Ли Јианминг, Сун Гуотао итд.Технологија хортикултурног пољопривредног инжењеринга стакленика2022-11-21 17:42 Објављено у Пекингу

Последњих година, индустрија стакленика је снажно развијена.Развој стакленика не само да побољшава искоришћеност земљишта и стопу производње пољопривредних производа, већ решава и проблем снабдевања воћем и поврћем ван сезоне.Међутим, стакленик је такође наишао на изазове без преседана.Оригинални објекти, начини грејања и конструктивни облици произвели су отпор према животној средини и развоју.Хитно су потребни нови материјали и нови дизајни за промену структуре стакленика, а хитно су потребни нови извори енергије за постизање циљева очувања енергије и заштите животне средине и повећања производње и прихода.

Овај чланак говори о теми „нове енергије, нових материјала, новог дизајна који ће помоћи новој револуцији стакленика“, укључујући истраживање и иновације соларне енергије, енергије биомасе, геотермалне енергије и других нових извора енергије у стакленику, истраживања и примене нових материјала за покривање, топлотну изолацију, зидове и другу опрему, као и будућу перспективу и размишљање о новој енергији, новим материјалима и новом дизајну који ће помоћи реформи стакленика, како би били референца за индустрију.

Развијање фацилити пољопривреде је политички захтев и неизбежан избор за спровођење духа важних упутстава и доношења одлука централне владе.У 2020. години укупна површина заштићене пољопривреде у Кини биће 2,8 милиона хм2, а вредност производње ће премашити 1 трилион јуана.То је важан начин да се побољша производни капацитет стакленика како би се побољшало осветљење стакленика и перформансе топлотне изолације кроз нову енергију, нове материјале и нови дизајн стакленика.Постоје многи недостаци у традиционалној пластеничкој производњи, као што су угаљ, мазут и други енергенти који се користе за грејање и грејање у традиционалним стакленицима, што резултира великом количином гаса диоксида, који озбиљно загађује животну средину, док природни гас, електрична енергија и други енергенти повећавају трошкове рада пластеника.Традиционални материјали за складиштење топлоте за зидове стакленика су углавном глина и цигле, које много троше и наносе озбиљну штету земљишним ресурсима.Ефикасност коришћења земљишта традиционалног соларног стакленика са земљаним зидом је само 40% ~ 50%, а обични стакленик има слаб капацитет складиштења топлоте, тако да не може преживети зиму да производи топло поврће у северној Кини.Стога, срж промовисања промена стакленика, или основних истраживања, лежи у дизајну стакленика, истраживању и развоју нових материјала и нове енергије.Овај чланак ће се фокусирати на истраживање и иновације нових извора енергије у стакленику, сумирати статус истраживања нових извора енергије као што су соларна енергија, енергија биомасе, геотермална енергија, енергија ветра и нови транспарентни материјали за покривање, термоизолациони материјали и материјали за зидове у стакленика, анализирају примену нове енергије и нових материјала у изградњи нових стакленика и радују се њиховој улози у будућем развоју и трансформацији стакленика.

Истраживање и иновације стаклене баште нове енергије

Нова зелена енергија са највећим пољопривредним потенцијалом коришћења укључује соларну енергију, геотермалну енергију и енергију биомасе, или свеобухватно коришћење разних нових извора енергије, како би се постигла ефикасна употреба енергије учећи из међусобне јаке стране.

соларна енергија/снага

Технологија соларне енергије је нискоугљеничан, ефикасан и одржив начин снабдевања енергијом и важна је компонента кинеске стратешке индустрије у настајању.То ће постати неизбежан избор за трансформацију и надоградњу енергетске структуре Кине у будућности.Са становишта коришћења енергије, сам стакленик је објектна структура за коришћење сунчеве енергије.Кроз ефекат стаклене баште, соларна енергија се сакупља у затвореном простору, подиже се температура стакленика и обезбеђује потребна топлота за раст усева.Главни извор енергије фотосинтезе биљака стакленика је директна сунчева светлост, што је директно коришћење сунчеве енергије.

01 Фотонапонска производња енергије за производњу топлоте

Производња фотонапонске енергије је технологија која директно претвара светлосну енергију у електричну на основу фотонапонског ефекта.Кључни елемент ове технологије је соларна ћелија.Када соларна енергија сија на низ соларних панела у серији или паралелно, полупроводничке компоненте директно претварају енергију сунчевог зрачења у електричну енергију.Фотонапонска технологија може директно да претвара светлосну енергију у електричну, складишти електричну енергију преко батерија и загрева стакленик ноћу, али њена висока цена ограничава њен даљи развој.Истраживачка група је развила фотонапонски графенски уређај за грејање, који се састоји од флексибилних фотонапонских панела, све-у-једном машине за контролу уназад, батерије за складиштење и графенске грејне шипке.Према дужини линије садње, графенска грејна шипка је закопана испод вреће за супстрат.Током дана, фотонапонски панели апсорбују сунчево зрачење да би произвели електричну енергију и ускладиштили је у батерији за складиштење, а затим се електрична енергија ослобађа ноћу за графенску грејну шипку.У стварном мерењу, усвојен је режим контроле температуре покретања на 17℃ и затварања на 19℃.Радећи ноћу (20:00-08:00 другог дана) у трајању од 8 сати, потрошња енергије за загревање једног реда биљака је 1,24 кВ·х, а просечна температура супстратне вреће ноћу је 19,2℃, што је за 3,5 ~ 5,3 ℃ више од контролног.Овај начин грејања у комбинацији са фотонапонском производњом електричне енергије решава проблеме велике потрошње енергије и високог загађења при грејању стакленика зими.

02 фототермална конверзија и коришћење

Соларна фототермална конверзија се односи на употребу посебне површине за прикупљање сунчеве светлости направљене од материјала фототермалне конверзије како би се прикупила и апсорбовала што више сунчеве енергије која се на њу зрачи и претворила је у топлотну енергију.У поређењу са соларним фотонапонским апликацијама, соларне фототермалне апликације повећавају апсорпцију блиског инфрацрвеног опсега, тако да има већу ефикасност коришћења енергије сунчеве светлости, нижу цену и зрелу технологију, и најчешће је коришћен начин коришћења соларне енергије.

Најзрелија технологија фототермалне конверзије и коришћења у Кини је соларни колектор, чија је основна компонента плочасто језгро које апсорбује топлоту са селективним апсорпционим премазом, који може претворити енергију сунчевог зрачења која пролази кроз покривну плочу у топлотну енергију и преносити то на радни медијум који апсорбује топлоту.Соларни колектори се могу поделити у две категорије према томе да ли у колектору постоји вакуумски простор или не: равни соларни колектори и соларни колектори вакуум цеви;концентрациони соларни колектори и неконцентрисани соларни колектори према томе да ли сунчево зрачење на порту за дневно осветљење мења смер;а течни соларни колектори и ваздушни соларни колектори према врсти радног медија за пренос топлоте.

Коришћење соларне енергије у стакленику се углавном одвија преко различитих типова соларних колектора.Универзитет Ибн Зор у Мароку развио је активни систем грејања на соларну енергију (АСХС) за загревање стакленика, који може повећати укупну производњу парадајза за 55% зими.Кинески пољопривредни универзитет је дизајнирао и развио сет система за сакупљање и пражњење површинског хладњака и вентилатора, са капацитетом сакупљања топлоте од 390,6～693,0 МЈ, и изнео идеју одвајања процеса сакупљања топлоте од процеса складиштења топлоте помоћу топлотне пумпе.Универзитет у Барију у Италији развио је полигенерацијски систем грејања стакленика, који се састоји од система соларне енергије и топлотне пумпе ваздух-вода, и може повећати температуру ваздуха за 3,6% и температуру земљишта за 92%.Истраживачка група је развила неку врсту активне соларне опреме за прикупљање топлоте са променљивим углом нагиба за соларни стакленик и пратећи уређај за складиштење топлоте за водено тело стакленика током временских прилика.Активна технологија сакупљања соларне топлоте са променљивим нагибом пробија ограничења традиционалне опреме за сакупљање топлоте у стакленицима, као што су ограничени капацитет сакупљања топлоте, сенчење и заузимање обрађеног земљишта.Коришћењем специјалне стакленичке структуре соларног стакленика, непосадни простор стакленика је у потпуности искоришћен, што у великој мери побољшава ефикасност коришћења стакленичког простора.Под типичним сунчаним радним условима, активни соларни систем сакупљања топлоте са променљивим нагибом достиже 1,9 МЈ/(м2х), ефикасност коришћења енергије достиже 85,1%, а стопа уштеде енергије је 77%.У технологији складиштења топлоте стакленика, поставља се структура складиштења топлоте са више фаза промене, повећава се капацитет складиштења топлоте уређаја за складиштење топлоте, а остварује се споро ослобађање топлоте из уређаја, како би се остварила ефикасна употреба топлоту коју сакупља опрема за соларну топлоту стакленика.

енергија биомасе

Нова структура објекта је изграђена комбиновањем уређаја за производњу топлоте биомасе са стаклеником, а сировине биомасе као што су свињски стајњак, остаци печурака и слама се компостирају за добијање топлоте, а произведена топлотна енергија се директно испоручује у стакленик [ 5].У поређењу са стаклеником без резервоара за грејање ферментације биомасе, стакленик за грејање може ефикасно повећати температуру земље у стакленику и одржавати одговарајућу температуру корена усева који се узгајају у земљишту у нормалној клими зими.Узимајући за пример једнослојни стакленик асиметричне топлотне изолације са распоном од 17м и дужином од 30м, додавањем 8м пољопривредног отпада (помешана слама од парадајза и свињски стајњак) у унутрашњи резервоар за ферментацију за природну ферментацију без превртања лименке. повећати просечну дневну температуру стакленика за 4,2℃ зими, а просечна дневна минимална температура може да достигне 4,6℃.

Коришћење енергије контролисаном ферментацијом биомасе је метода ферментације која користи инструменте и опрему за контролу процеса ферментације како би се брзо добила и ефикасно искористила топлотна енергија биомасе и ЦО2 гасно ђубриво, међу којима су вентилација и влага кључни фактори за регулисање топлоте ферментације. и производња гаса биомасе.У вентилираним условима, аеробни микроорганизми у ферментационој гомили користе кисеоник за животне активности, а део произведене енергије користи се за сопствене животне активности, а део енергије се ослобађа у околину као топлотна енергија, што је благотворно за температуру. успон животне средине.Вода учествује у целом процесу ферментације, обезбеђујући неопходне растворљиве хранљиве материје за микробиолошке активности, а истовремено ослобађа топлоту гомиле у виду паре кроз воду, како би се смањила температура гомиле, продужио живот микроорганизама и повећавају температуру гомиле.Инсталирање уређаја за испирање сламе у резервоар за ферментацију може повећати унутрашњу температуру за 3 ~ 5 ℃ зими, ојачати фотосинтезу биљака и повећати принос парадајза за 29,6%.

Геотермална енергија

Кина је богата геотермалним ресурсима.Тренутно, најчешћи начин да пољопривредна постројења користе геотермалну енергију је коришћење топлотне пумпе из земље, која може да пређе из топлотне енергије ниског квалитета у топлотну енергију високог квалитета уносом мале количине енергије високог квалитета (као што је нпр. електрична енергија).За разлику од традиционалних мера грејања стакленика, грејање топлотном пумпом на земљишту не само да може постићи значајан ефекат грејања, већ има и способност да охлади стакленик и смањи влажност у стакленику.Истраживања примене топлотних пумпи на земљишту у области станоградње су зрела.Основни део који утиче на капацитет грејања и хлађења топлотне пумпе из земље је подземни модул за размену топлоте, који углавном укључује укопане цеви, подземне бунаре, итд. био фокус истраживања овог дела.Истовремено, промена температуре подземног слоја тла при примени топлотне пумпе тла утиче и на ефекат коришћења система топлотне пумпе.Коришћење топлотне пумпе са земљом за хлађење стакленика лети и складиштење топлотне енергије у дубоком слоју тла може ублажити пад температуре подземног слоја тла и побољшати ефикасност производње топлоте топлотне пумпе тла зими.

Тренутно, у истраживању перформанси и ефикасности топлотне пумпе са земљом, кроз актуелне експерименталне податке, успоставља се нумерички модел помоћу софтвера као што су ТОУГХ2 и ТРНСИС, и закључује се да су перформансе грејања и коефицијент перформанси (ЦОП ) топлотне пумпе са земљом може да достигне 3,0 ~ 4,5, што има добар ефекат хлађења и грејања.У истраживању стратегије рада система топлотне пумпе, Фу Иунзхун и други су открили да у поређењу са протоком на страни оптерећења, проток са стране извора земље има већи утицај на перформансе јединице и перформансе преноса топлоте закопане цеви. .Под условом подешавања протока, максимална вредност ЦОП јединице може да достигне 4,17 усвајањем радне шеме рада од 2 сата и заустављања на 2 сата;Схи Хуикиан ет.усвојио повремени режим рада система за хлађење резервоара воде.У лето, када је температура висока, ЦОП целог система снабдевања енергијом може да достигне 3,80.

Технологија складиштења топлоте дубоког тла у стакленику

Дубоко складиштење топлоте у земљишту у стакленику се такође назива „база за складиштење топлоте“ у стакленику.Оштећења од хладноће зими и високе температуре лети су главне препреке производњи у стакленицима.На основу снажног капацитета складиштења топлоте дубоког тла, истраживачка група је дизајнирала подземни уређај за дубоко складиштење топлоте у стакленику.Уређај је двослојни паралелни цевовод за пренос топлоте закопан на дубини од 1,5～2,5м испод земље у стакленику, са улазом за ваздух на врху стакленика и излазом за ваздух на земљи.Када је температура у стакленику висока, унутрашњи ваздух се присилно упумпава у земљу помоћу вентилатора да би се остварило складиштење топлоте и смањење температуре.Када је температура стакленика ниска, топлота се извлачи из тла да би се стакленик загрејао.Резултати производње и примене показују да уређај може повећати температуру стакленика за 2,3℃ у зимској ноћи, смањити унутрашњу температуру за 2,6℃ у летњем дану и повећати принос парадајза за 1500кг на 667 м.².Уређај у потпуности користи карактеристике „топло зими и хладно лети“ и „сталне температуре“ дубоког подземног тла, обезбеђује „банку приступа енергији“ стакленику и континуирано довршава помоћне функције хлађења и грејања стакленика. .

Вишеенергетска координација

Коришћење два или више типова енергије за загревање стакленика може ефикасно да надокнади недостатке једног типа енергије и омогући ефекат суперпозиције „један плус један је већи од два“.Комплементарна сарадња између геотермалне и соларне енергије представља жариште истраживања новог коришћења енергије у пољопривредној производњи последњих година.Емми ет.проучавао енергетски систем са више извора (слика 1), који је опремљен фотонапонско-термалним хибридним соларним колектором.У поређењу са уобичајеним системом топлотне пумпе ваздух-вода, енергетска ефикасност система са више извора енергије је побољшана за 16%~25%.Зхенг ет.развио нови тип спрегнутог система за складиштење топлоте соларне енергије и топлотне пумпе из земље.Систем соларних колектора може да реализује квалитетно сезонско складиштење грејања, односно квалитетно грејање зими и квалитетно хлађење лети.Укопани цевни измењивач топлоте и повремени резервоар за складиштење топлоте могу добро да раде у систему, а вредност ЦОП система може да достигне 6,96.

У комбинацији са соларном енергијом, има за циљ да смањи потрошњу комерцијалне енергије и побољша стабилност соларног напајања у стакленику.Ван Иа ет.представио нову интелигентну контролну технолошку шему комбиновања производње соларне енергије са комерцијалном енергијом за грејање стакленика, која може да користи фотонапонску енергију када има светлости, и претвори је у комерцијалну енергију када нема светлости, што увелико смањује недостатак снаге оптерећења стопу, и смањење економских трошкова без употребе батерија.

Соларна енергија, енергија биомасе и електрична енергија могу заједно да загревају пластенике, чиме се такође може постићи висока ефикасност грејања.Зханг Лиангруи и други су комбиновали сакупљање топлоте соларне вакуумске цеви са резервоаром за воду за складиштење топлоте у долини.Систем грејања стакленика има добар топлотни комфор, а просечна ефикасност грејања система је 68,70%.Електрични резервоар за воду за складиштење топлоте је уређај за складиштење воде за грејање на биомасу са електричним грејањем.Подешава се најнижа температура улаза воде на крају грејања, а стратегија рада система се одређује према температури акумулације воде соларног дела за прикупљање топлоте и дела за складиштење топлоте биомасе, како би се постигла стабилна температура грејања на загревање и максимално уштеду електричне енергије и енергетских материјала биомасе.

Иновативна истраживања и примена нових материјала за стакленике

Са ширењем површине стакленика, све више се откривају недостаци у примени традиционалних материјала за стакленике као што су цигла и земља.Због тога, у циљу даљег побољшања топлотних перформанси стакленика и задовољавања развојних потреба савременог стакленика, постоје многа истраживања и примене нових провидних покривних материјала, термоизолационих материјала и материјала за зидове.

Истраживање и примена нових транспарентних покривних материјала

Врсте провидних материјала за покривање стакленика углавном укључују пластичну фолију, стакло, соларне панеле и фотонапонске панеле, међу којима пластична фолија има највећу област примене.Традиционални ПЕ филм за стакленике има недостатке кратког века трајања, недеградације и једне функције.Тренутно је развијено мноштво нових функционалних филмова додавањем функционалних реагенаса или премаза.

Филм за конверзију светлости:Филм за конверзију светлости мења оптичка својства филма коришћењем агенаса за конверзију светлости као што су ретке земље и нано материјали, и може да конвертује регион ултраљубичастог светла у црвено наранџасто светло и плаво љубичасто светло које захтева фотосинтеза биљака, чиме се повећава принос усева и смањује оштећење усева од ултраљубичастог зрачења и стакленичке фолије у пластичним стакленицима.На пример, широкопојасни стакленички филм од љубичасте у црвену са ВТР-660 агенсом за конверзију светлости може значајно побољшати инфрацрвену пропусност када се примењује у стакленику, ау поређењу са контролним стаклеником, принос парадајза по хектару, витамин Ц и садржај ликопена значајно су повећане за 25,71%, 11,11% и 33,04% респективно.Међутим, тренутно још треба проучити животни век, разградивост и цену новог филма за конверзију светлости.

Разбацано стакло: Раштркано стакло у стакленику је посебан узорак и технологија против рефлексије на површини стакла, која може максимизирати сунчеву светлост у расејану светлост и ући у стакленик, побољшати ефикасност фотосинтезе усева и повећати принос усева.Расипање стакла претвара светлост која улази у стакленик у расејану светлост кроз посебне шаре, а расејана светлост се може равномерније озрачити у стакленик, елиминишући утицај сенке скелета на стакленик.У поређењу са обичним флоат стаклом и ултра-белим флоат стаклом, стандард пропустљивости светлости распршеног стакла је 91,5%, а обичног флоат стакла је 88%.За сваки 1% повећања пропустљивости светлости унутар стакленика, принос се може повећати за око 3%, а растворљиви шећер и витамин Ц у воћу и поврћу су повећани.Расипано стакло у стакленику је прво премазано, а затим каљено, а стопа самоексплозије је већа од националног стандарда и достиже 2‰.

Истраживање и примена нових термоизолационих материјала

Традиционални термоизолациони материјали у стакленицима углавном укључују сламнате простирке, папирни јорган, термоизолациони јорган са иглама, итд., који се углавном користе за унутрашњу и спољашњу топлотну изолацију кровова, изолацију зидова и топлотну изолацију неких уређаја за складиштење и сакупљање топлоте .Већина њих има дефект губитка топлотне изолације услед унутрашње влаге након дуготрајне употребе.Због тога постоји много примена нових материјала високе топлотне изолације, међу којима су нови термоизолациони јорган, уређаји за складиштење топлоте и уређаји за сакупљање топлоте у фокусу истраживања.

Нови термоизолациони материјали се обично праве прерадом и мешањем површинских водоотпорних материјала и материјала отпорних на старење, као што су ткани филм и обложени филц са паперјастим термоизолационим материјалима као што су памук обложен спрејом, разни кашмир и бисерни памук.Памучни термоизолациони јорган пресвучен тканим филмом је тестиран у североисточној Кини.Утврђено је да је додавање 500 г памука премазаног спрејом било еквивалентно перформансама топлотне изолације 4500 г црног филца термоизолационог јоргана на тржишту.Под истим условима, перформансе топлотне изолације 700 г памука обложеног спрејом побољшане су за 1 ~ 2 ℃ у поређењу са 500 г памучног термоизолационог јоргана.У исто време, друге студије су такође откриле да је у поређењу са најчешће коришћеним термоизолационим јорганима на тржишту, ефекат топлотне изолације премазаних памуком и разним кашмирским јорганима бољи, са стопама топлотне изолације од 84,0% и 83,3 %редом.Када је најхладнија спољашња температура -24,4 ℃, унутрашња температура може да достигне 5,4 односно 4,2 ℃.У поређењу са изолационим јорганом од једне сламе, нови композитни изолациони јорган има предности мале тежине, високе стопе изолације, јаке водоотпорности и отпорности на старење, и може се користити као нова врста високоефикасног изолационог материјала за соларне стакленике.

Истовремено, према истраживању термоизолационих материјала за уређаје за сакупљање и складиштење топлоте стакленика, такође је утврђено да када је дебљина иста, вишеслојни композитни термоизолациони материјали имају боље перформансе топлотне изолације од појединачних материјала.Тим професора Ли Јианминга са Универзитета Нортхвест А&Ф дизајнирао је и прегледао 22 врсте термоизолационих материјала уређаја за складиштење воде у стакленицима, као што су вакумска плоча, аерогел и гумени памук, и измерио њихова термичка својства.Резултати су показали да термоизолациони премаз од 80 мм + аерогел + гума-пластика термоизолациони памучни композитни изолациони материјал може смањити расипање топлоте за 0,367 МЈ по јединици времена у поређењу са 80 мм гумено-пластичним памуком, а његов коефицијент преноса топлоте је био 0,283 В/(м2 ·к) када је дебљина комбинације изолације била 100мм.

Материјал за промену фазе је једно од врућих тачака у истраживању материјала за стакленике.Универзитет Нортхвест А&Ф је развио две врсте уређаја за складиштење материјала за промену фазе: један је кутија за складиштење од црног полиетилена, која има величину 50цм×30цм×14цм (дужина×висина×дебљина) и испуњена је материјалима за промену фазе, тако да да може да складишти топлоту и ослобађа топлоту;Друго, развијен је нови тип зидне плоче са променом фазе.Зидна плоча са променом фазе састоји се од материјала за промену фазе, алуминијумске плоче, алуминијумско-пластичне плоче и алуминијумске легуре.Материјал за промену фазе налази се на најцентралној позицији зидне плоче, а његова спецификација је 200мм×200мм×50мм.То је прашкаста чврста супстанца пре и после промене фазе, и нема феномена топљења или течења.Четири зида материјала за промену фазе су алуминијумска плоча и алуминијум-пластична плоча, респективно.Овај уређај може да реализује функције углавном складиштења топлоте током дана и углавном ослобађања топлоте ноћу.

Због тога постоје неки проблеми у примени појединачног термоизолационог материјала, као што су ниска ефикасност топлотне изолације, велики губици топлоте, кратко време складиштења топлоте итд. Због тога се коришћење композитног термоизолационог материјала као термоизолационог слоја и унутрашње и спољашње топлотне изолације. Покривни слој уређаја за складиштење топлоте може ефикасно побољшати перформансе топлотне изолације стакленика, смањити губитак топлоте стакленика и на тај начин постићи ефекат уштеде енергије.

Истраживање и примена новог зида

Као нека врста ограде, зид је важна баријера за заштиту стакленика од хладноће и очување топлоте.Према материјалима и конструкцијама зидова, развој северног зида стакленика се може поделити на три типа: једнослојни зид од земље, цигле и др. и слојевити северни зид од глинене цигле, блок опеке, полистиренске плоче итд., са унутрашњим складиштењем топлоте и спољашњом топлотном изолацијом, а већина ових зидова је дуготрајна и радно интензивна;Због тога се последњих година појавило много нових типова зидова, који су једноставни за изградњу и погодни за брзу монтажу.

Појава монтираних зидова новог типа промовише брз развој склопљених стакленика, укључујући композитне зидове новог типа са спољним водоотпорним материјалима и материјалима против старења као што су филц, бисерни памук, свемирски памук, стаклени памук или рециклирани памук као топлота изолационих слојева, као што су флексибилни састављени зидови од памука везаног спрејом у Синђиангу.Поред тога, друге студије су такође известиле о северном зиду састављеног стакленика са слојем за складиштење топлоте, као што је блок од пшеничног малтера испуњеног циглом у Синђиангу.У истом спољашњем окружењу, када је најнижа спољна температура -20,8 ℃, температура у соларном стакленику са композитним зидом од малтера од пшеничне љуске је 7,5 ℃, док је температура у соларном стакленику са зидом од цигле и бетона 3,2 ℃.Време бербе парадајза у стакленику од цигле може се померити за 16 дана, а принос појединачног пластеника може се повећати за 18,4%.

Тим објекта Нортхвест А&Ф универзитета изнео је идеју дизајна за прављење материјала од сламе, земље, воде, камена и фазе промене у модуле за топлотну изолацију и складиштење топлоте из угла светлости и поједностављеног дизајна зидова, што је промовисало истраживање примене модуларног склопа. зид.На пример, у поређењу са обичним стаклеником од цигле, просечна температура у стакленику је 4,0 ℃ виша по типичном сунчаном дану.Три врсте неорганских модула за промену фазе, који су направљени од материјала за промену фазе (ПЦМ) и цемента, акумулирали су топлоту од 74,5, 88,0 и 95,1 МЈ/м³, а ослобођена топлота од 59,8, 67,8 и 84,2 МЈ/м³, редом.Имају функцију „сечења врха“ дању, „пуњења долине“ ноћу, упијања топлоте лети и ослобађања топлоте зими.

Ови нови зидови се монтирају на лицу места, са кратким роком изградње и дугим веком трајања, који стварају услове за изградњу лаких, поједностављених и брзо монтажних монтажних пластеника, а могу у великој мери да унапреде структурну реформу пластеника.Међутим, постоје неки недостаци у овој врсти зида, као што је памучни термоизолациони јорган спојен спрејом који има одличне перформансе топлотне изолације, али му недостаје капацитет складиштења топлоте, а грађевински материјал са променом фазе има проблем високе цене употребе.У будућности треба појачати истраживање примене монтираног зида.

Нова енергија, нови материјали и нови дизајни помажу да се структура стакленика промени.

Истраживање и иновације нове енергије и нових материјала представљају основу за иновацију у дизајну стакленика.Соларни стакленик који штеди енергију и лучна шупа су највеће структуре шупе у кинеској пољопривредној производњи и играју важну улогу у пољопривредној производњи.Међутим, са развојем кинеске социјалне економије, недостаци две врсте објеката објеката се све више показују.Прво, простор објеката објеката је мали, а степен механизације низак;Друго, соларни стакленик који штеди енергију има добру топлотну изолацију, али је коришћење земљишта ниско, што је еквивалентно замени енергије стакленика земљиштем.Обична лучна шупа не само да има мали простор, већ има и лошу топлотну изолацију.Иако стакленик са више распона има велики простор, има лошу топлотну изолацију и велику потрошњу енергије.Стога је императив истражити и развити структуру стакленика која је погодна за тренутни друштвени и економски ниво Кине, а истраживање и развој нове енергије и нових материјала ће помоћи да се структура стакленика промени и произведе низ иновативних модела или структура стакленика.

Иновативна истраживања о асиметричном стакленику за производњу пива са контролом воде великог распона

Асиметрични стакленик за пиварство са контролом воде (број патента: ЗЛ 201220391214.2) заснован је на принципу стакленика сунчеве светлости, мењајући симетричну структуру обичног пластичног стакленика, повећавајући јужни распон, повећавајући површину осветљења јужног крова, смањујући северни распон и смањење површине расипање топлоте, са распоном од 18~24м и висином гребена од 6~7м.Кроз дизајнерске иновације, просторна структура је значајно повећана.Истовремено, проблеми недовољне топлоте у стакленицима зими и лоше топлотне изолације уобичајених термоизолационих материјала решавају се применом нове технологије производње топлоте биомасе и термоизолационих материјала.Резултати производње и истраживања показују да асиметрични стакленик за производњу пива са контролом воде великог распона, са просечном температуром од 11,7 ℃ по сунчаним данима и 10,8 ℃ по облачним данима, може да задовољи потребе раста усева зими, као и трошкове изградње стакленик је смањен за 39,6%, а стопа искоришћења земљишта је повећана за више од 30% у поређењу са стаклеником од полистиренске цигле, који је погодан за даљу популаризацију и примену у сливу реке Жуте Хуаихе у Кини.

Састављен стакленик сунчеве светлости

Састављени стакленик од сунчеве светлости узима стубове и кровни скелет као носиву конструкцију, а његов зидни материјал је углавном топлотна изолација, уместо лежишта и пасивног складиштења и ослобађања топлоте.Углавном: (1) нови тип монтираног зида се формира комбиновањем различитих материјала као што су обложени филм или челична плоча у боји, блок од сламе, флексибилни термоизолациони јорган, блок од малтера, итд. (2) композитна зидна плоча од префабриковане цементне плоче -полистиренска плоча-цементна плоча;(3) Лагана и једноставна монтажна врста термоизолационих материјала са активним системом за складиштење и ослобађање топлоте и системом за одвлаживање, као што је пластична четвртаста кантица за складиштење топлоте и складиштење топлоте цевовода.Коришћење различитих нових материјала за топлотну изолацију и материјала за складиштење топлоте уместо традиционалног земљаног зида за изградњу соларног стакленика има велики простор и мали грађевински инжењеринг.Експериментални резултати показују да је температура стакленика ноћу зими за 4,5 ℃ виша од оне у традиционалном стакленику од цигле, а дебљина задњег зида је 166 мм.У поређењу са стаклеником од цигле од цигле дебљине 600 мм, заузета површина зида је смањена за 72%, а цена по квадратном метру је 334,5 јуана, што је за 157,2 јуана ниже од цене стакленика од цигле, а цена изградње је значајно опао.Дакле, монтирани стакленик има предности мањег уништавања обрађеног земљишта, уштеде земљишта, велике брзине изградње и дугог века трајања, и представља кључни правац за иновације и развој соларних пластеника у садашњости и будућности.

Клизни стакленик сунчеве светлости

Соларни стакленик за уштеду енергије састављен од скејтборда који је развио Шењанг пољопривредни универзитет користи задњи зид соларног стакленика да формира систем за складиштење топлоте у зиду са циркулацијом воде за складиштење топлоте и подизање температуре, који се углавном састоји од базена (32 м³), плоча за сакупљање светлости (360м²), пумпа за воду, цев за воду и контролер.Флексибилни термоизолациони јорган замењен је новим лаганим челичним плочастим материјалом у боји камене вуне на врху.Истраживање показује да овај дизајн ефикасно решава проблем блокирања светлости забата и повећава простор за улаз светлости у стакленику.Угао осветљења стакленика је 41,5°, што је скоро 16° више од контролног стакленика, чиме се побољшава брзина осветљења.Расподела унутрашње температуре је уједначена, а биљке уредно расту.Предности стакленика су побољшање ефикасности коришћења земљишта, флексибилно пројектовање величине стакленика и скраћивање периода изградње, што је од великог значаја за заштиту ресурса култивисаног земљишта и животне средине.

Фотонапонски стакленик

Пољопривредни стакленик је стакленик који интегрише соларну фотонапонску производњу енергије, интелигентну контролу температуре и модерну високотехнолошку садњу.Он усваја челични коштани оквир и прекривен је соларним фотонапонским модулима како би се осигурали светлосни захтеви фотонапонских модула за производњу енергије и осветљење читавог стакленика.Једносмерна струја коју генерише соларна енергија директно допуњује светлост пољопривредних стакленика, директно подржава нормалан рад опреме стакленика, покреће наводњавање водних ресурса, повећава температуру стакленика и промовише брз раст усева.Фотонапонски модули ће на овај начин утицати на ефикасност осветљења крова стакленика, а потом и на нормалан раст стакленичког поврћа.Стога рационалан распоред фотонапонских панела на крову стакленика постаје кључна тачка примене.Пољопривредни стакленик је производ органске комбинације пољопривреде за разгледање и баштованства, и то је иновативна пољопривредна индустрија која интегрише фотонапонску производњу електричне енергије, пољопривредне разгледање, пољопривредне културе, пољопривредну технологију, пејзаж и културни развој.

Иновативни дизајн групе стакленика са енергетском интеракцијом између различитих типова стакленика

Гуо Вензхонг, истраживач на Пекиншкој академији пољопривредних и шумарских наука, користи методу грејања преноса енергије између стакленика да прикупи преосталу топлотну енергију у једном или више стакленика за загревање другог или више стакленика.Овај начин грејања остварује пренос енергије стаклене баште у времену и простору, побољшава ефикасност коришћења преостале топлотне енергије стакленика и смањује укупну потрошњу енергије за грејање.Ове две врсте пластеника могу бити различите врсте стакленика или исти тип стакленика за садњу разних усева, као што су пластеници салате и парадајза.Методе сакупљања топлоте углавном укључују издвајање топлоте из унутрашњег ваздуха и директно пресретање упадног зрачења.Сакупљањем соларне енергије, принудном конвекцијом измењивачем топлоте и принудном екстракцијом топлотном пумпом, екстрахован је вишак топлоте у високоенергетском стакленику за загревање стакленика.

резимирати

Ови нови соларни стакленици имају предности брзе монтаже, скраћеног периода изградње и побољшане стопе искоришћења земљишта.Због тога је неопходно даље истражити перформансе ових нових пластеника у различитим областима и пружити могућност за масовну популаризацију и примену нових пластеника.Истовремено, потребно је континуирано јачати примену нове енергије и нових материјала у пластеницима, како би се обезбедила снага за структурну реформу пластеника.

Будућа перспектива и размишљање

Традиционални стакленици често имају неке недостатке, као што су висока потрошња енергије, ниска искоришћеност земљишта, дуготрајност и радна снага, лош учинак, итд., који више не могу да задовоље производне потребе савремене пољопривреде, и морају се постепено повећавати. елиминисан.Стога је развојни тренд да се користе нови извори енергије као што су соларна енергија, енергија биомасе, геотермална енергија и енергија ветра, нови материјали за примену у стакленицима и нови дизајн за промовисање структурне промене стакленика.Пре свега, нови стакленик покретан новом енергијом и новим материјалима не само да треба да задовољи потребе механизованог рада, већ и да уштеди енергију, земљиште и трошкове.Друго, потребно је стално истраживати перформансе нових пластеника у различитим областима, како би се обезбедили услови за масовну популаризацију пластеника.У будућности треба даље тражити нову енергију и нове материјале погодне за примену у стакленицима и пронаћи најбољу комбинацију нове енергије, нових материјала и стакленика, како бисмо омогућили изградњу новог стакленика са ниском ценом, кратком изградњом. период, ниска потрошња енергије и одличне перформансе, помажу у промени структуре стакленика и промовишу развој модернизације стакленика у Кини.

Иако је примена нове енергије, нових материјала и нових дизајна у изградњи стакленика неизбежан тренд, још увек постоје многи проблеми које треба проучити и превазићи: (1) Цена изградње расте.У поређењу са традиционалним грејањем на угаљ, природни гас или нафту, примена нове енергије и нових материјала је еколошки прихватљива и без загађења, али је цена изградње значајно повећана, што има одређени утицај на инвестициони опоравак производње и рада. .У поређењу са коришћењем енергије, цена нових материјала ће бити значајно повећана.(2) Нестабилно коришћење топлотне енергије.Највећа предност новог коришћења енергије су ниски оперативни трошкови и ниска емисија угљен-диоксида, али је снабдевање енергијом и топлотом нестабилно, а облачни дани постају највећи ограничавајући фактор у коришћењу соларне енергије.У процесу производње топлоте биомасе ферментацијом, ефективно коришћење ове енергије ограничено је проблемима ниске топлотне енергије ферментације, отежаним управљањем и контролом и великим складишним простором за транспорт сировина.(3) Технолошка зрелост.Ове технологије које користи нова енергија и нови материјали су напредна истраживања и технолошка достигнућа, а њихова област примене и обим су још увек прилично ограничени.Нису прошли много пута, много сајтова и масовне провере праксе, а неминовно постоје неки недостаци и технички садржаји које треба побољшати у примени.Корисници често поричу напредак технологије због мањих недостатака.(4) Стопа продора технологије је ниска.Широка примена научног и технолошког достигнућа захтева извесну популарност.Тренутно, нова енергија, нова технологија и нова технологија пројектовања стакленика су све у тиму научноистраживачких центара на универзитетима са одређеним иновацијским способностима, а већина техничких захтева или дизајнера још увек не зна;Истовремено, популаризација и примена нових технологија су и даље прилично ограничени јер је основна опрема нових технологија патентирана.(5) Интеграцију нове енергије, нових материјала и дизајна структуре стакленика треба додатно ојачати.Пошто енергија, материјали и пројектовање структуре стакленика припадају три различите дисциплине, талентима са искуством у пројектовању стакленика често недостају истраживања о енергији и материјалима у вези са стакленицима, и обрнуто;Стога, истраживачи који се односе на истраживање енергије и материјала треба да ојачају истраживање и разумевање стварних потреба развоја индустрије стакленика, а дизајнери конструкција такође треба да проучавају нове материјале и нову енергију како би промовисали дубоку интеграцију три односа, како би се постигла циљ практичне технологије истраживања стакленика, ниске цене изградње и доброг ефекта употребе.На основу наведених проблема, предлаже се да држава, локалне самоуправе и научноистраживачки центри интензивирају техничка истраживања, спроводе заједничка дубинска истраживања, појачају публицитет научних и технолошких достигнућа, унапреде популаризацију достигнућа и што брже реализују циљ нове енергије и нових материјала за помоћ новом развоју индустрије стакленика.

Цитиране информације

Ли Јианминг, Сун Гуотао, Ли Хаојие, Ли Руи, Ху Иикин.Нова енергија, нови материјали и нови дизајн помажу новој револуцији стакленика [Ј].Поврће, 2022,(10):1-8.