövőben tovább kell keresnünk az üvegházhatású alkalmazásokhoz alkalmas új energia- és új anyagokat, és meg kell találnunk az új energia, az új anyagok és az üvegházhatást okozó új kombinációt, hogy lehetővé tegyük az olcsó, rövid építésű új üvegház felépítését. Időszak, alacsony energiafogyasztás és kiváló teljesítmény, elősegíti az üvegházhatású szerkezet változását és elősegíti az üvegházak modernizációs fejlődését Kínában.

Noha az új energia, az új anyagok és az új tervek alkalmazása az üvegházhatású építkezésben elkerülhetetlen tendencia, még mindig sok problémát kell tanulmányozni és legyőzni: (1) Az építési költségek növekednek. A szén, a földgáz vagy az olaj, a hagyományos fűtéshez képest az új energia és az új anyagok felhasználása környezetbarát és szennyezésmentes, de az építési költségek jelentősen megnövekednek, ami bizonyos hatással van a termelés és üzemeltetés befektetési helyreállítására. - Az energiafelhasználáshoz képest az új anyagok költségei jelentősen megnövekednek. (2) A hőenergia instabil felhasználása. Az új energiafelhasználás legnagyobb előnye az alacsony működési költségek és az alacsony szén -dioxid -kibocsátás, de az energia és a hőellátás instabil, és a felhős napok a napenergia felhasználásának legnagyobb korlátozó tényezőjévé válnak. A biomassza hőtermelésének fermentációja során ennek az energiának a hatékony felhasználását korlátozza az alacsony fermentációs hőenergia, a nehéz kezelés és a vezérlés problémái, valamint a nyersanyagok szállításának nagy tárolóhelye. (3) A technológiai érettség. Ezek az új energia és új anyagok által használt technológiák a fejlett kutatások és technológiai eredmények, és alkalmazási területük és hatókörük továbbra is meglehetősen korlátozott. Nem fogadták el sokszor, sok helyszínt és nagyszabású gyakorlati ellenőrzést, és elkerülhetetlenül vannak olyan hiányosságok és műszaki tartalom, amelyeket az alkalmazásban javítani kell. A felhasználók gyakran tagadják a technológia fejlődését a kisebb hiányosságok miatt. (4) A technológiai penetrációs arány alacsony. A tudományos és technológiai eredmények széles körű alkalmazása bizonyos népszerűséget igényel. Jelenleg az új energia, az új technológia és az új üvegházhatású tervezési technológia mind a tudományos kutatóközpontok csoportjában, bizonyos innovációs képességgel rendelkező egyetemekben, és a legtöbb műszaki igényt vagy tervezőt még mindig nem tudják; Ugyanakkor az új technológiák népszerűsítése és alkalmazása továbbra is meglehetősen korlátozott, mivel az új technológiák alapvető berendezései szabadalmaztattak. (5) Az új energia, az új anyagok és az üvegházhatású szerkezetek tervezésének integrálását tovább kell erősíteni. Mivel az energia, az anyagok és az üvegházhatású szerkezetek kialakítása három különféle tudományághoz tartozik, az üvegházhatású tervezési tapasztalatokkal rendelkező tehetségek gyakran hiányzik az üvegházhoz kapcsolódó energia és anyagok kutatásában, és fordítva; Ezért az energia- és anyagkutatással kapcsolatos kutatóknak erősíteniük kell az üvegházhatású ipar fejlődésének tényleges igényeinek vizsgálatát és megértését, és a szerkezeti tervezőknek új anyagokat és új energiát kell tanulmányozniuk a három kapcsolat mély integrációjának előmozdítása érdekében, hogy elérjék A gyakorlati üvegházhatású kutatási technológia, az alacsony építési költségek és a jó felhasználás hatása. A fenti problémák alapján azt javasoljuk, hogy az állam, az önkormányzatok és a tudományos kutatóközpontok fokozzák a műszaki kutatásokat, mélyen elvégezzék a közös kutatásokat, erősítsék meg a tudományos és technológiai eredmények nyilvánosságát, javítsák az eredmények népszerűsítését, és gyorsan felismerjék a Új energia és új anyagok célja az üvegházhatású ipar új fejlesztésének elősegítésére.

Idézett információk

Li Jianming, Sun Guotao, Li Haojie, Li Rui, Hu Yixin. Új energia, új anyagok és új formatervezés segíti az üvegház új forradalmát [J]. Zöldségek, 2022, (10): 1-8.