Технология тепличного садоводства в сельском хозяйстве 2022-12-02 17:30 опубликовано в Пекине

Создание солнечных теплиц в невозделываемых районах, таких как пустыня, Гоби и песчаные земли, эффективно разрешило противоречие между едой и овощами, конкурирующими за землю.Это один из решающих факторов окружающей среды для роста и развития температурных культур, который часто определяет успех или неудачу выращивания тепличных культур.Поэтому для разработки солнечных теплиц на невозделываемых территориях мы должны сначала решить проблему температуры окружающей среды теплиц.В данной статье обобщены методы регулирования температуры, применяемые в теплицах на необрабатываемой земле в последние годы, а также проанализированы и обобщены существующие проблемы и направления развития температурно-экологической защиты в солнечных теплицах на необрабатываемой земле.

Китай имеет большое население и менее доступные земельные ресурсы.Более 85% земельных ресурсов составляют необрабатываемые земельные ресурсы, которые в основном сосредоточены на северо-западе Китая.В документе ЦК №1 от 2022 года указывалось, что развитие мелкотоварного земледелия должно быть ускорено, и на основе защиты экологической среды должны быть изучены пригодные для использования пустующие земли и пустоши для развития мелкотоварного земледелия.Северо-Западный Китай богат пустынями, Гоби, пустырями и другими невозделываемыми земельными ресурсами, а также природными световыми и тепловыми ресурсами, которые подходят для развития мелкотоварного сельского хозяйства.Поэтому освоение и использование невозделываемых земельных ресурсов для создания теплиц на необрабатываемых землях имеет большое стратегическое значение для обеспечения продовольственной безопасности страны и смягчения конфликтов в сфере землепользования.

В настоящее время необрабатываемая солнечная теплица является основной формой высокоэффективного развития сельского хозяйства на необрабатываемых землях.На северо-западе Китая разница температур между днем ​​и ночью велика, а температура ночью зимой низкая, что часто приводит к тому, что минимальная температура в помещении ниже температуры, необходимой для нормального роста и развития урожай.Температура является одним из незаменимых факторов окружающей среды для роста и развития сельскохозяйственных культур.Слишком низкая температура затормозит физиологические и биохимические реакции сельскохозяйственных культур, замедлит их рост и развитие.Когда температура ниже предела, который могут выдержать сельскохозяйственные культуры, это может привести даже к обморожению.Поэтому особенно важно обеспечить температуру, необходимую для нормального роста и развития сельскохозяйственных культур.Чтобы поддерживать надлежащую температуру в солнечной теплице, это не единственная мера, которую можно решить.Это должно быть гарантировано с точки зрения проектирования теплиц, строительства, выбора материалов, регулирования и повседневного управления.Таким образом, в этой статье будут обобщены состояние исследований и прогресс в области контроля температуры в некультивируемых теплицах в Китае за последние годы с точки зрения проектирования и строительства теплиц, мер по сохранению тепла и согреванию, а также управления окружающей средой, чтобы обеспечить систематический справочник по рациональное проектирование и управление некультивируемыми теплицами.

Конструкция и материалы теплицы

Тепловая среда теплицы в основном зависит от способности теплицы передавать, улавливать и накапливать солнечное излучение, что связано с разумной конструкцией ориентации теплицы, формой и материалом светопропускающей поверхности, конструкцией и материалом стен и задней крыши, изоляция фундамента, размер теплицы, режим ночной изоляции и материал передней крыши и т. д., а также относится к тому, может ли процесс строительства и строительства теплицы обеспечить эффективную реализацию проектных требований.

Светопропускная способность передней крыши

Основная энергия в теплице поступает от солнца.Увеличение светопропускной способности передней крыши выгодно для теплицы для получения большего количества тепла, а также является важной основой для обеспечения температурного режима теплицы зимой.В настоящее время существует три основных метода увеличения светопропускной способности и времени приема света передней крышей теплицы.

01 проектирование разумной ориентации и азимута теплицы

Ориентация теплицы влияет на эффективность освещения теплицы и теплоемкость теплицы.Поэтому, чтобы получить больше тепла в теплицах, необрабатываемые теплицы на северо-западе Китая ориентированы на юг.Для конкретного азимута теплицы при выборе с юга на восток выгодно «хватать солнце», а утром температура в помещении быстро повышается;Когда выбрано направление с юга на запад, для теплицы выгодно использовать дневной свет.Южное направление представляет собой компромисс между двумя вышеуказанными ситуациями.Согласно знаниям геофизики, Земля совершает оборот на 360° за сутки, а азимут Солнца перемещается примерно на 1° каждые 4 минуты.Следовательно, каждый раз, когда азимут теплицы отличается на 1°, время попадания прямых солнечных лучей будет отличаться примерно на 4 минуты, то есть азимут теплицы влияет на время, когда теплица видит свет утром и вечером.

Когда утренний и дневной световые часы равны, а восток или запад находятся под одним углом, теплица будет получать одинаковые световые часы.Однако для района к северу от 37° северной широты температура утром низкая, а время раскрытия лоскутного одеяла позднее, а температура днем ​​и вечером относительно высока, поэтому целесообразно отложить время подъема. закрытие теплоизоляционного слоя.Поэтому эти районы следует выбирать с юга на запад и в полной мере использовать дневной свет.Для районов с 30°~35° северной широты из-за лучшей освещенности в утренние часы время сохранения тепла и открытия укрытия также может быть увеличено.Следовательно, эти районы должны выбирать направление с юга на восток, чтобы стремиться к большему утреннему солнечному излучению для теплицы.Однако в районе 35°~37° северной широты разница в солнечном излучении утром и днем ​​незначительна, поэтому лучше выбирать строго южное направление.Будь то юго-восток или юго-запад, угол отклонения обычно составляет 5° ~ 8°, а максимальный угол не должен превышать 10°.Северо-запад Китая находится в диапазоне от 37° до 50° северной широты, поэтому азимутальный угол теплицы обычно направлен с юга на запад.Ввиду этого солнечная теплица, спроектированная Чжаном Цзинше и др. в районе Тайюань, выбрала ориентацию 5° к западу от юга, солнечная теплица, построенная Чанг Мэймэй и др. в районе Гоби коридора Хэси, приняла ориентацию от 5 ° до 10 ° к западу от юга, а солнечная теплица, построенная Ма Чжигуи и др. В северном Синьцзяне, приняла ориентацию 8 ° к западу от юга.

02 Спроектируйте разумную форму передней крыши и угол наклона

Форма и наклон передней крыши определяют угол падения солнечных лучей.Чем меньше угол падения, тем больше коэффициент пропускания.Сунь Джурен считает, что форма передней крыши в основном определяется соотношением длины основной поверхности освещения и заднего ската.Длинный передний скат и короткий задний скат благоприятствуют освещению и сохранению тепла передней крыши.Чен Вей-Цянь и другие считают, что основное освещение крыши солнечной теплицы, используемой в районе Гоби, имеет дугу окружности с радиусом 4,5 м, которая может эффективно противостоять холоду.Чжан Цзинше и др. считают, что более целесообразно использовать полукруглую арку на передней крыше теплицы в альпийских и высоких широтах.Что касается угла наклона передней крыши, согласно характеристикам светопропускания пластиковой пленки, когда угол падения составляет 0 ~ 40°, отражательная способность передней крыши к солнечному свету мала, а когда она превышает 40°, отражательная способность значительно возрастает.Поэтому 40° принимается за максимальный угол падения для расчета угла наклона передней крыши, чтобы даже в период зимнего солнцестояния солнечная радиация могла максимально проникать в теплицу.Поэтому при проектировании солнечной теплицы, подходящей для невозделываемых территорий в Ухае, Внутренней Монголии, Хе Бин и др. рассчитали угол наклона передней крыши с углом падения 40° и считали, что пока он больше 30 °, он может удовлетворить требования к освещению теплиц и сохранению тепла.Чжан Цайхун и другие считают, что при строительстве теплиц в невозделываемых районах Синьцзяна угол наклона передней крыши теплиц в южном Синьцзяне составляет 31°, а в северном Синьцзяне - 32°~33,5°.

03 Выберите подходящие прозрачные материалы покрытия.

В дополнение к влиянию внешних условий солнечного излучения, материал и характеристики светопропускания тепличной пленки также являются важными факторами, влияющими на световую и тепловую среду теплицы.В настоящее время светопропускание пластиковых пленок, таких как PE, PVC, EVA и PO, различается из-за различных материалов и толщины пленки.Вообще говоря, светопропускание пленок, которые использовались в течение 1-3 лет, может быть гарантированно выше 88% в целом, что должно быть выбрано в соответствии с потребностью культур в свете и температуре.Кроме того, в дополнение к светопропусканию в теплице, распределение световой среды в теплице также является фактором, на который люди обращают все больше внимания.Поэтому в последние годы светопропускающий материал покрытия с улучшенным светорассеянием получил широкое признание в отрасли, особенно в районах с сильным солнечным излучением на северо-западе Китая.Применение пленки с улучшенным светорассеянием уменьшило эффект затенения верхней и нижней части кроны растений, увеличило освещенность в средней и нижней частях кроны растений, улучшило фотосинтетические характеристики всей культуры и показало хороший эффект стимулирования. роста и увеличения производства.

Разумный дизайн размера теплицы

Длина теплицы слишком длинная или слишком короткая, что повлияет на контроль температуры в помещении.Когда длина теплицы слишком мала, перед восходом и заходом солнца площадь, затененная восточным и западным фронтонами, велика, что не способствует нагреву теплицы, а из-за ее небольшого объема это повлияет на внутреннюю почву и стену. поглощение и выделение тепла.Когда длина слишком велика, трудно контролировать температуру в помещении, и это повлияет на прочность конструкции теплицы и конфигурацию механизма скручивания стеганого одеяла для сохранения тепла.Высота и пролет теплицы напрямую влияют на дневное освещение передней крыши, размер тепличного пространства и коэффициент изоляции.Когда пролет и длина теплицы фиксированы, увеличение высоты теплицы может увеличить угол освещения передней крыши с точки зрения световой среды, что способствует пропусканию света;С точки зрения тепловой среды высота стенки увеличивается, а площадь аккумулирования тепла задней стенки увеличивается, что благоприятно сказывается на аккумулировании и выделении тепла задней стенкой.Кроме того, пространство большое, коэффициент теплоемкости также велик, а тепловая среда теплицы более стабильна.Конечно, увеличение высоты теплицы увеличит стоимость теплицы, что требует всестороннего рассмотрения.Поэтому при проектировании теплицы мы должны выбрать разумную длину, пролет и высоту в соответствии с местными условиями.Например, Чжан Цайхун и другие считают, что в северном Синьцзяне длина теплицы составляет 50~80 м, пролет 7 м и высота теплицы 3,9 м, в то время как в южном Синьцзяне длина теплицы составляет 50~80 м, пролет 8 м, высота теплицы 3,6~4,0 м;Также считается, что пролет теплицы должен быть не менее 7 м, а при пролете 8 м эффект сохранения тепла будет наилучшим.Кроме того, Чен Вэйцянь и другие считают, что длина, размах и высота солнечной теплицы должны быть 80 м, 8~10 м и 3,8~4,2 м соответственно, когда она будет построена в районе Гоби Цзюцюань, Ганьсу.

Улучшение теплоаккумулирующих и изоляционных свойств стены.

В дневное время стена аккумулирует тепло, поглощая солнечное излучение и часть тепла воздуха в помещении.Ночью, когда температура в помещении ниже температуры стены, стена будет пассивно выделять тепло для обогрева теплицы.Являясь основным теплоаккумулирующим элементом теплицы, стена может значительно улучшить ночную температуру в помещении за счет улучшения ее теплоаккумулирующей способности.В то же время теплоизоляционная функция стены является основой стабильности тепловой среды теплицы.В настоящее время существует несколько способов улучшения теплоаккумулирующих и изоляционных свойств стен.

01 дизайн разумной конструкции стены

Функция стены в основном заключается в хранении и сохранении тепла, и в то же время большинство стен теплицы также служат несущими элементами для поддержки фермы крыши.С точки зрения создания хорошей тепловой среды разумная конструкция стены должна иметь достаточную способность аккумулировать тепло на внутренней стороне и достаточную способность сохранения тепла на внешней стороне, уменьшая при этом ненужные мостики холода.В ходе исследования аккумулирования тепла и изоляции стен Бао Энцай и другие разработали пассивную аккумулирующую тепло стену из затвердевшего песка в районе пустыни Ухай, Внутренняя Монголия.В качестве теплоизоляционного слоя снаружи использовался пористый кирпич, а внутри - затвердевший песок в качестве теплоаккумулирующего слоя.Тест показал, что в солнечные дни температура в помещении может достигать 13,7 ℃.Ма Юэхун и др. спроектировали композитную стену из блоков из пшеничной скорлупы в северном Синьцзяне, в которой негашеная известь засыпана в блоки из раствора в качестве теплоаккумулирующего слоя, а мешки со шлаком уложены на открытом воздухе в качестве изоляционного слоя.Стена из пустотелых блоков, спроектированная Чжао Пэном и др. в районе Гоби провинции Ганьсу, использует бензольные плиты толщиной 100 мм в качестве изоляционного слоя снаружи и песок и кирпич из пустотелых блоков в качестве теплоаккумулирующего слоя внутри.Испытания показывают, что средняя температура зимой выше 10 ℃ ночью, а Chai Regeneration и другие компании также используют песок и гравий в качестве изоляционного слоя и теплоаккумулирующего слоя стены в районе Гоби провинции Ганьсу.Что касается уменьшения мостиков холода, Yan Junyue и др. разработали легкую и упрощенную сборную заднюю стенку, которая не только улучшила тепловое сопротивление стены, но и улучшила герметизирующие свойства стены за счет наклеивания полистироловой плиты на внешнюю сторону задней стенки. стена;Ву Летянь и др. установили железобетонную кольцевую балку над фундаментом стены теплицы и использовали трапециевидную штамповку из кирпича сразу над кольцевой балкой для поддержки задней крыши, что решило проблему, связанную с тем, что в теплицах в Хотяне легко возникают трещины и оседание фундамента. Синьцзян, что влияет на теплоизоляцию теплиц.

02 Выберите подходящие теплоаккумулирующие и изоляционные материалы.

Теплоаккумулирующий и изоляционный эффект стены зависит в первую очередь от выбора материалов.В северо-западной пустыне, Гоби, песчаных землях и других районах, в зависимости от условий местности, исследователи взяли местные материалы и предприняли смелые попытки спроектировать множество различных видов задних стен солнечных теплиц.Например, когда Чжан Госен и другие строили теплицы на полях из песка и гравия в Ганьсу, песок и гравий использовались в качестве теплоаккумулирующих и изоляционных слоев стен;В соответствии с характеристиками Гоби и пустыни на северо-западе Китая, Чжао Пэн спроектировал своего рода стену из полых блоков из песчаника и пустотелых блоков в качестве материалов.Тест показывает, что средняя ночная температура в помещении выше 10 ℃.Ввиду нехватки строительных материалов, таких как кирпичи и глина, в районе Гоби на северо-западе Китая, Чжоу Чанцзи и другие обнаружили, что местные теплицы обычно используют гальку в качестве материала для стен при исследовании солнечных теплиц в районе Гоби, Кизилсу Киргиз, Синьцзян.Учитывая тепловые характеристики и механическую прочность гальки, теплица, построенная из гальки, имеет хорошие характеристики с точки зрения сохранения тепла, хранения тепла и несущей способности.Точно так же Zhang Yong и другие также используют гальку в качестве основного материала стены и разработали независимую заднюю стенку из гальки для хранения тепла в Шаньси и других местах.Тест показывает, что эффект накопления тепла хороший.Чжан и др. разработали своего рода стену из песчаника в соответствии с характеристиками северо-западной части Гоби, которая может повысить температуру в помещении на 2,5 ℃.Кроме того, Ма Юэхун и другие испытали способность аккумулирования тепла заполненной блоками песчаной стены, блочной стены и кирпичной стены в Хотяне, Синьцзян.Результаты показали, что песчаная стена, заполненная блоками, обладает наибольшей теплоемкостью.Кроме того, чтобы улучшить характеристики аккумулирования тепла стен, исследователи активно разрабатывают новые материалы и технологии аккумулирования тепла.Например, Bao Encai предложил материал отвердителя с фазовым переходом, который можно использовать для улучшения способности аккумулировать тепло задней стенки солнечной теплицы в северо-западных невозделываемых районах.При исследовании местных материалов в качестве стеновых материалов также используются стог сена, шлак, бензольный картон и солома, но эти материалы обычно выполняют только функцию сохранения тепла и не обладают способностью аккумулировать тепло.Вообще говоря, стены, заполненные гравием и блоками, обладают хорошей теплоаккумулирующей и изоляционной способностью.

03 Соответствующим образом увеличьте толщину стенки

Обычно тепловое сопротивление является важным показателем для измерения теплоизоляционных характеристик стены, а фактором, влияющим на тепловое сопротивление, помимо теплопроводности материала, является толщина слоя материала.Таким образом, на основе выбора соответствующих теплоизоляционных материалов соответствующее увеличение толщины стены может увеличить общее тепловое сопротивление стены и уменьшить потери тепла через стену, тем самым увеличив теплоизоляционную и теплоемкость стены и вся теплица.Например, в Ганьсу и других районах средняя толщина стены из мешков с песком в городе Чжанъе составляет 2,6 м, а толщина стены из строительного раствора в городе Цзюцюань — 3,7 м.Чем толще стена, тем больше ее теплоизоляция и теплоаккумулирующая способность.Однако слишком толстые стены увеличат занимаемую площадь и стоимость строительства теплицы.Следовательно, с точки зрения повышения теплоизоляционной способности, мы также должны отдавать приоритет выбору материалов с высокой теплоизоляцией и низкой теплопроводностью, таких как полистирол, полиуретан и другие материалы, а затем соответствующим образом увеличивать толщину.

Разумная конструкция задней крыши

При проектировании задней крыши основное внимание уделяется предотвращению затенения и улучшению теплоизоляционных свойств.Чтобы уменьшить влияние затенения на заднюю крышу, установка угла ее наклона в основном основана на том факте, что на заднюю крышу могут попадать прямые солнечные лучи в дневное время, когда производится посев и выращивание сельскохозяйственных культур.Поэтому угол возвышения задней крыши обычно выбирается таким, чтобы он был лучше, чем местный угол высоты солнца в период зимнего солнцестояния, равный 7°~8°.Например, Чжан Цайхун и другие считают, что при строительстве солнечных теплиц в Гоби и на солончако-щелочных землях в Синьцзяне проектируемая длина задней крыши составляет 1,6 м, поэтому угол наклона задней крыши составляет 40° в южном Синьцзяне и 45° на севере Синьцзяна.Чен Вей-Цянь и другие считают, что задняя крыша солнечной теплицы в районе Цзюцюань Гоби должна быть наклонена под углом 40°.Для теплоизоляции задней крыши теплоизоляционная способность должна быть обеспечена, главным образом, при выборе теплоизоляционных материалов, расчете необходимой толщины и разумном соединении теплоизоляционных материалов внахлестку во время строительства.

Уменьшить потери тепла почвой

Зимой ночью, поскольку температура почвы внутри помещения выше, чем температура почвы снаружи, тепло почвы внутри помещения будет передаваться на улицу за счет теплопроводности, вызывая потерю тепла в теплице.Существует несколько способов уменьшить потери тепла почвой.

01 изоляция грунта

Земля правильно оседает, избегая мерзлого слоя почвы и используя почву для сохранения тепла.Например, солнечная теплица «1448 из трех материалов и одного тела», разработанная Chai Regeneration, и другие невозделываемые земли в коридоре Хэкси были построены путем выкапывания на 1 метр, эффективно избегая слоя промерзшей почвы;В связи с тем, что глубина мерзлого грунта в районе Турфана составляет 0,8 м, Ван Хуамин и другие предложили выкопать 0,8 м для улучшения теплоизоляционных свойств теплицы.Когда Чжан Госен и др. построили заднюю стенку двухарочной двухпленочной копательной солнечной теплицы на непахотной земле, глубина копания составила 1 метр.Эксперимент показал, что самая низкая температура ночью была увеличена на 2~3℃ по сравнению с традиционной солнечной теплицей второго поколения.

02 защита от холода фундамента

Основной метод заключается в рытье холодостойкой канавы вдоль фундаментной части передней крыши, заполнении теплоизоляционными материалами или непрерывном закапывании теплоизоляционных материалов под землю вдоль части стены фундамента, все из которых направлены на уменьшение потерь тепла, вызванных теплообмен через грунт в граничной части теплицы.Используемые теплоизоляционные материалы в основном основаны на местных условиях на северо-западе Китая и могут быть получены на месте, например, сено, шлак, минеральная вата, полистирольные плиты, кукурузная солома, конский навоз, опавшие листья, сломанная трава, опилки, сорняки, солома и др.

03 мульчирующая пленка

Покрывая пластиковую пленку, солнечный свет может достигать почвы через пластиковую пленку в течение дня, и почва поглощает солнечное тепло и нагревается.Кроме того, пластиковая пленка может блокировать длинноволновое излучение, отраженное почвой, тем самым снижая потери почвы на излучение и увеличивая накопление тепла в почве.Ночью пластиковая пленка может препятствовать конвективному теплообмену между почвой и воздухом в помещении, тем самым уменьшая потери тепла почвой.В то же время пластиковая пленка также может уменьшить потери скрытого тепла, вызванные испарением воды из почвы.Вэй Вэньсян накрыл теплицу пластиковой пленкой на плато Цинхай, и эксперимент показал, что температура земли может быть повышена примерно на 1℃.

Усилить теплоизоляционные характеристики передней крыши

Передняя крыша теплицы является основной поверхностью рассеивания тепла, а потери тепла составляют более 75% от общих потерь тепла в теплице.Следовательно, усиление теплоизоляционных свойств передней крыши теплицы может эффективно снизить потери через переднюю крышу и улучшить температурный режим теплицы зимой.В настоящее время существует три основных мероприятия по повышению теплоизоляционной способности передней кровли.

01 Применяется многослойное прозрачное покрытие.

Конструктивно использование двухслойной или трехслойной пленки в качестве светопропускающей поверхности теплицы может эффективно улучшить теплоизоляционные характеристики теплицы.Например, Чжан Госен и другие спроектировали двухарочную солнечную теплицу копательного типа с двойной пленкой в ​​районе Гоби города Цзюцюань.Снаружи передняя крыша теплицы изготовлена ​​из пленки EVA, а внутренняя часть теплицы изготовлена ​​из антивозрастной пленки ПВХ без капель.Эксперименты показывают, что по сравнению с традиционной солнечной теплицей второго поколения теплоизоляционный эффект является выдающимся, а самая низкая температура ночью повышается в среднем на 2–3 ℃.Точно так же Zhang Jingshe и др. также разработали солнечную теплицу с двойным пленочным покрытием для климатических характеристик высоких широт и суровых холодных районов, что значительно улучшило теплоизоляцию теплицы.По сравнению с контрольной теплицей, ночная температура увеличилась на 3℃.Кроме того, Ву Летиан и другие пытались использовать три слоя пленки EVA толщиной 0,1 мм на передней крыше солнечной теплицы, спроектированной в районе пустыни Хэтянь в Синьцзяне.Многослойная пленка может эффективно уменьшить теплопотери передней крыши, но поскольку коэффициент пропускания света однослойной пленки составляет примерно 90%, многослойная пленка, естественно, приведет к снижению коэффициента пропускания света.Поэтому при выборе многослойного светопропускного покрытия необходимо учитывать условия освещения и требования к освещению теплиц.

02 Усилить ночную изоляцию передней крыши

Полиэтиленовая пленка используется на передней крыше для увеличения светопропускания днем, а ночью она становится самым слабым местом во всей теплице.Следовательно, покрытие внешней поверхности передней крыши толстым композитным теплоизоляционным покрывалом является необходимой теплоизоляционной мерой для солнечных теплиц.Например, в альпийском регионе Цинхай Лю Яньцзе и другие использовали соломенные шторы и крафт-бумагу в качестве теплоизоляционных одеял для экспериментов.Результаты испытаний показали, что самая низкая температура в помещении в теплице ночью может достигать 7,7 ℃.Кроме того, Wei Wenxiang считает, что потери тепла в теплице можно уменьшить более чем на 90%, используя двойные травяные занавески или крафт-бумагу снаружи травяных занавесей для теплоизоляции в этой области.Кроме того, Zou Ping и др. использовали теплоизоляционное одеяло из войлока из переработанного волокна в солнечной теплице в районе Гоби в Синьцзяне, а Chang Meimei и др. использовали теплоизоляционное сэндвич-хлопчатобумажное теплоизоляционное одеяло в солнечной теплице в районе Гоби. Коридор Хэкси.В настоящее время существует много видов теплоизоляционных стеганых одеял, используемых в солнечных теплицах, но большинство из них изготовлены из игольчатого войлока, хлопка с напылением клея, жемчужного хлопка и т. д., с водонепроницаемыми или антивозрастными поверхностными слоями с обеих сторон.В соответствии с механизмом теплоизоляции теплоизоляционного одеяла, чтобы улучшить его теплоизоляционные характеристики, мы должны начать с улучшения его теплового сопротивления и снижения коэффициента теплопередачи, а основные меры заключаются в снижении теплопроводности материалов, увеличении толщины слоев материала или увеличить количество слоев материала и т. д. Поэтому в настоящее время основной материал теплоизоляционного одеяла с высокими теплоизоляционными характеристиками часто изготавливается из многослойных композитных материалов.Согласно испытаниям, коэффициент теплопередачи теплоизоляционного одеяла с высокими показателями теплоизоляции в настоящее время может достигать 0,5 Вт/(м2℃), что обеспечивает лучшую гарантию теплоизоляции теплиц в холодных районах зимой.Конечно, на северо-западе ветрено и пыльно, а ультрафиолетовое излучение сильное, поэтому поверхностный слой теплоизоляции должен иметь хорошие антивозрастные характеристики.

03 Добавьте внутреннюю теплоизоляционную завесу.

Несмотря на то, что передняя крыша солнечной теплицы ночью покрыта наружным теплоизоляционным одеялом, что касается других конструкций всей теплицы, передняя крыша по-прежнему является слабым местом для всей теплицы в ночное время.Поэтому проектная группа «Конструкция и технология строительства теплицы в Северо-Западной непахотной земле» разработала простую внутреннюю теплоизоляционную рулонную систему (рис. 1), конструкция которой состоит из неподвижного внутреннего теплоизоляционного полотна в передней части и подвижная внутренняя теплоизоляционная завеса в верхнем пространстве.Верхний подвижный теплоизоляционный занавес днем ​​открывается и складывается у задней стенки теплицы, что не влияет на освещение теплицы;Фиксированное теплоизоляционное одеяло в нижней части играет роль уплотнителя в ночное время.Конструкция внутренней изоляции аккуратна и проста в эксплуатации, а также может играть роль затенения и охлаждения летом.

Технология активного согревания.

Из-за низких температур зимой на северо-западе Китая, если мы полагаемся только на сохранение тепла и накопление тепла в теплицах, мы все равно не сможем удовлетворить потребности сельскохозяйственных культур в условиях зимовки в холодную погоду, поэтому также принимаются некоторые активные меры по утеплению. обеспокоенный.

Система накопления солнечной энергии и тепловыделения

Это важная причина, по которой стена несет функции сохранения тепла, накопления тепла и несущей нагрузки, что приводит к высокой стоимости строительства и низкому коэффициенту использования земли для солнечных теплиц.Поэтому упрощение и сборка солнечных теплиц обязательно станет важным направлением развития в будущем.Среди них упрощение функции стены заключается в освобождении функции накопления и отдачи тепла стены, так что задняя стена несет только функцию сохранения тепла, что является эффективным способом упростить разработку.Например, система активного накопления и выделения тепла Fang Hui (рис. 2) широко используется в необрабатываемых районах, таких как Ганьсу, Нинся и Синьцзян.Его теплосборное устройство висит на северной стене.В течение дня тепло, собранное устройством сбора тепла, сохраняется в теплоаккумуляторе за счет циркуляции теплоносителя, а ночью тепло выделяется и нагревается за счет циркуляции теплоносителя, таким образом реализуя теплообмен во времени и пространстве.Эксперименты показывают, что с помощью этого устройства минимальную температуру в теплице можно поднять на 3~5℃.Wang Zhiwei и др. предложили систему водяного обогрева для солнечной теплицы в южной части пустыни Синьцзян, которая может повысить температуру теплицы на 2,1 ℃ ночью.

Кроме того, Bao Encai и др. разработали систему циркуляции активного аккумулирования тепла для северной стены.В дневное время, благодаря циркуляции осевых вентиляторов, горячий воздух помещения проходит через теплообменный канал, встроенный в северную стену, а теплообменный канал обменивается теплом с теплоаккумулирующим слоем внутри стены, что значительно улучшает теплоаккумулирующую способность помещения. стена.Кроме того, солнечная система хранения тепла с фазовым переходом, разработанная Янь Яньтао и др., аккумулирует тепло в материалах с фазовым переходом через солнечные коллекторы в дневное время, а затем рассеивает тепло в воздух в помещении за счет циркуляции воздуха ночью, что может увеличить средняя температура ночью на 2,0 ℃.Вышеуказанные технологии и оборудование по использованию солнечной энергии обладают характеристиками экономии, энергосбережения и низкого уровня выбросов углерода.После оптимизации и усовершенствования они должны иметь хорошие перспективы применения в районах с богатыми ресурсами солнечной энергии на северо-западе Китая.

Другие технологии вспомогательного отопления

01 отопление на биомассе

Подстилку, солому, коровий, овечий и птичий помет смешивают с биологическими бактериями и закапывают в почву в теплице.В процессе ферментации выделяется много тепла, и в процессе ферментации образуется много полезных штаммов, органических веществ и CO2.Полезные штаммы могут ингибировать и убивать различные микробы, а также уменьшать возникновение тепличных болезней и вредителей;Органика может стать удобрением для сельскохозяйственных культур;Образующийся CO2 может усилить фотосинтез сельскохозяйственных культур.Например, Вэй Вэньсян закапывал горячие органические удобрения, такие как конский, коровий и овечий навоз, в почву внутри помещения солнечной теплицы на плато Цинхай, что эффективно повышало температуру почвы.В солнечной теплице в районе пустыни Ганьсу Чжоу Чжилун использовал солому и органические удобрения для ферментации между посевами.Тест показал, что температуру в теплице можно увеличить на 2~3℃.

02 угольное отопление

Есть искусственная печь, энергосберегающий водонагреватель и отопление.Например, после исследования на плато Цинхай Вэй Вэньсян обнаружил, что искусственное печное отопление в основном использовалось на местном уровне.Этот метод нагрева имеет преимущества более быстрого нагрева и очевидного нагревательного эффекта.Однако в процессе сжигания угля будут образовываться вредные газы, такие как SO2, CO и H2S, поэтому необходимо качественно удалять вредные газы.

03 электрическое отопление

Используйте электрический нагревательный провод для обогрева передней крыши теплицы или используйте электрический нагреватель.Тепловой эффект замечательный, использование безопасно, в теплице не образуются загрязняющие вещества, а отопительным оборудованием легко управлять.Чэнь Вейцянь и другие считают, что проблема замерзания зимой в районе Цзюцюань препятствует развитию местного сельского хозяйства Гоби, и для обогрева теплицы можно использовать электрические нагревательные элементы.Однако из-за использования качественных электроэнергетических ресурсов энергопотребление высокое, а себестоимость высокая.Предлагается использовать его как временное средство аварийного обогрева в сильные морозы.

Меры по охране окружающей среды

В процессе производства и использования теплицы полное оборудование и нормальная эксплуатация не могут эффективно гарантировать, что ее тепловая среда соответствует проектным требованиям.На самом деле, использование и управление оборудованием часто играют ключевую роль в формировании и поддержании тепловой среды, наиболее важной из которых является ежедневное управление теплоизоляционным одеялом и вентиляцией.

Управление теплоизоляционным одеялом

Теплоизоляционное одеяло является ключом к ночной теплоизоляции передней крыши, поэтому чрезвычайно важно усовершенствовать его ежедневное управление и техническое обслуживание, особенно следует обратить внимание на следующие проблемы: ① Выберите подходящее время открытия и закрытия теплоизоляционного одеяла. .Время открывания и закрывания теплоизоляционного одеяла влияет не только на время освещения теплицы, но и на процесс обогрева в теплице.Открытие и закрытие теплоизоляционного одеяла слишком рано или слишком поздно не способствует накоплению тепла.Утром, если одеяло снять слишком рано, температура в помещении слишком сильно понизится из-за низкой наружной температуры и слабого освещения.Наоборот, если время раскрытия одеяла будет слишком поздним, время получения света в теплице будет сокращено, а время повышения температуры в помещении будет отложено.Во второй половине дня, если теплоизоляционное одеяло выключается слишком рано, время воздействия в помещении будет сокращено, а накопление тепла грунтом и стенами помещения будет уменьшено.Наоборот, если теплосбережение отключить слишком поздно, тепловыделение теплицы будет увеличено из-за низкой температуры наружного воздуха и слабого освещения.Поэтому, вообще говоря, когда теплоизоляционное одеяло включается утром, желательно, чтобы температура повышалась после падения на 1–2 ℃, а когда теплоизоляционное одеяло выключено, желательно, чтобы температура повышалась. после падения на 1~2℃.② Закрывая теплоизоляционное одеяло, обратите внимание на то, чтобы теплоизоляционное одеяло покрывало все передние крыши плотно, и вовремя отрегулируйте их, если есть зазор.③ После того, как теплоизоляционное одеяло будет полностью уложено, проверьте, была ли уплотнена нижняя часть, чтобы предотвратить рассеивание эффекта сохранения тепла ветром ночью.④ Своевременно проверяйте и обслуживайте теплоизоляционное одеяло, особенно если теплоизоляционное одеяло повреждено, своевременно ремонтируйте или заменяйте его.⑤ Своевременно обращайте внимание на погодные условия.Когда идет дождь или снег, вовремя накрывайте теплоизоляционное одеяло и вовремя удаляйте снег.

Управление вентиляционными отверстиями

Целью проветривания зимой является регулировка температуры воздуха во избежание чрезмерной температуры около полудня;Во-вторых, устранение влажности в помещении, снижение влажности воздуха в теплице и борьба с вредителями и болезнями;В-третьих, увеличить концентрацию CO2 в помещении и способствовать росту сельскохозяйственных культур.Однако вентиляция и сохранение тепла противоречивы.Если вентиляция не организована должным образом, это, вероятно, приведет к проблемам с низкой температурой.Следовательно, когда и как долго открывать вентиляционные отверстия, необходимо динамически регулировать в зависимости от условий окружающей среды в теплице в любое время.В северо-западных необрабатываемых районах управление вентиляцией теплиц в основном делится на два способа: ручное управление и простая механическая вентиляция.Тем не менее, время открытия и время вентиляции вентиляционных отверстий в основном основаны на субъективных суждениях людей, поэтому может случиться так, что вентиляционные отверстия будут открыты слишком рано или слишком поздно.Чтобы решить вышеуказанные проблемы, Yin Yilei и др. разработали интеллектуальное вентиляционное устройство на крыше, которое может определять время открытия и размер открытия и закрытия вентиляционных отверстий в соответствии с изменениями внутренней среды.По мере углубления исследований закона изменения окружающей среды и спроса на урожай, а также популяризации и прогресса технологий и оборудования, таких как восприятие окружающей среды, сбор информации, анализ и контроль, автоматизация управления вентиляцией в солнечных теплицах должна стать важное направление развития в будущем.

Другие меры управления

В процессе использования различных видов шлифовальных пленок их светопропускная способность будет постепенно ослабевать, а скорость ослабления связана не только с их собственными физическими свойствами, но также с окружающей средой и управлением во время использования.В процессе эксплуатации наиболее важным фактором, приводящим к снижению показателей светопропускания, является загрязнение поверхности пленки.Поэтому крайне важно проводить регулярную уборку и уборку, когда позволяют условия.Кроме того, следует регулярно проверять ограждающую конструкцию теплицы.При наличии протечки в стене и передней кровле ее следует своевременно устранить, чтобы избежать воздействия на теплицу проникновения холодного воздуха.

Существующие проблемы и направление развития

Исследователи в течение многих лет исследовали и изучали технологии сохранения и хранения тепла, технологии управления и методы обогрева теплиц на северо-западных невозделываемых территориях, которые в основном осуществили перезимовку овощей, значительно улучшили способность теплиц противостоять низкотемпературному охлаждению. , и в основном реализовывали перезимовку овощей.Он внес исторический вклад в смягчение противоречия между едой и овощами, конкурирующими за землю в Китае.Однако в технологии гарантированной температуры на северо-западе Китая все еще существуют следующие проблемы.

Типы теплиц для модернизации

В настоящее время типы теплиц по-прежнему широко распространены, построенные в конце 20-го и начале этого века, с простой конструкцией, неразумной конструкцией, плохой способностью поддерживать тепловую среду теплицы и противостоять стихийным бедствиям, а также отсутствием стандартизации.Поэтому в конструкции будущей теплицы форма и наклон передней крыши, азимутальный угол теплицы, высота задней стенки, глубина заглубления теплицы и т. д. должны быть стандартизированы путем полного сочетания местной географической широты. и климатические характеристики.В то же время в теплице можно по возможности высаживать только одну культуру, чтобы можно было выполнить стандартизированное согласование теплиц в соответствии с требованиями к свету и температуре высаживаемых культур.

Масштабы теплицы относительно невелики.

Если масштаб теплицы слишком мал, это повлияет на стабильность тепловой среды теплицы и развитие механизации.С постепенным увеличением стоимости рабочей силы развитие механизации является важным направлением в будущем.Поэтому в будущем мы должны опираться на местный уровень развития, учитывать потребности развития механизации, рационально проектировать внутреннее пространство и планировку теплиц, ускорять исследования и разработки сельскохозяйственной техники, подходящей для местных условий, и повысить уровень механизации тепличного производства.В то же время, в соответствии с потребностями сельскохозяйственных культур и схемами выращивания, соответствующее оборудование должно соответствовать стандартам, и следует продвигать комплексные исследования и разработки, инновации и популяризацию вентиляции, снижения влажности, сохранения тепла и отопительного оборудования.

Толщина стен, таких как песок и пустотелые блоки, все еще велика.

Если стена слишком толстая, хотя изоляционный эффект хороший, это снизит коэффициент использования почвы, увеличит стоимость и сложность строительства.Поэтому в дальнейшем развитии, с одной стороны, толщина стенки может быть научно оптимизирована в соответствии с местными климатическими условиями;С другой стороны, мы должны продвигать легкую и упрощенную разработку задней стены, чтобы задняя стена теплицы сохраняла только функцию сохранения тепла, использовать солнечные коллекторы и другое оборудование для замены накопления тепла и выпуска стены. .Солнечные коллекторы обладают такими характеристиками, как высокая эффективность сбора тепла, высокая мощность сбора тепла, энергосбережение, низкое содержание углерода и т. д., и большинство из них могут осуществлять активное регулирование и контроль, а также могут осуществлять целенаправленный экзотермический нагрев в соответствии с экологическими требованиями теплицы. ночью, с более высокой эффективностью использования тепла.

Необходимо разработать специальное теплоизоляционное одеяло.

Передняя крыша является основным источником рассеивания тепла в теплице, а теплоизоляционные характеристики теплоизоляционного одеяла напрямую влияют на тепловую среду в помещении.В настоящее время температура окружающей среды в теплицах в некоторых районах не очень хорошая, отчасти из-за того, что теплоизоляционное одеяло слишком тонкое, а теплоизоляционные характеристики материалов недостаточны.В то же время теплоизоляционное одеяло все еще имеет некоторые проблемы, такие как плохая водонепроницаемость и способность кататься на лыжах, легкое старение поверхности и материалов сердцевины и т. д. Поэтому в будущем соответствующие теплоизоляционные материалы должны быть научно подобраны в соответствии с местными требованиями. климатические характеристики и требования, а также специальные теплоизоляционные стеганые изделия, подходящие для местного использования и популяризации, должны быть разработаны и разработаны.

КОНЕЦ

Приведенная информация

Ло Ганьлян, Ченг Цзеюй, Ван Пинчжи и др. Исследовательский статус технологии гарантии температуры окружающей среды солнечной теплицы на северо-западе невозделываемых земель [J].Технология сельскохозяйственного машиностроения, 2022,42(28):12-20.