Li Jianming, Sun Guotao, ens.Kweekhuis tuinbou landbou-ingenieurswese tegnologie2022-11-21 17:42 Gepubliseer in Beijing

In onlangse jare is die kweekhuisbedryf sterk ontwikkel.Die ontwikkeling van kweekhuise verbeter nie net die grondbenuttingskoers en die uitsettempo van landbouprodukte nie, maar los ook die aanbodprobleem van vrugte en groente in buiteseisoen op.Die kweekhuis het egter ook ongekende uitdagings teëgekom.Die oorspronklike fasiliteite, verhittingsmetodes en strukturele vorms het weerstand teen die omgewing en ontwikkeling opgelewer.Nuwe materiale en nuwe ontwerpe is dringend nodig om die kweekhuisstruktuur te verander, en nuwe energiebronne is dringend nodig om die doeleindes van energiebesparing en omgewingsbeskerming te bereik, en produksie en inkomste te verhoog.

Hierdie artikel bespreek die tema van "nuwe energie, nuwe materiale, nuwe ontwerp om die nuwe revolusie van kweekhuis te help", insluitend die navorsing en innovasie van sonenergie, biomassa-energie, geotermiese energie en ander nuwe energiebronne in kweekhuise, die navorsing en toepassing van nuwe materiale vir bedekking, termiese isolasie, mure en ander toerusting, en die toekomsvooruitsig en denke aan nuwe energie, nuwe materiale en nuwe ontwerp om die kweekhuishervorming te help, om sodoende verwysing vir die industrie te bied.

Die ontwikkeling van fasiliteitslandbou is die politieke vereiste en onvermydelike keuse om die gees van die belangrike instruksies en die sentrale regering se besluitneming te implementeer.In 2020 sal die totale oppervlakte van beskermde landbou in China 2,8 miljoen hm2 wees, en die uitsetwaarde sal 1 triljoen yuan oorskry.Dit is 'n belangrike manier om kweekhuisproduksievermoë te verbeter om kweekhuisbeligting en termiese isolasieprestasie te verbeter deur nuwe energie, nuwe materiale en nuwe kweekhuisontwerp.Daar is baie nadele in tradisionele kweekhuisproduksie, soos steenkool, brandstofolie en ander energiebronne wat gebruik word vir verhitting en verhitting in tradisionele kweekhuise, wat lei tot 'n groot hoeveelheid dioksiedgas, wat die omgewing ernstig besoedel, terwyl aardgas, elektriese energie en ander energiebronne verhoog die bedryfskoste van kweekhuise.Tradisionele hittebergingsmateriaal vir kweekhuismure is meestal klei en bakstene, wat baie verbruik en ernstige skade aan grondhulpbronne veroorsaak.Die grondgebruikdoeltreffendheid van tradisionele sonkrag-kweekhuis met aardmuur is slegs 40% ~ 50%, en die gewone kweekhuis het 'n swak hittebergingskapasiteit, sodat dit nie deur die winter kan leef om warm groente in Noord-China te produseer nie.Daarom lê die kern van die bevordering van kweekhuisverandering, of basiese navorsing, in die kweekhuisontwerp, navorsing en ontwikkeling van nuwe materiale en nuwe energie.Hierdie artikel sal fokus op die navorsing en innovasie van nuwe energiebronne in kweekhuise, 'n opsomming van die navorsingstatus van nuwe energiebronne soos sonenergie, biomassa-energie, geotermiese energie, windenergie en nuwe deursigtige bedekkingsmateriale, termiese isolasiemateriaal en muurmateriaal in kweekhuis, ontleed die toepassing van nuwe energie en nuwe materiale in die konstruksie van nuwe kweekhuis, en sien uit na hul rol in die toekomstige ontwikkeling en transformasie van kweekhuis.

Navorsing en Innovasie van Nuwe Energie Kweekhuis

Die groen nuwe energie met die grootste landboubenuttingspotensiaal sluit sonenergie, geotermiese energie en biomassa-energie in, of omvattende benutting van 'n verskeidenheid nuwe energiebronne, om sodoende doeltreffende gebruik van energie te bewerkstellig deur uit mekaar se sterk punte te leer.

sonkrag/krag

Sonenergietegnologie is 'n lae-koolstof, doeltreffende en volhoubare energievoorsieningsmodus, en dit is 'n belangrike komponent van China se strategiese opkomende nywerhede.Dit sal 'n onvermydelike keuse word vir die transformasie en opgradering van China se energiestruktuur in die toekoms.Uit die oogpunt van energiebenutting is die kweekhuis self 'n fasiliteitstruktuur vir sonenergiebenutting.Deur die kweekhuiseffek word die sonenergie binnenshuis versamel, die temperatuur van die kweekhuis word verhoog en die nodige hitte vir gewasgroei word voorsien.Die hoofenergiebron van fotosintese van kweekhuisplante is direkte sonlig, wat die direkte benutting van sonenergie is.

01 Fotovoltaïese kragopwekking om hitte op te wek

Fotovoltaïese kragopwekking is 'n tegnologie wat ligenergie direk omskakel in elektriese energie gebaseer op fotovoltaïese effek.Die sleutelelement van hierdie tegnologie is sonkragsel.Wanneer sonenergie in serie of parallel op die reeks sonpanele skyn, skakel halfgeleierkomponente sonstralingsenergie direk om in elektriese energie.Fotovoltaïese tegnologie kan ligenergie direk in elektriese energie omskakel, elektrisiteit deur batterye stoor en die kweekhuis snags verhit, maar die hoë koste daarvan beperk die verdere ontwikkeling daarvan.Die navorsingsgroep het 'n fotovoltaïese grafeenverhittingstoestel ontwikkel wat bestaan ​​uit buigsame fotovoltaïese panele, 'n alles-in-een omgekeerde beheermasjien, 'n stoorbattery en 'n grafeenverhittingstaaf.Volgens die lengte van die plantlyn word die grafeenverhittingstaaf onder die substraatsak begrawe.Bedags absorbeer die fotovoltaïese panele sonstraling om elektrisiteit op te wek en dit in die opgaarbattery te stoor, en dan word die elektrisiteit in die nag vrygestel vir die grafeenverhittingstaaf.In die werklike meting word die temperatuurbeheermodus gebruik om by 17 ℃ te begin en by 19 ℃ te sluit.As u snags (20:00-08:00 op die tweede dag) vir 8 uur hardloop, is die energieverbruik om 'n enkele ry plante te verhit 1,24 kW·h, en die gemiddelde temperatuur van die substraatsak in die nag is 19,2 ℃, wat 3,5 ~ 5,3 ℃ hoër is as dié van die kontrole.Hierdie verhittingsmetode gekombineer met fotovoltaïese kragopwekking los die probleme van hoë energieverbruik en hoë besoedeling in kweekhuisverhitting in die winter op.

02 fototermiese omskakeling en benutting

Sonfototermiese omskakeling verwys na die gebruik van 'n spesiale sonligversamelingsoppervlak wat van fototermiese omskakelingsmateriaal gemaak is om soveel moontlik sonenergie wat daarop uitgestraal word, te versamel en te absorbeer en dit in hitte-energie om te skakel.In vergelyking met fotovoltaïese sonkragtoepassings, verhoog sonfototermiese toepassings die absorpsie van naby-infrarooi band, so dit het 'n hoër energiebenuttingsdoeltreffendheid van sonlig, laer koste en volwasse tegnologie, en is die mees gebruikte manier van sonenergiebenutting.

Die mees volwasse tegnologie van fototermiese omskakeling en benutting in China is die sonkollektor, waarvan die kernkomponent die hitte-absorberende plaatkern met selektiewe absorpsiebedekking is, wat die sonstralingsenergie wat deur die dekplaat gaan, in hitte-energie kan omskakel en oordra. dit na die hitte-absorberende werkmedium.Sonkollektors kan in twee kategorieë verdeel word na gelang van of daar 'n vakuumspasie in die kollektor is of nie: plat sonkollektors en vakuumbuissonkollektors;konsentrerende sonkollektors en nie-konsentrerende sonkollektors na gelang van of die sonstraling by die dagligpoort van rigting verander;en vloeibare sonkollektors en lugsonkollektors volgens die tipe hitte-oordrag-werkmedium.

Die benutting van sonenergie in kweekhuise word hoofsaaklik deur verskillende soorte sonkragopvangers uitgevoer.Ibn Zor Universiteit in Marokko het 'n aktiewe sonkragverhittingstelsel (ASHS) vir kweekhuisverwarming ontwikkel, wat die totale tamatieproduksie in die winter met 55% kan verhoog.China Agricultural University het 'n stel oppervlakverkoeler-waaier-versamel- en ontladingstelsel ontwerp en ontwikkel, met 'n hitteversamelingskapasiteit van 390.6~693.0 MJ, en het die idee voorgehou om die hitte-versamelingsproses van die hittebergingsproses deur 'n hittepomp te skei.Die Universiteit van Bari in Italië het 'n kweekhuis-polygenerasie-verhittingstelsel ontwikkel, wat bestaan ​​uit 'n sonkragstelsel en 'n lug-water-hittepomp, en kan die lugtemperatuur met 3,6% en die grondtemperatuur met 92% verhoog.Die navorsingsgroep het 'n soort aktiewe sonhitteversamelingstoerusting met 'n veranderlike hellingshoek vir sonkweekhuis ontwikkel, en 'n ondersteunende hittebergingstoestel vir kweekhuiswaterliggaam oor die weer.Aktiewe sonkraghitteversamelingstegnologie met veranderlike helling breek deur die beperkings van tradisionele kweekhuishitteversamelingstoerusting, soos beperkte hitteversamelingskapasiteit, skadu en besetting van bewerkte grond.Deur die spesiale kweekhuisstruktuur van sonkweekhuis te gebruik, word die nie-plantruimte van kweekhuis ten volle benut, wat die benuttingsdoeltreffendheid van kweekhuisruimte aansienlik verbeter.Onder tipiese sonnige werksomstandighede bereik die aktiewe sonhitteversamelingstelsel met veranderlike helling 1,9 MJ/(m2h), die energiebenuttingsdoeltreffendheid bereik 85,1% en die energiebesparingskoers is 77%.In die kweekhuishittebergingstegnologie word die multifaseverandering-hittebergingstruktuur ingestel, die hittebergingskapasiteit van die hittebergingstoestel word verhoog, en die stadige vrystelling van hitte vanaf die toestel word gerealiseer, om die doeltreffende gebruik van die hitte wat deur die kweekhuis-sonhitteversamelingstoerusting versamel word.

biomassa energie

’n Nuwe fasiliteitstruktuur word gebou deur die biomassa-hitteproduserende toestel met die kweekhuis te kombineer, en die biomassa-grondstowwe soos varkmis, sampioenreste en strooi word gekomposteer om hitte te brou, en die gegenereerde hitte-energie word direk aan die kweekhuis verskaf [ 5].In vergelyking met die kweekhuis sonder biomassa-fermentasieverhittingstenk, kan die verwarmingskweekhuis die grondtemperatuur in die kweekhuis effektief verhoog en die regte temperatuur van die wortels van gewasse wat in die grond verbou word in die normale klimaat in die winter handhaaf.Neem 'n enkellaag asimmetriese termiese isolasie-kweekhuis met 'n spanwydte van 17m en 'n lengte van 30m as 'n voorbeeld, en voeg 8m landbou-afval (tamatiestrooi en varkmis gemeng) by die binnenshuise fermentasietenk vir natuurlike fermentasie sonder om die hoop om te draai. verhoog die gemiddelde daaglikse temperatuur van die kweekhuis met 4,2 ℃ in die winter, en die gemiddelde daaglikse minimum temperatuur kan 4,6 ℃ bereik.

Energiebenutting van biomassabeheerde fermentasie is 'n fermentasiemetode wat instrumente en toerusting gebruik om die fermentasieproses te beheer om vinnig biomassa hitte-energie en CO2-gaskunsmis te verkry en doeltreffend te benut, waaronder ventilasie en vog die sleutelfaktore is om die fermentasiehitte te reguleer en gasproduksie van biomassa.Onder geventileerde toestande gebruik aërobiese mikroörganismes in die fermentasiehoop suurstof vir lewensaktiwiteite, en 'n deel van die opgewekte energie word vir hul eie lewensaktiwiteite gebruik, en 'n deel van die energie word in die omgewing vrygestel as hitte-energie, wat voordelig is vir die temperatuur opkoms van die omgewing.Water neem deel aan die hele fermentasieproses, verskaf die nodige oplosbare voedingstowwe vir mikrobiese aktiwiteite, en stel terselfdertyd die hitte van die hoop vry in die vorm van stoom deur water, om sodoende die temperatuur van die hoop te verlaag, die lewensduur van mikroörganismes en verhoog die grootmaat temperatuur van die hoop.Die installering van strooilogingstoestel in fermentasietenk kan binnenshuise temperatuur in die winter met 3 ~ 5 ℃ verhoog, plantfotosintese versterk en tamatie-opbrengs met 29,6% verhoog.

Geotermiese energie

China is ryk aan geotermiese hulpbronne.Tans is die mees algemene manier vir landboufasiliteite om geotermiese energie te benut om grondbron-hittepomp te gebruik, wat van laegraadse hitte-energie na hoëgraadse hitte-energie kan oordra deur 'n klein hoeveelheid hoëgraadse energie in te voer (soos bv. elektriese energie).Anders as die tradisionele kweekhuisverhittingsmaatreëls, kan grondbron-hittepompverhitting nie net beduidende verwarmingseffek bereik nie, maar het ook die vermoë om die kweekhuis af te koel en die humiditeit in die kweekhuis te verminder.Die toepassingsnavorsing van grondbron-hittepomp op die gebied van behuisingskonstruksie is volwasse.Die kerndeel wat die verhitting- en verkoelingsvermoë van grondbron-hittepomp beïnvloed, is die ondergrondse hitte-uitruilmodule, wat hoofsaaklik begrawe pype, ondergrondse putte, ens insluit. Hoe om 'n ondergrondse hitte-uitruilstelsel te ontwerp met 'n gebalanseerde koste en effek het nog altyd was die navorsingsfokus van hierdie deel.Terselfdertyd, die verandering van die temperatuur van die ondergrondse grond laag in die toepassing van die grond bron hitte pomp beïnvloed ook die gebruik effek van hitte pomp stelsel.Deur die grondbron-hittepomp te gebruik om die kweekhuis in die somer af te koel en die hitte-energie in die diep grondlaag te stoor, kan die temperatuurval van die ondergrondse grondlaag verlig en die hitteproduksiedoeltreffendheid van die grondbron-hittepomp in die winter verbeter.

Tans, in die navorsing van die werkverrigting en doeltreffendheid van grondbron hittepomp, deur die werklike eksperimentele data, word 'n numeriese model met sagteware soos TOUGH2 en TRNSYS daargestel, en daar word tot die gevolgtrekking gekom dat die verhittingsprestasie en prestasiekoëffisiënt (COP) ) van grondbron hittepomp kan 3,0 ~ 4,5 bereik, wat 'n goeie verkoeling en verhitting effek het.In die navorsing van die werkingstrategie van die hittepompstelsel het Fu Yunzhun en ander gevind dat in vergelyking met die laskantvloei, die grondbronsyvloei 'n groter impak het op die werkverrigting van die eenheid en die hitte-oordragprestasie van die begrawe pyp .Onder die toestand van vloeiinstelling kan die maksimum COP-waarde van die eenheid 4,17 bereik deur die werkingskema van 2 uur te gebruik en vir 2 uur te stop;Shi Huixian et.het 'n intermitterende werkingsmodus van wateropgaarverkoelingstelsel aangeneem.In die somer, wanneer die temperatuur hoog is, kan die COP van die hele energietoevoerstelsel 3,80 bereik.

Diep grond hitte berging tegnologie in kweekhuis

Diep grond hitte berging in kweekhuis word ook genoem "hitte stoor bank" in kweekhuis.Koueskade in die winter en hoë temperature in die somer is die vernaamste struikelblokke vir kweekhuisproduksie.Gebaseer op die sterk hittebergingskapasiteit van diep grond, het die navorsingsgroep 'n ondergrondse diephittebergingstoestel ontwerp.Die toestel is 'n dubbellaag parallelle hitte-oordragpyplyn wat op die diepte van 1,5 ~ 2,5 m ondergronds in die kweekhuis begrawe is, met 'n luginlaat bo-op die kweekhuis en 'n luguitlaat op die grond.Wanneer die temperatuur in die kweekhuis hoog is, word die binnenshuise lug met geweld deur 'n waaier in die grond gepomp om hitteberging en temperatuurverlaging te realiseer.Wanneer die temperatuur van die kweekhuis laag is, word hitte uit die grond onttrek om die kweekhuis warm te maak.Die produksie- en toedieningsresultate toon dat die toestel die kweekhuistemperatuur in winternag met 2.3 ℃ kan verhoog, die binnenshuise temperatuur in somerdag met 2.6 ℃ kan verlaag en die tamatie-opbrengs met 1500 kg in 667 m kan verhoog.².Die toestel maak ten volle gebruik van die kenmerke van "warm in die winter en koel in die somer" en "konstante temperatuur" van diep ondergrondse grond, verskaf 'n "energietoegangsbank" vir die kweekhuis, en voltooi voortdurend die hulpfunksies van kweekhuisverkoeling en -verhitting .

Multi-energie-koördinasie

Deur twee of meer energietipes te gebruik om die kweekhuis te verhit, kan effektief die nadele van enkelenergietipe vergoed, en speel die superposisie-effek van "een plus een is groter as twee".Die aanvullende samewerking tussen geotermiese energie en sonenergie is 'n navorsingsbrandpunt van nuwe energiebenutting in landbouproduksie die afgelope jare.Emmi et.'n multi-bron energiestelsel bestudeer (Figuur 1), wat toegerus is met 'n fotovoltaïese-termiese hibriede sonkollektor.In vergelyking met die algemene lug-water-hittepompstelsel, word die energie-doeltreffendheid van die multi-bron-energiestelsel met 16% ~ 25% verbeter.Zheng et.'n nuwe tipe gekoppelde hittebergingstelsel van sonenergie en grondbronhittepomp ontwikkel.Die sonkollektorstelsel kan hoë kwaliteit seisoenale berging van verwarming realiseer, dit wil sê, hoë kwaliteit verwarming in die winter en hoë kwaliteit verkoeling in die somer.Die begrawe buis-hitteruiler en intermitterende hitte-opgaartenk kan almal goed in die stelsel werk, en die COP-waarde van die stelsel kan 6,96 bereik.

Gekombineer met sonenergie, het dit ten doel om die verbruik van kommersiële krag te verminder en die stabiliteit van sonkragtoevoer in kweekhuise te verbeter.Wan Ya et.stel 'n nuwe intelligente beheertegnologieskema voor om sonkragopwekking met kommersiële krag vir kweekhuisverhitting te kombineer, wat van fotovoltaïese krag gebruik kan maak wanneer daar lig is, en dit in kommersiële krag kan verander wanneer daar geen lig is nie, wat die laskragtekort aansienlik verminder koers, en die vermindering van die ekonomiese koste sonder die gebruik van batterye.

Sonenergie, biomassa-energie en elektriese energie kan gesamentlik kweekhuise verhit, wat ook hoë verhittingsdoeltreffendheid kan behaal.Zhang Liangrui en ander het sonkrag-vakuumbuis-hitteversameling gekombineer met 'n vallei-elektrisiteit-hitte-opgaartenk.Die kweekhuisverhittingstelsel het goeie termiese gerief, en die gemiddelde verhittingsdoeltreffendheid van die stelsel is 68,70%.Die elektriese hitte-opgaartenk is 'n biomassa-verwarmingswateropgaartoestel met elektriese verwarming.Die laagste temperatuur van waterinlaat by die verwarmingspunt word ingestel, en die werkingstrategie van die stelsel word bepaal volgens die waterbergingstemperatuur van die sonhitteversamelingsdeel en die biomassa-hittebergingsdeel, om 'n stabiele verwarmingstemperatuur by die verwarming beëindig en bespaar elektriese energie en biomassa-energiemateriaal tot die maksimum mate.

Innoverende navorsing en toepassing van nuwe kweekhuismateriale

Met die uitbreiding van kweekhuisarea word die aanwendingsnadele van tradisionele kweekhuismateriale soos bakstene en grond toenemend aan die lig gebring.Daarom, om die termiese prestasie van kweekhuise verder te verbeter en aan die ontwikkelingsbehoeftes van moderne kweekhuise te voldoen, is daar baie navorsing en toepassings van nuwe deursigtige bedekkingsmateriale, termiese isolasiemateriaal en muurmateriaal.

Navorsing en toepassing van nuwe deursigtige bedekkingsmateriale

Die tipes deursigtige bedekkingsmateriaal vir kweekhuise sluit hoofsaaklik plastiekfilm, glas, sonpaneel en fotovoltaïese paneel in, waaronder plastiekfilm die grootste toepassingsarea het.Die tradisionele kweekhuis PE-film het die gebreke van kort dienslewe, nie-degradasie en enkele funksie.Tans is 'n verskeidenheid nuwe funksionele films ontwikkel deur funksionele reagense of bedekkings by te voeg.

Ligte omskakelingsfilm:Die ligomskakelingsfilm verander die optiese eienskappe van die film deur ligomskakelingsmiddels soos skaars aarde en nano-materiale te gebruik, en kan die ultravioletligstreek omskakel in rooi oranje lig en blou violet lig wat benodig word deur plantfotosintese, en sodoende oesopbrengs verhoog en verminder die skade van ultravioletlig aan gewasse en kweekhuisfilms in plastiekkweekhuise.Byvoorbeeld, die breëband pers-na-rooi kweekhuisfilm met VTR-660-ligomskakelingsmiddel kan die infrarooi deurlaatbaarheid aansienlik verbeter wanneer dit in die kweekhuis toegedien word, en in vergelyking met die kontrolekweekhuis, die tamatie-opbrengs per hektaar, vitamien C en likopeeninhoud word aansienlik verhoog met onderskeidelik 25,71%, 11,11% en 33,04%.Tans moet die lewensduur, afbreekbaarheid en koste van die nuwe ligomskakelingsfilm egter nog bestudeer word.

Verspreide glas: Verstrooide glas in kweekhuis is 'n spesiale patroon en anti-refleksie tegnologie op die oppervlak van glas, wat die sonlig tot verstrooide lig kan maksimeer en die kweekhuis kan binnegaan, die fotosintese doeltreffendheid van gewasse verbeter en die oesopbrengs verhoog.Strooiglas verander die lig wat die kweekhuis binnegaan in verstrooide lig deur spesiale patrone, en die verstrooide lig kan meer eweredig in die kweekhuis bestraal word, wat die skadu-invloed van die skelet op die kweekhuis uitskakel.In vergelyking met gewone floatglas en ultrawit floatglas, is die standaard van ligoordrag van strooiglas 91,5%, en dié van gewone floatglas is 88%.Vir elke 1% toename in ligoordrag binne die kweekhuis, kan die opbrengs met sowat 3% verhoog word, en die oplosbare suiker en vitamien C in vrugte en groente het toegeneem.Strooiglas in kweekhuis word eers bedek en dan getemper, en die selfontploffingstempo is hoër as die nasionale standaard en bereik 2‰.

Navorsing en toepassing van nuwe termiese isolasie materiale

Die tradisionele termiese isolasiemateriaal in kweekhuise sluit hoofsaaklik strooimat, papierkwilt, naaldvilt termiese isolasiekwilt, ens., wat hoofsaaklik gebruik word vir interne en eksterne termiese isolasie van dakke, muurisolasie en termiese isolasie van sommige hittebergings- en hitteversamelingstoestelle in. .Die meeste van hulle het die gebrek om termiese isolasieprestasie te verloor as gevolg van interne vog na langdurige gebruik.Daarom is daar baie toepassings van nuwe hoë termiese isolasie materiale, waaronder die nuwe termiese isolasie quilt, hitteberging en hitteversamelingstoestelle die navorsingsfokus is.

Nuwe termiese isolasiemateriaal word gewoonlik gemaak deur oppervlakwaterdigte en verouderingsbestande materiale soos geweefde film en bedekte vilt te verwerk en saam te voeg met donsige termiese isolasiemateriaal soos gespuitbedekte katoen, diverse kasjmier en pêrelkatoen.’n Geweefde film-gespuitbedekte katoen-termiese isolasiekwilt is in Noordoos-China getoets.Daar is gevind dat die byvoeging van 500g spuitbedekte katoen gelykstaande is aan die termiese isolasieprestasie van 4500g swartvilt termiese isolasiekwilt in die mark.Onder dieselfde toestande is die termiese isolasieprestasie van 700g gespuitbedekte katoen met 1~2℃ verbeter in vergelyking met dié van 500g gespuitbedekte katoen-termiese isolasiekwilt.Terselfdertyd het ander studies ook bevind dat in vergelyking met die algemeen gebruikte termiese isolasiekwilte in die mark, die termiese isolasie effek van gespuitbedekte katoen en diverse kasjmier termiese isolasie quilts beter is, met die termiese isolasie pryse van 84,0% en 83,3 % onderskeidelik.Wanneer die koudste buitetemperatuur -24.4 ℃ is, kan die binnenshuise temperatuur onderskeidelik 5.4 en 4.2 ℃ bereik.In vergelyking met die enkel strooi kombers isolasie quilt, het die nuwe saamgestelde isolasie quilt die voordele van ligte gewig, hoë isolasietempo, sterk waterdigte en verouderingsweerstand, en kan gebruik word as 'n nuwe tipe hoë-doeltreffende isolasie materiaal vir sonkrag kweekhuise.

Terselfdertyd, volgens die navorsing van termiese isolasiemateriaal vir kweekhuishitteversameling en -bergingstoestelle, word daar ook gevind dat wanneer die dikte dieselfde is, meerlaag saamgestelde termiese isolasiemateriaal beter termiese isolasieprestasie het as enkelmateriaal.Professor Li Jianming se span van die Noordwes A&F Universiteit het 22 soorte termiese isolasiemateriaal van kweekhuiswaterbergingstoestelle, soos vakuumbord, aerogel en rubberkatoen, ontwerp en gekeur en hul termiese eienskappe gemeet.Die resultate het getoon dat 80 mm termiese isolasie coating + aerogel + rubber-plastiek termiese isolasie katoen saamgestelde isolasie materiaal die hitte-afvoer met 0.367MJ per eenheid tyd kan verminder in vergelyking met 80 mm rubber-plastiek katoen, en die hitte-oordragkoëffisiënt was 0.283W/(m2) ·k) wanneer die dikte van die isolasiekombinasie 100mm was.

Faseveranderingsmateriaal is een van die brandpunte in kweekhuismateriaalnavorsing.Noordwes A&F Universiteit het twee soorte faseveranderingsmateriaalbergingstoestelle ontwikkel: een is 'n stoorkas gemaak van swart poliëtileen, wat 'n grootte van 50cm×30cm×14cm het (lengte×hoogte×dikte) en gevul is met faseveranderingsmateriaal, dus dat dit hitte kan berg en hitte kan vrystel;Tweedens word 'n nuwe tipe fase-verandering muurbord ontwikkel.Die fase-verandering muurbord bestaan ​​uit fase-verandering materiaal, aluminium plaat, aluminium-plastiek plaat en aluminium legering.Die faseveranderingsmateriaal is op die mees sentrale posisie van die muurbord geleë, en sy spesifikasie is 200mm×200mm×50mm.Dit is 'n poeieragtige vaste stof voor en na faseverandering, en daar is geen verskynsel van smelt of vloei nie.Die vier wande van die faseveranderingsmateriaal is onderskeidelik aluminiumplaat en aluminium-plastiekplaat.Hierdie toestel kan die funksies realiseer om hoofsaaklik hitte gedurende die dag te stoor en hoofsaaklik hitte in die nag vry te stel.

Daarom is daar 'n paar probleme in die toepassing van enkel termiese isolasie materiaal, soos lae termiese isolasie doeltreffendheid, groot hitte verlies, kort hitte stoor tyd, ens. Daarom, die gebruik van saamgestelde termiese isolasie materiaal as termiese isolasie laag en binne en buite termiese isolasie deklaag van hittebergingstoestel kan die termiese isolasieprestasie van kweekhuis effektief verbeter, die hitteverlies van kweekhuis verminder en sodoende die effek van energiebesparing bereik.

Navorsing en toepassing van nuwe muur

As 'n soort omhulselstruktuur is die muur 'n belangrike versperring vir kweekhuis se kouebeskerming en hittebewaring.Volgens die muurmateriaal en -strukture kan die ontwikkeling van die noordelike muur van kweekhuis in drie tipes verdeel word: die enkellaagmuur gemaak van grond, bakstene, ens., En die gelaagde noordelike muur gemaak van kleistene, blokstene, polistireenplanke, ens., met binneste hitteberging en buitenste hitte-isolasie, en die meeste van hierdie mure is tydrowend en arbeidsintensief;Daarom het daar in onlangse jare baie nuwe soorte mure verskyn, wat maklik is om te bou en geskik is vir vinnige montering.

Die opkoms van nuwe-tipe gemonteerde mure bevorder die vinnige ontwikkeling van saamgestelde kweekhuise, insluitend nuwe-tipe saamgestelde mure met eksterne waterdigte en anti-veroudering oppervlak materiale en materiale soos vilt, pêrel katoen, ruimte katoen, glas katoen of herwinde katoen as hitte isolasie lae, soos buigsame saamgestelde mure van spuitgebind katoen in Xinjiang.Daarbenewens het ander studies ook die noordelike muur van saamgestelde kweekhuis met hittebergingslaag gerapporteer, soos baksteengevulde koringskulpmortelblok in Xinjiang.Onder dieselfde eksterne omgewing, wanneer die laagste buitetemperatuur -20.8 ℃ is, is die temperatuur in die sonkweekhuis met koringskulpmortelblok saamgestelde muur 7.5 ℃, terwyl die temperatuur in die sonkweekhuis met baksteenbetonmuur 3.2 ℃ is.Die oestyd van tamatie in baksteenkweekhuise kan met 16 dae vervroeg word, en die opbrengs van enkelkweekhuise kan met 18,4% verhoog word.

Die fasiliteitspan van Noordwes A&F Universiteit het die ontwerpidee voorgehou om strooi-, grond-, water-, klip- en faseveranderingsmateriaal in termiese isolasie en hittebergingsmodules te maak vanuit die lighoek en vereenvoudigde muurontwerp, wat die toepassingsnavorsing van modulêre saamgestelde muur.Byvoorbeeld, in vergelyking met 'n gewone baksteenmuurkweekhuis, is die gemiddelde temperatuur in die kweekhuis 4,0 ℃ hoër op 'n tipiese sonnige dag.Drie soorte anorganiese faseveranderingsementmodules, wat van faseveranderingsmateriaal (PCM) en sement gemaak word, het hitte van 74,5, 88,0 en 95,1 MJ/m opgehoopte³, en vrygestelde hitte van 59.8, 67.8 en 84.2 MJ/m³, onderskeidelik.Hulle het die funksies van "piek sny" in die dag, "vallei vul" in die nag, absorbeer hitte in die somer en vrystelling van hitte in die winter.

Hierdie nuwe mure word op die perseel gemonteer, met 'n kort konstruksietydperk en lang dienslewe, wat toestande skep vir die bou van ligte, vereenvoudigde en vinnig saamgestelde voorafvervaardigde kweekhuise, en kan die strukturele hervorming van kweekhuise grootliks bevorder.Daar is egter 'n paar defekte in hierdie soort muur, soos die sproei-gebonde katoen termiese isolasie quilt muur het uitstekende termiese isolasie prestasie, maar het 'n gebrek aan hitte stoor kapasiteit, en die fase verandering boumateriaal het die probleem van hoë gebruik koste.In die toekoms moet die toepassingsnavorsing van saamgestelde muur versterk word.

Nuwe energie, nuwe materiale en nuwe ontwerpe help om die kweekhuisstruktuur te verander.

Die navorsing en innovasie van nuwe energie en nuwe materiale verskaf die grondslag vir die ontwerpinnovasie van kweekhuise.Energiebesparende sonkweekhuis en boogskuur is die grootste skuurstrukture in China se landbouproduksie, en hulle speel 'n belangrike rol in landbouproduksie.Met die ontwikkeling van China se sosiale ekonomie word die tekortkominge van die twee soorte fasiliteitstrukture egter toenemend voorgehou.Eerstens is die spasie van fasiliteitstrukture klein en die mate van meganisasie laag;Tweedens het die energiebesparende sonkweekhuis goeie termiese isolasie, maar die grondgebruik is laag, wat gelykstaande is aan die vervanging van die kweekhuisenergie met grond.Gewone boogskuur het nie net klein spasie nie, maar het ook swak termiese isolasie.Alhoewel die meerspankweekhuis groot spasie het, het dit swak termiese isolasie en hoë energieverbruik.Daarom is dit noodsaaklik om die kweekhuisstruktuur na te vors en te ontwikkel wat geskik is vir China se huidige sosiale en ekonomiese vlak, en die navorsing en ontwikkeling van nuwe energie en nuwe materiale sal die kweekhuisstruktuur help verander en 'n verskeidenheid innoverende kweekhuismodelle of -strukture produseer.

Innoverende Navorsing oor Asimmetriese Water-beheerde Brou Kweekhuis met 'n groot span

Die groot-span asimmetriese water-beheerde brou kweekhuis (patent nommer: ZL 201220391214.2) is gebaseer op die beginsel van sonlig kweekhuis, die verandering van die simmetriese struktuur van gewone plastiek kweekhuis, die verhoging van die suidelike span, die verhoging van die beligting area van die suidelike dak, die vermindering van die noordelike span en die vermindering van die hitte-afvoer area, met 'n span van 18~24m en 'n rifhoogte van 6~7m.Deur ontwerpinnovasie is die ruimtelike struktuur aansienlik vergroot.Terselfdertyd word die probleme van onvoldoende hitte in kweekhuise in die winter en swak termiese isolasie van algemene termiese isolasiemateriale opgelos deur nuwe tegnologie van biomassa brou hitte en termiese isolasie materiale te gebruik.Die produksie- en navorsingsresultate toon dat die groot-span asimmetriese waterbeheerde brou-kweekhuis, met 'n gemiddelde temperatuur van 11,7 ℃ op sonnige dae en 10,8 ℃ op bewolkte dae, kan voldoen aan die vraag na gewasgroei in die winter, en die konstruksiekoste van die kweekhuis word met 39,6% verminder en die grondbenuttingskoers word met meer as 30% verhoog in vergelyking met dié van die polistireenbaksteenmuurkweekhuis, wat geskik is vir verdere popularisering en toepassing in die Geel Huaihe-rivierkom van China.

Gemonteerde sonligkweekhuis

Gemonteerde sonligkweekhuis neem kolomme en dakskelet as draende struktuur, en sy muurmateriaal is hoofsaaklik hitte-isolasie-omhulsel, in plaas van dra en passiewe hitteberging en vrystelling.Hoofsaaklik: (1) 'n nuwe tipe saamgestelde muur word gevorm deur verskeie materiale te kombineer soos bedekte film of kleur staalplaat, strooiblok, buigsame termiese isolasie quilt, mortelblok, ens. (2) saamgestelde muurbord gemaak van voorafvervaardigde sementbord -polistireenbord-sementbord;(3) Ligte en eenvoudige samestelling tipe termiese isolasie materiaal met aktiewe hitte berging en vrystelling stelsel en ontvochtiging stelsel, soos plastiek vierkante emmer hitte stoor en pyplyn hitte stoor.Die gebruik van verskillende nuwe hitte-isolasiemateriaal en hittebergingsmateriaal in plaas van tradisionele aardmuur om sonkweekhuise te bou, het groot ruimte en klein siviele ingenieurswese.Die eksperimentele resultate toon dat die temperatuur van die kweekhuis snags in die winter 4,5℃ hoër is as dié van die tradisionele baksteenmuurkweekhuis, en die dikte van die agtermuur is 166mm.In vergelyking met die 600 mm dik baksteenmuurkweekhuis, word die besette oppervlakte van die muur met 72% verminder, en die koste per vierkante meter is 334,5 yuan, wat 157,2 yuan laer is as dié van die baksteenmuurkweekhuis, en die konstruksiekoste aansienlik gedaal het.Daarom het die saamgestelde kweekhuis die voordele van minder bewerkte grondvernietiging, grondbesparing, vinnige konstruksiespoed en lang dienslewe, en dit is 'n sleutelrigting vir die innovasie en ontwikkeling van sonkweekhuise tans en in die toekoms.

Glyende sonlig kweekhuis

Die skaatsplank-saamgestelde energiebesparende sonkweekhuis wat deur Shenyang Landbou-universiteit ontwikkel is, gebruik die agtermuur van die sonkweekhuis om 'n watersirkulerende muur-hittebergingstelsel te vorm om hitte op te berg en temperatuur te verhoog, wat hoofsaaklik uit 'n swembad (32m) bestaan.³), 'n ligte versamelplaat (360m²), 'n waterpomp, 'n waterpyp en 'n beheerder.Die buigsame termiese isolasie quilt word vervang deur 'n nuwe liggewig rotswolkleurige staalplaatmateriaal aan die bokant.Die navorsing toon dat hierdie ontwerp die probleem van gewels wat lig blokkeer effektief oplos en die ligtoegangsarea van die kweekhuis vergroot.Die beligtingshoek van die kweekhuis is 41,5°, wat byna 16° hoër is as dié van die beheerkweekhuis, wat dus die beligtingstempo verbeter.Die binnenshuise temperatuurverspreiding is eenvormig, en die plante groei netjies.Die kweekhuis het die voordele om grondgebruikdoeltreffendheid te verbeter, die kweekhuisgrootte buigsaam te ontwerp en die konstruksietydperk te verkort, wat van groot belang is vir die beskerming van bewerkte grondhulpbronne en omgewing.

Fotovoltaïese kweekhuis

Landboukweekhuis is 'n kweekhuis wat sonkragfotovoltaïese kragopwekking, intelligente temperatuurbeheer en moderne hoëtegnologie-aanplanting integreer.Dit neem 'n staalbeenraam aan en is bedek met fotovoltaïese sonkragmodules om die beligtingsvereistes van fotovoltaïese kragopwekkingsmodules en die beligtingsvereistes van die hele kweekhuis te verseker.Die gelykstroom wat deur sonenergie opgewek word, vul direk die lig van landboukweekhuise aan, ondersteun direk die normale werking van kweekhuistoerusting, dryf die besproeiing van waterbronne aan, verhoog die kweekhuistemperatuur en bevorder die vinnige groei van gewasse.Fotovoltaïese modules sal op hierdie manier die beligtingsdoeltreffendheid van kweekhuisdakke beïnvloed, en dan die normale groei van kweekhuisgroente beïnvloed.Daarom word die rasionele uitleg van fotovoltaïese panele op die dak van die kweekhuis die sleutelpunt van toepassing.Landboukweekhuis is die produk van die organiese kombinasie van besienswaardige landbou en fasiliteit tuinmaak, en dit is 'n innoverende landboubedryf wat fotovoltaïese kragopwekking, landboubesigtiging, landbougewasse, landboutegnologie, landskap en kulturele ontwikkeling integreer.

Innoverende ontwerp van kweekhuisgroep met energie-interaksie tussen verskillende tipes kweekhuise

Guo Wenzhong, 'n navorser by Beijing Akademie vir Landbou- en Bosbouwetenskappe, gebruik die verhittingsmetode van energie-oordrag tussen kweekhuise om die oorblywende hitte-energie in een of meer kweekhuise te versamel om nog 'n of meer kweekhuise te verhit.Hierdie verwarmingsmetode realiseer die oordrag van kweekhuisenergie in tyd en ruimte, verbeter die energiebenuttingsdoeltreffendheid van die oorblywende kweekhuishitte-energie, en verminder die totale verwarmingsenergieverbruik.Die twee tipes kweekhuise kan verskillende kweekhuistipes of dieselfde kweekhuistipe wees vir die aanplant van verskeie gewasse, soos blaarslaai en tamatiekweekhuise.Hitte-insamelingsmetodes sluit hoofsaaklik die onttrekking van binnenshuise lughitte en die direk onderskep van invallende straling in.Deur sonkrag-insameling, gedwonge konveksie deur hitteruiler en gedwonge onttrekking deur hittepomp, is die surplus hitte in hoë-energie kweekhuis onttrek vir die verhitting van kweekhuis.

opsom

Hierdie nuwe sonkweekhuise het die voordele van vinnige montering, verkorte konstruksietydperk en verbeterde grondbenuttingskoers.Daarom is dit nodig om die prestasie van hierdie nuwe kweekhuise in verskillende gebiede verder te ondersoek, en die moontlikheid te bied vir die grootskaalse popularisering en toepassing van nuwe kweekhuise.Terselfdertyd is dit nodig om voortdurend die aanwending van nuwe energie en nuwe materiale in kweekhuise te versterk, om sodoende krag te verskaf vir die strukturele hervorming van kweekhuise.

Toekomsvooruitsig en denke

Tradisionele kweekhuise het dikwels 'n paar nadele, soos hoë energieverbruik, lae grondbenuttingskoers, tydrowend en arbeidsrowend, swak werkverrigting, ens., wat nie meer aan die produksiebehoeftes van moderne landbou kan voldoen nie, en geleidelik sal wees. uitgeskakel.Daarom is dit 'n ontwikkelingstendens om nuwe energiebronne soos sonenergie, biomassa-energie, geotermiese energie en windenergie, nuwe kweekhuistoepassingsmateriaal en nuwe ontwerpe te gebruik om die strukturele verandering van kweekhuis te bevorder.Eerstens moet die nuwe kweekhuis wat deur nuwe energie en nuwe materiale aangedryf word nie net aan die behoeftes van gemeganiseerde werking voldoen nie, maar ook energie, grond en koste bespaar.Tweedens is dit nodig om voortdurend die werkverrigting van nuwe kweekhuise in verskillende gebiede te verken, om sodoende toestande te bied vir grootskaalse popularisering van kweekhuise.In die toekoms moet ons verder soek na nuwe energie en nuwe materiale wat geskik is vir kweekhuistoepassing, en die beste kombinasie van nuwe energie, nuwe materiale en kweekhuis vind, om dit moontlik te maak om 'n nuwe kweekhuis te bou met lae koste, kort konstruksie tydperk, lae energieverbruik en uitstekende werkverrigting, help om die kweekhuisstruktuur te verander en bevorder die moderniseringsontwikkeling van kweekhuise in China.

Alhoewel die toepassing van nuwe energie, nuwe materiale en nuwe ontwerpe in kweekhuiskonstruksie 'n onvermydelike neiging is, is daar nog baie probleme wat bestudeer en oorkom moet word: (1) Die konstruksiekoste neem toe.In vergelyking met die tradisionele verhitting met steenkool, aardgas of olie, is die aanwending van nuwe energie en nuwe materiale omgewingsvriendelik en besoedelingsvry, maar die konstruksiekoste word aansienlik verhoog, wat 'n sekere impak op die beleggingsherwinning van produksie en bedryf het. .In vergelyking met energiebenutting, sal die koste van nuwe materiale aansienlik verhoog word.(2) Onstabiele benutting van hitte-energie.Die grootste voordeel van nuwe energiebenutting is lae bedryfskoste en lae koolstofdioksiedvrystelling, maar die voorsiening van energie en hitte is onstabiel, en bewolkte dae word die grootste beperkende faktor in sonenergiebenutting.In die proses van biomassa-hitteproduksie deur fermentasie, word die effektiewe benutting van hierdie energie beperk deur die probleme van lae fermentasie-hitte-energie, moeilike bestuur en beheer, en groot stoorplek vir grondstofvervoer.(3) Tegnologie-volwassenheid.Hierdie tegnologieë wat deur nuwe energie en nuwe materiale gebruik word, is gevorderde navorsing en tegnologiese prestasies, en hul toepassingsgebied en omvang is nog redelik beperk.Hulle het nie baie keer geslaag nie, baie werwe en grootskaalse praktykverifikasie, en daar is onvermydelik 'n paar tekortkominge en tegniese inhoud wat in toepassing verbeter moet word.Gebruikers ontken dikwels die vooruitgang van tegnologie as gevolg van die geringe tekortkominge.(4) Die tegnologiepenetrasiekoers is laag.Die wye toepassing van 'n wetenskaplike en tegnologiese prestasie vereis 'n sekere gewildheid.Op die oomblik is nuwe energie, nuwe tegnologie en nuwe kweekhuisontwerptegnologie alles in die span van wetenskaplike navorsingsentrums in universiteite met sekere innovasievermoë, en die meeste tegniese aanvraers of ontwerpers weet steeds nie;Terselfdertyd is die popularisering en toepassing van nuwe tegnologieë nog redelik beperk omdat die kerntoerusting van nuwe tegnologie gepatenteer is.(5) Die integrasie van nuwe energie, nuwe materiale en kweekhuisstruktuurontwerp moet verder versterk word.Omdat energie, materiale en kweekhuisstruktuurontwerp tot drie verskillende dissiplines behoort, het talente met kweekhuisontwerpervaring dikwels nie navorsing oor kweekhuisverwante energie en materiale nie, en omgekeerd;Daarom moet navorsers wat verband hou met energie- en materiaalnavorsing die ondersoek en begrip van die werklike behoeftes van kweekhuisindustrie-ontwikkeling versterk, en struktuurontwerpers moet ook nuwe materiale en nuwe energie bestudeer om die diep integrasie van die drie verhoudings te bevorder, om sodoende te bereik die doel van praktiese kweekhuisnavorsingstegnologie, lae konstruksiekoste en goeie gebruikseffek.Op grond van bogenoemde probleme word voorgestel dat die staat, plaaslike regerings en wetenskaplike navorsingsentrums tegniese navorsing moet verskerp, gesamentlike navorsing in diepte moet doen, die publisiteit van wetenskaplike en tegnologiese prestasies moet versterk, die popularisering van prestasies moet verbeter, en die doelwit van nuwe energie en nuwe materiale om die nuwe ontwikkeling van kweekhuisbedryf te help.

Aangehaalde inligting

Li Jianming, Sun Guotao, Li Haojie, Li Rui, Hu Yixin.Nuwe energie, nuwe materiale en nuwe ontwerp help die nuwe revolusie van kweekhuis [J].Groente, 2022,(10):1-8.