Tecnoloxía de enxeñería agrícola hortícola de invernadoiro 2022-12-02 17:30 Publicado en Pequín

O desenvolvemento de invernadoiros solares en áreas non cultivadas como o deserto, o gobi e a terra areosa resolveu efectivamente a contradición entre alimentos e verduras que compiten pola terra. É un dos factores ambientais decisivos para o crecemento e desenvolvemento de cultivos de temperatura, o que adoita determinar o éxito ou o fracaso da produción de cultivos de invernadoiro. Polo tanto, para desenvolver invernadoiros solares en zonas non cultivadas, primeiro debemos resolver o problema de temperatura ambiental dos invernadoiros. Neste artigo resúmense os métodos de control de temperatura empregados nos invernadoiros terrestres non cultivados nos últimos anos, e analízanse e resúmense os problemas existentes e a dirección da temperatura e a protección ambiental en invernadoiros solares solares non cultivados.

China ten unha gran poboación e menos recursos de terra dispoñibles. Máis do 85% dos recursos terrestres son recursos terrestres non cultivados, que se concentran principalmente no noroeste de China. O documento nº 1 do Comité Central en 2022 sinalou que o desenvolvemento da agricultura das instalacións debería ser acelerado e, sobre a base de protexer o ambiente ecolóxico, debería explorarse a terra vacante e o deserto explotables para desenvolver a agricultura das instalacións. O noroeste de China é rico en deserto, Gobi, Wasteland e outros recursos da terra non cultivados e recursos de luz e calor naturais, adecuados para o desenvolvemento da agricultura de instalacións. Polo tanto, o desenvolvemento e utilización de recursos terrestres non cultivados para desenvolver invernadoiros non cultivados é de gran importancia estratéxica para garantir a seguridade alimentaria nacional e aliviar os conflitos do uso da terra.

Na actualidade, o invernadoiro solar non cultivado é a principal forma de desenvolvemento agrícola de alta eficiencia en terreos non cultivados. No noroeste de China, a diferenza de temperatura entre o día e a noite é grande e a temperatura pola noite no inverno é baixa, o que adoita levar ao fenómeno de que a temperatura mínima interior é inferior á temperatura necesaria para o crecemento normal e o desenvolvemento de cultivos. A temperatura é un dos factores ambientais indispensables para o crecemento e desenvolvemento de cultivos. A temperatura demasiado baixa retardará a reacción fisiolóxica e bioquímica dos cultivos e retardará o seu crecemento e desenvolvemento. Cando a temperatura é inferior ao límite que pode soportar os cultivos, incluso levará a lesións de conxelación. Polo tanto, é particularmente importante asegurar a temperatura necesaria para o crecemento normal e o desenvolvemento de cultivos. Para manter a temperatura adecuada do invernadoiro solar, non é unha única medida que se poida resolver. Debe garantirse dos aspectos do deseño de invernadoiro, a construción, a selección de materiais, a regulación e a xestión diaria. Polo tanto, este artigo resumirá o estado da investigación e o progreso do control de temperatura dos invernadoiros non cultivados en China nos últimos anos a partir dos aspectos do deseño e construción de invernadoiros, a conservación de calor e as medidas de quecemento e a xestión ambiental, para proporcionar unha referencia sistemática para O deseño racional e a xestión de invernadoiros non cultivados.

Estrutura e materiais de invernadoiro

O ambiente térmico do invernadoiro depende principalmente da transmisión, intercepción e capacidade de almacenamento do invernadoiro a radiación solar, que está relacionada co deseño razoable de orientación, forma e material de superficie de transmisión de luz, estrutura e material de tellado de parede e traseira, Illamento de fundación, tamaño de invernadoiro, modo de illamento nocturno e material do tellado dianteiro, etc., e tamén se relaciona se o proceso de construción e construción de invernadoiro pode asegurar a realización efectiva dos requisitos de deseño.

Capacidade de transmisión de luz do tellado dianteiro

A principal enerxía no invernadoiro vén do sol. O aumento da capacidade de transmisión de luz do tellado dianteiro é beneficioso para o invernadoiro para obter máis calor, e tamén é un fundamento importante para garantir o ambiente de temperatura do invernadoiro no inverno. Na actualidade, hai tres métodos principais para aumentar a capacidade de transmisión de luz e o tempo de recepción da luz do tellado dianteiro do invernadoiro.

01 Deseño Orientación de invernadoiro razoable e azimut

A orientación do invernadoiro afecta ao rendemento da iluminación do invernadoiro e á capacidade de almacenamento de calor do invernadoiro. Polo tanto, para obter máis almacenamento de calor no invernadoiro, a orientación de invernadoiros non cultivados no noroeste de China está cara ao sur. Para o azimuto específico de invernadoiro, ao escoller ao sur a leste, é beneficioso "coller o sol" e a temperatura interior aumenta rapidamente pola mañá; Cando se selecciona o sur a oeste, é beneficioso para o invernadoiro facer uso da luz da tarde. A dirección sur é un compromiso entre as dúas situacións anteriores. Segundo o coñecemento da xeofísica, a terra xira 360 ° ao día, e o azimuto do sol móvese aproximadamente 1 ° cada 4 minutos. Polo tanto, cada vez que o azimuto do invernadoiro difire 1 °, o tempo da luz solar directa difire aproximadamente 4 minutos, é dicir, o azimuto do invernadoiro afecta o momento no que o invernadoiro ve luz pola mañá e pola noite.

Cando as horas de luz da mañá e da tarde sexan iguais e o leste ou oeste están no mesmo ángulo, o invernadoiro obterá as mesmas horas de luz. Non obstante, para a área ao norte de 37 ° Latitude norte, a temperatura é baixa pola mañá e o tempo de descuberta de edredón é tarde, mentres que a temperatura é relativamente alta pola tarde e pola noite, polo que é adecuado atrasar o tempo de Pechando o edredón de illamento térmico. Polo tanto, estas áreas deberían escoller sur a oeste e facer un uso total da luz da tarde. Para as áreas con latitude norte de 30 ° ~ 35 °, debido ás mellores condicións de iluminación pola mañá, tamén se pode avanzar o tempo de conservación de calor e cuberta. Polo tanto, estas áreas deberían escoller a dirección do sur ao leste para loitar por máis radiación solar matinal para o invernadoiro. Non obstante, na superficie de 35 ° ~ 37 ° de latitude norte, hai pouca diferenza na radiación solar pola mañá e pola tarde, polo que é mellor escoller a dirección sur. Tanto se se trata do sueste ou do suroeste, o ángulo de desviación é xeralmente de 5 ° ~ 8 ° e o máximo non excederá os 10 °. O noroeste de China atópase no rango de 37 ° ~ 50 ° de latitude norte, polo que o ángulo de azimuto de invernadoiro é xeralmente de sur a oeste. Á vista disto, o invernadoiro da luz solar deseñado por Zhang Jingshe, etc., na zona de Taiyuan, elixiu a orientación de 5 ° ao oeste do sur, o invernadoiro da luz solar construído por Chang Meimei, etc. Na zona de Gobi do Corridor Hexi adoptou a orientación a orientación de 5 ° a 10 ° ao oeste do sur, e o invernadoiro da luz solar construído por Ma zhigui, etc., no norte de Xinjiang, adoptou o orientación de 8 ° ao oeste do sur.

02 Deseña a forma razoable do tellado frontal e o ángulo de inclinación

A forma e a inclinación do tellado dianteiro determinan o ángulo incidente dos raios de sol. Canto menor sexa o ángulo incidente, maior será a transmisión. Sun Juren cre que a forma do tellado dianteiro está determinada principalmente pola relación da lonxitude da superficie de iluminación principal e da pendente traseira. A longa pendente dianteira e a pendente traseira curta son beneficiosas para a iluminación e a conservación de calor do tellado dianteiro. Chen Wei-Qian e outros pensan que o principal tellado de iluminación do invernadoiro solar usado na área de Gobi adopta un arco circular cun radio de 4,5 m, que pode resistir efectivamente ao frío. Zhang Jingshe, etc. Pensa que é máis adecuado usar arco semicircular no tellado dianteiro de invernadoiro en zonas alpinas e de alta latitude. En canto ao ángulo de inclinación do tellado dianteiro, segundo as características de transmisión de luz da película de plástico, cando o ángulo incidente é de 0 ~ 40 °, a reflectividade do tellado dianteiro á luz solar é pequena e cando supera os 40 °, o A reflectividade aumenta significativamente. Polo tanto, tómase 40 ° como o ángulo máximo do incidente para calcular o ángulo de inclinación do tellado dianteiro, de xeito que incluso no solsticio de inverno, a radiación solar pode entrar no invernadoiro na medida. Polo tanto, ao deseñar un invernadoiro solar adecuado para zonas non cultivadas en Wuhai, Mongolia interior, el e outros calcularon o ángulo de inclinación do tellado dianteiro cun ángulo incidente de 40 ° e pensou que sempre que fose superior a 30 °, podería cumprir os requisitos de iluminación de invernadoiro e conservación de calor. Zhang Caihong e outros pensan que ao construír invernadoiros nas zonas non cultivadas de Xinjiang, o ángulo de inclinación do tellado dianteiro de invernadoiros no sur de Xinjiang é de 31 °, mentres que no norte de Xinjiang é de 32 ° ~ 33,5 °.

03 Escolla materiais de cobertura transparentes adecuados.

Ademais da influencia das condicións de radiación solar ao aire libre, as características de transmisión de material e luz da película de invernadoiro tamén son factores importantes que afectan o ambiente de luz e calor do invernadoiro. Na actualidade, a transmisión de luz de películas de plástico como PE, PVC, EVA e PO é diferente debido a diferentes materiais e grosores de películas. En xeral, pódese garantir que a transmisión lixeira de películas que se utilizan durante 1-3 anos estea por riba do 88% en xeral, que debe ser seleccionada segundo a demanda de cultivos de luz e temperatura. Ademais, ademais da transmisión de luz en invernadoiro, a distribución do ambiente lixeiro no invernadoiro tamén é un factor ao que a xente presta cada vez máis atención. Polo tanto, nos últimos anos, o material de transmisión de luz con luz de dispersión mellorada foi moi recoñecido pola industria, especialmente nas áreas con forte radiación solar no noroeste de China. A aplicación dunha película de luz de dispersión mellorada reduciu o efecto de sombreado na parte superior e inferior da marquesina de cultivo, aumentou a luz nas partes medias e inferiores do dosel de cultivos, mellorou as características fotosintéticas de toda a colleita e mostrou un bo efecto de promover a promoción crecemento e aumento da produción.

Deseño razoable do tamaño do invernadoiro

A lonxitude do invernadoiro é demasiado longa ou demasiado curta, o que afectará ao control de temperatura interior. Cando a lonxitude do invernadoiro é demasiado curta, antes do amencer e do solpor, a zona sombreada polo leste e o oeste é grande, o que non é propicio para o quecemento do invernadoiro e, polo seu pequeno volume, afectará o chan interior e o muro absorción e liberación de calor. Cando a lonxitude é demasiado grande, é difícil controlar a temperatura interior e afectará a firmeza da estrutura do invernadoiro e a configuración do mecanismo de rolamento de colchón de conservación de calor. A altura e o intervalo do invernadoiro afectan directamente á luz do día do tellado dianteiro, ao tamaño do espazo invernadoiro e á relación de illamento. Cando a extensión e a lonxitude do invernadoiro están fixadas, aumentar a altura do invernadoiro pode aumentar o ángulo de iluminación do tellado dianteiro desde a perspectiva do ambiente lixeiro, que propicia a transmisión de luz; Desde o punto de vista do ambiente térmico, aumenta a altura da parede e aumenta a área de almacenamento de calor da parede traseira, o que é beneficioso para o almacenamento de calor e a liberación de calor da parede traseira. Ademais, o espazo é grande, a taxa de capacidade de calor tamén é grande e o ambiente térmico do invernadoiro é máis estable. Por suposto, aumentar a altura do invernadoiro aumentará o custo do invernadoiro, o que precisa unha consideración completa. Polo tanto, ao deseñar un invernadoiro, deberiamos escoller unha lonxitude razoable, extensión e altura segundo as condicións locais. Por exemplo, Zhang Caihong e outros pensan que no norte de Xinjiang, a lonxitude do invernadoiro é de 50 ~ 80m, o intervalo é de 7m e a altura do invernadoiro é de 3,9 m, mentres que no sur de Xinjiang, a lonxitude do invernadoiro é de 50 ~ 80m, o O intervalo é de 8m e a altura do invernadoiro é de 3,6 ~ 4,0 m; Tamén se considera que o intervalo de invernadoiro non debe ser inferior a 7m, e cando o intervalo é de 8m, o efecto de conservación de calor é o mellor. Ademais, Chen Weiqian e outros pensan que a lonxitude, o alcance e a altura do invernadoiro solar deberían ser de 80m, 8 ~ 10m e 3,8 ~ 4,2m respectivamente cando se constrúe na área de Gobi de Jiuquan, Gansu.

Mellorar a capacidade de almacenamento de calor e illamento da parede

Durante o día, a parede acumula calor absorbendo a radiación solar e a calor dalgún aire interior. Pola noite, cando a temperatura interior é inferior á temperatura da parede, a parede liberará pasivamente a calor para quentar o invernadoiro. Como principal corpo de almacenamento de calor do invernadoiro, a parede pode mellorar significativamente o ambiente de temperatura nocturna interior mellorando a súa capacidade de almacenamento de calor. Ao mesmo tempo, a función de illamento térmico da parede é a base para a estabilidade do ambiente térmico de invernadoiro. Na actualidade, hai varios métodos para mellorar a capacidade de almacenamento de calor e illamento das paredes.

01 Deseño Estrutura razoable da parede

A función da parede inclúe principalmente o almacenamento de calor e a conservación de calor e, ao mesmo tempo, a maioría das paredes de invernadoiro tamén serven como membros que soportan a carga para apoiar o tellado. Desde o punto de vista da obtención dun bo ambiente térmico, unha estrutura razoable da parede debería ter suficiente capacidade de almacenamento de calor no lado interior e capacidade de conservación de calor suficiente no lado exterior, ao tempo que reduce as pontes frías innecesarias. Na investigación do almacenamento e illamento de calor da parede, Bao Encai e outros deseñaron o muro de almacenamento de calor pasivo de area solidificado na zona do deserto de Wuhai, Mongolia interior. O ladrillo poroso usouse como capa de illamento no exterior e usouse area solidificada como capa de almacenamento de calor por dentro. A proba demostrou que a temperatura interior podería chegar a 13,7 ℃ nos días soleados. Ma Yuehong, etc. Deseñou unha parede composta de bloque de morteiro de trigo no norte de Xinjiang, na que o tempo rápido se enche en bloques de morteiro, xa que unha capa de almacenamento de calor e as bolsas de escoria están amoreadas ao aire libre como capa de illamento. O muro de bloque oco deseñado por Zhao Peng, etc. Na zona de Gobi, na provincia de Gansu, usa un taboleiro de benceno de 100 mm de grosor como capa de illamento no exterior e area e ladrillo de bloque oco como capa de almacenamento de calor por dentro. A proba mostra que a temperatura media no inverno é superior a 10 ℃ pola noite, e a rexeneración de chai, etc. tamén usa area e grava como capa de illamento e capa de almacenamento de calor da parede na zona de Gobi da provincia de Gansu. En termos de reducir as pontes frías, Yan Junyue, etc. deseñou unha parede traseira lixeira e simplificada, que non só mellorou a resistencia térmica da parede, senón que tamén mellorou a propiedade de selado da parede pegando a placa de poliestireno no exterior da parte traseira parede; Wu Letian, etc. Establece un feixe de anel de formigón armado por encima do fundamento da parede de invernadoiro e usou estampado de ladrillo trapezoidal xusto por encima do feixe de anel para soportar o tellado traseiro, que resolveu o problema que as fisuras e a subsidencia da fundación son fáciles de ocorrer en verdes en Hotian, Xinjiang, afectando así ao illamento térmico de invernadoiros.

02 Escolla materiais de almacenamento de calor e illamento adecuados.

O efecto de almacenamento de calor e illamento da parede depende primeiro da elección de materiais. No Northwest Desert, Gobi, Sandy Land e outras áreas, segundo as condicións do sitio, os investigadores tomaron materiais locais e fixeron intentos atrevidos de deseñar moitos tipos diferentes de paredes traseiras de invernadoiros solares. Por exemplo, cando Zhang Guosen e outros construíron invernadoiros en campos de area e grava en Gansu, area e grava usáronse como capas de almacenamento de calor e illamento de paredes; Segundo as características de Gobi e deserto no noroeste de China, Zhao Peng deseñou unha especie de muro de bloque oco con pedra arenisca e bloque oco como materiais. A proba mostra que a temperatura media nocturna interior é superior a 10 ℃. Á vista da escaseza de materiais de construción como ladrillos e arxila na rexión de Gobi do noroeste de China, Zhou Changji e outros descubriron que os invernadoiros locais adoitan usar seixos como materiais de parede cando investigan os invernadoiros solares na rexión gobi de Kizilsu Kirgiz, Xinjiang. Á vista do rendemento térmico e da resistencia mecánica de Pebble, o invernadoiro construído con Pebble ten un bo rendemento en termos de conservación de calor, almacenamento de calor e rodamento de carga. Do mesmo xeito, Zhang Yong, etc. tamén usa seixos como material principal da parede, e deseñou unha parede traseira de almacenamento de calor independente en Shanxi e outros lugares. A proba mostra que o efecto de almacenamento de calor é bo. Zhang etc. deseñou unha especie de muro de pedra arenisca segundo as características da zona do noroeste de Gobi, que pode aumentar a temperatura interior en 2,5 ℃. Ademais, Ma Yuehong e outros probaron a capacidade de almacenamento de calor da parede de area chea de bloques, a parede de bloque e a parede de ladrillo en Hotian, Xinjiang. Os resultados demostraron que a parede de area chea de bloque tiña a maior capacidade de almacenamento de calor. Ademais, para mellorar o rendemento de almacenamento de calor da parede, os investigadores desenvolven activamente novos materiais e tecnoloxías de almacenamento de calor. Por exemplo, Bao Encai propuxo un material de axente de curado de cambio de fase, que se pode usar para mellorar a capacidade de almacenamento de calor da parede traseira do invernadoiro solar en zonas non cultivadas do noroeste. A medida que a exploración de materiais locais, tamén se usan como materiais de parede, pero estes materiais normalmente só teñen a función de conservación de calor e non ten capacidade de almacenamento de calor. En xeral, as paredes cheas de grava e os bloques teñen unha boa capacidade de almacenamento de calor e illamento.

03 Aumenta adecuadamente o grosor da parede

Normalmente, a resistencia térmica é un índice importante para medir o rendemento de illamento térmico da parede, e o factor que afecta á resistencia térmica é o grosor da capa de material ademais da condutividade térmica do material. Polo tanto, a partir da selección de materiais de illamento térmico apropiados, aumentar adecuadamente o grosor da parede pode aumentar a resistencia térmica global da parede e reducir a perda de calor pola parede, aumentando así o illamento térmico e a capacidade de almacenamento de calor da parede e todo o invernadoiro. Por exemplo, en Gansu e noutras zonas, o grosor medio do muro de sacos de area na cidade de Zhangye é de 2,6m, mentres que o do muro de mampostería de morteiro na cidade de Jiuquan é de 3,7 millóns. Canto máis grosa sexa a parede, maior é a súa capacidade de illamento térmico e almacenamento de calor. Non obstante, as paredes demasiado grosas aumentarán a ocupación da terra e o custo da construción de invernadoiros. Polo tanto, desde a perspectiva de mellorar a capacidade de illamento térmico, tamén debemos dar prioridade a seleccionar materiais altos de illamento térmico con baixa condutividade térmica, como poliestireno, poliuretano e outros materiais, e logo aumentar o grosor adecuadamente.

Deseño razoable do tellado traseiro

Para o deseño do tellado traseiro, a principal consideración non é provocar a influencia do sombreado e mellorar a capacidade de illamento térmico. Para reducir a influencia do sombreado no tellado traseiro, a configuración do seu ángulo de inclinación baséase principalmente no feito de que o tellado traseiro pode recibir luz solar directa durante o día cando se plantan e producen cultivos. Polo tanto, o ángulo de elevación do tellado traseiro é xeralmente elixido para ser mellor que o ángulo de altitude solar local do solsticio de inverno de 7 ° ~ 8 °. Por exemplo, Zhang Caihong e outros pensan que cando se constrúen invernadoiros solares en zonas terrestres de Gobi e salina-alcalas en Xinjiang, a lonxitude proxectada do tellado posterior é de 1,6m, polo que o ángulo de inclinación do tellado é de 40 ° no sur de Xinjiang e 45 ° no norte de Xinjiang. Chen Wei-Qian e outros pensan que o tellado traseiro do invernadoiro solar na zona de Jiuquan Gobi debería inclinarse a 40 °. Para o illamento térmico do tellado traseiro, a capacidade de illamento térmico debe asegurarse principalmente na selección de materiais de illamento térmico, o deseño de grosor necesario e a articulación razoable de materiais de illamento térmico durante a construción.

Reducir a perda de calor do solo

Durante a noite de inverno, debido a que a temperatura do chan interior é superior á do chan exterior, a calor do chan interior será transferida ao aire libre por condución de calor, provocando a perda de calor de invernadoiro. Hai varias formas de reducir a perda de calor do solo.

01 Illamento do solo

O chan afúndese correctamente, evitando a capa de solo conxelado e usando o chan para a conservación de calor. Por exemplo, o invernadoiro solar "1448 de tres materiais-un corpo" desenvolvido por rexeneración Chai e outras terras non cultivadas no corredor Hexi foi construída escavando 1m de abaixo, evitando eficazmente a capa de solo conxelado; Segundo o feito de que a profundidade do solo conxelado na área de Turpan é de 0,8 m, Wang Huamin e outros suxeriron cavar 0,8M para mellorar a capacidade de illamento térmico do invernadoiro. Cando Zhang Guosen, etc. construíu a parede traseira do invernadoiro solar de cavación de dobre arquivo de dobre arco en terra non aratable, a profundidade de escavación era de 1m. O experimento demostrou que a temperatura máis baixa da noite aumentou 2 ~ 3 ℃ en comparación co invernadoiro solar tradicional de segunda xeración.

02 Fundación Protección en frío

O método principal é cavar unha gabia a proba de frío ao longo da parte da fundación do tellado dianteiro, encher materiais de illamento térmico ou enterrar continuamente materiais de illamento térmico baixo terra ao longo da parte da parede da fundación, que teñen como obxectivo reducir a perda de calor causada por Transferencia de calor polo chan na parte límite do invernadoiro. Os materiais de illamento térmico empregados baséanse principalmente nas condicións locais do noroeste de China e pódense obter localmente, como feno, escoria, la de rocha, taboleiro de poliestireno, palla de millo, estrume de cabalo, follas caídas, herba rota, serrín, herbas daniñas, palla, etc.

03 Mulch Film

Ao cubrir a película de plástico, a luz solar pode chegar ao chan a través da película de plástico durante o día e o chan absorbe a calor do sol e quenta. Ademais, a película de plástico pode bloquear a radiación de onda longa reflectida polo chan, reducindo así a perda de radiación do chan e aumentando o almacenamento de calor do chan. Pola noite, a película de plástico pode dificultar o intercambio de calor convectivo entre o chan e o aire interior, reducindo así a perda de calor do chan. Ao mesmo tempo, a película de plástico tamén pode reducir a perda de calor latente causada pola evaporación da auga do solo. Wei Wenxiang cubriu o invernadoiro con película de plástico na meseta de Qinghai, e o experimento demostrou que a temperatura do chan podería ser elevada aproximadamente 1 ℃.

Fortalecer o rendemento do illamento térmico do tellado dianteiro

O tellado dianteiro do invernadoiro é a principal superficie de disipación de calor e a calor perdida representa máis do 75% da perda de calor total no invernadoiro. Polo tanto, fortalecer a capacidade de illamento térmico do tellado dianteiro do invernadoiro pode reducir eficazmente a perda polo tellado dianteiro e mellorar o ambiente de temperatura do inverno do invernadoiro. Na actualidade, hai tres medidas principais para mellorar a capacidade de illamento térmico do tellado dianteiro.

01 Adoptase a cuberta transparente de varias capas.

Estruturalmente, empregando películas de dobre capa ou película de tres capas como a superficie de transmisión de luz do invernadoiro pode mellorar eficazmente o rendemento de illamento térmico do invernadoiro. Por exemplo, Zhang Guosen e outros deseñaron un invernadoiro solar de tipo de dobre película de dobre arco na zona de Gobi da cidade de Jiuquan. O exterior do tellado dianteiro do invernadoiro está feito de película EVA, e o interior do invernadoiro está feito de película anti-envellecemento sen goteo de PVC. Os experimentos mostran que en comparación co invernadoiro solar tradicional de segunda xeración, o efecto de illamento térmico é excelente e a temperatura máis baixa durante a noite aumenta en 2 ~ 3 ℃ de media. Do mesmo xeito, Zhang Jingshe, etc. tamén deseñou un invernadoiro solar con cobertura de películas dobres para as características climáticas de alta latitude e áreas frías graves, o que mellorou significativamente o illamento térmico do invernadoiro. En comparación co invernadoiro de control, a temperatura nocturna aumentou en 3 ℃. Ademais, Wu Letian e outros intentaron usar tres capas de película EVA de 0,1 mm de grosor no tellado dianteiro do invernadoiro solar deseñado na zona do deserto hetiano, Xinjiang. A película de varias capas pode reducir eficazmente a perda de calor do tellado dianteiro, pero porque a transmisión de luz da película dunha soa capa é basicamente aproximadamente o 90%, a película de varias capas levará naturalmente á atenuación da transmisión de luz. Polo tanto, ao seleccionar a cuberta de transmisión de luz de varias capas, é necesario ter en conta as condicións de iluminación e os requisitos de iluminación dos invernadoiros.

02 Fortalece o illamento nocturno do tellado dianteiro

A película de plástico úsase no tellado dianteiro para aumentar a transmisión de luz durante o día, e convértese no lugar máis débil en todo o invernadoiro durante a noite. Polo tanto, cubrir a superficie exterior do tellado dianteiro con groso edredón de illamento térmico composto é unha medida de illamento térmico necesario para os invernadoiros solares. Por exemplo, na rexión alpina de Qinghai, Liu Yanjie e outros usaron cortinas de palla e papel kraft como colchas de illamento térmico para experimentos. Os resultados da proba demostraron que a temperatura interior máis baixa no invernadoiro pola noite podería alcanzar por encima dos 7,7 ℃. Ademais, Wei Wenxiang cre que a perda de calor de invernadoiro pode reducirse en máis dun 90% mediante cortinas de herba dobre ou papel de kraft fóra de cortinas de herba para o illamento térmico nesta zona. Ademais, zou ping, etc. Usado edredón de illamento térmico de feltro de feixe reciclado no invernadoiro solar na rexión de Gobi de Xinjiang, e Chang Meimei, etc. Illamento térmico usado Sandwich de algodón térmico Illamento no invernadoiro solar na rexión gobi de Gobi de Corredor Hexi. Na actualidade, hai moitos tipos de colchas de illamento térmico empregadas nos invernadoiros solares, pero a maioría están feitos de feltro agullado, algodón pulverizado, algodón de perlas, etc., con capas de superficie impermeable ou anti-envellecemento nos dous lados. Segundo o mecanismo de illamento térmico de edredón de illamento térmico, para mellorar o seu rendemento de illamento térmico, deberiamos comezar a mellorar a súa resistencia térmica e reducir o seu coeficiente de transferencia de calor e as medidas principais son reducir a condutividade térmica dos materiais, aumentar o grosor de Capas de material ou aumentan o número de capas de material, etc. Polo tanto, na actualidade, moitas veces se fai o material básico de edredón de illamento térmico con alto rendemento de illamento térmico Materiais compostos multicapa. Segundo a proba, o coeficiente de transferencia de calor do edredón de illamento térmico con alto rendemento de illamento térmico na actualidade pode chegar a 0,5W/(M2 ℃), o que proporciona unha mellor garantía para o illamento térmico de invernadoiros en zonas frías no inverno. Por suposto, a zona do noroeste é vento e polvoriento, e a radiación ultravioleta é forte, polo que a capa superficial de illamento térmico debería ter un bo rendemento anti-envellecemento.

03 Engade unha cortina de illamento térmico interno.

Aínda que o tellado dianteiro do invernadoiro da luz solar está cuberto cun edredón de illamento térmico externo durante a noite, no que a outras estruturas de todo o invernadoiro se refire, o tellado dianteiro segue sendo un lugar débil para todo o invernadoiro pola noite. Polo tanto, o equipo do proxecto de "Tecnoloxía de estrutura e construción de invernadoiro en terreos non arables do noroeste" deseñou un sinxelo sistema de enrolamento de illamento térmico interno (figura 1), cuxa estrutura consiste nunha cortina térmica interna fixa no pé dianteiro e Unha cortina de illamento térmico interno móbil no espazo superior. A cortina de illamento térmico de móbiles superior ábrese e dobre na parede traseira do invernadoiro durante o día, que non afecta á iluminación do invernadoiro; O edredón de illamento térmico fixo na parte inferior xoga o papel do selado durante a noite. O deseño de illamento interno é bo e fácil de operar e tamén pode desempeñar o papel de sombreado e arrefriamento no verán.

Tecnoloxía de quecemento activo

Por mor da baixa temperatura no inverno no noroeste de China, se só dependemos da conservación de calor e do almacenamento de calor nos invernadoiros, aínda non podemos cumprir os requisitos da produción de sobrevestimento de cultivos nalgún clima frío, polo que tamén son algunhas medidas de quecemento activas preocupado.

Sistema de almacenamento de enerxía solar e liberación de calor

É unha razón importante que a parede leva as funcións de conservación de calor, almacenamento de calor e rodamento de carga, o que leva ao elevado custo de construción e á baixa taxa de utilización de terreos de invernadoiros solares. Polo tanto, a simplificación e montaxe de invernadoiros solares debe ser unha dirección de desenvolvemento importante no futuro. Entre eles, simplificar a función da parede é liberar a función de almacenamento de calor e liberación da parede, de xeito que a parede traseira só leva a función de conservación de calor, que é un xeito eficaz de simplificar o desenvolvemento. Por exemplo, o sistema de almacenamento e liberación de calor activo de Fang Hui (figura 2) é amplamente utilizado en áreas non cultivadas como Gansu, Ningxia e Xinjiang. O seu dispositivo de recollida de calor está colgado na parede norte. Durante o día, a calor recollida polo dispositivo de recollida de calor almacénase no corpo de almacenamento de calor mediante a circulación do medio de almacenamento de calor, e pola noite, a calor é liberada e quentada pola circulación do medio de almacenamento de calor, dando conta así Transferencia de calor no tempo e no espazo. Os experimentos mostran que a temperatura mínima no invernadoiro pode ser elevada por 3 ~ 5 ℃ mediante este dispositivo. Wang Zhiwei, etc. Presenta un sistema de calefacción de cortinas de auga para o invernadoiro solar no sur da zona do deserto de Xinjiang, que pode aumentar a temperatura do invernadoiro en 2,1 ℃ pola noite.

Ademais, Bao encai, etc. deseñou un sistema de circulación de almacenamento de calor activo para a parede norte. Durante o día, a través da circulación de ventiladores axiais, o aire quente interior flúe a través do conduto de transferencia de calor incrustado na parede norte e o conduto de transferencia de calor intercambia calor coa capa de almacenamento de calor dentro da parede, o que mellora significativamente a capacidade de almacenamento de calor de a parede. Ademais, o sistema de almacenamento de calor de cambio de fase solar deseñado por Yan Yantao, etc. almacena calor nos materiais de cambio de fase a través de colectores solares durante o día e logo disipa a calor en aire interior mediante a circulación do aire durante a noite, o que pode aumentar o temperatura media por 2,0 ℃ pola noite. As tecnoloxías e equipos de utilización de enerxía solar anteriores teñen as características da economía, o aforro de enerxía e o baixo carbono. Despois da optimización e mellora, deberían ter unha boa perspectiva de aplicación nas áreas con abundantes recursos de enerxía solar no noroeste de China.

Outras tecnoloxías de calefacción auxiliares

01 Calefacción de enerxía de biomasa

A cama, a palla, o esterco de vaca, o esterco de ovella e o esterco de aves mestúranse con bacterias biolóxicas e enterran no chan no invernadoiro. Durante o proceso de fermentación xérase moita calor e xéranse moitas cepas beneficiosas, materia orgánica e CO2 durante o proceso de fermentación. As cepas beneficiosas poden inhibir e matar unha variedade de xermes e poden reducir a aparición de enfermidades e pragas de efecto invernadoiro; A materia orgánica pode converterse en fertilizante para os cultivos; O CO2 producido pode mellorar a fotosíntese dos cultivos. Por exemplo, Wei Wenxiang enterrou fertilizantes orgánicos quentes como estrume de cabalo, estrume de vaca e estrume de ovellas no chan interior no invernadoiro solar na meseta de Qinghai, que aumentou efectivamente a temperatura do chan. No invernadoiro solar na zona do deserto de Gansu, Zhou Zhilong usou a palla e o fertilizante orgánico para fermentar entre cultivos. A proba demostrou que a temperatura do invernadoiro podería incrementarse en 2 ~ 3 ℃.

02 Calefacción de carbón

Hai cociña artificial, calefactor de auga para aforrar enerxía e calefacción. Por exemplo, despois da investigación na meseta de Qinghai, Wei Wenxiang descubriu que o calefacción artificial do forno foi usado principalmente localmente. Este método de calefacción ten as vantaxes dun calefacción máis rápido e un efecto de calefacción evidente. Non obstante, produciranse gases nocivos como SO2, CO e H2S no proceso de queima de carbón, polo que é necesario facer un bo traballo para descargar gases nocivos.

03 Calefacción eléctrica

Use fío de calefacción eléctrica para quentar o tellado dianteiro do invernadoiro ou use calefactor eléctrico. O efecto de calefacción é notable, o uso é seguro, non se xeran contaminantes no invernadoiro e o equipo de calefacción é fácil de controlar. Chen Weiqian e outros pensan que o problema de conxelar os danos no inverno na zona de Jiuquan dificulta o desenvolvemento da agricultura local de Gobi e os elementos de calefacción eléctrica pódense usar para quentar o invernadoiro. Non obstante, debido ao uso de recursos de enerxía eléctrica de alta calidade, o consumo de enerxía é elevado e o custo é elevado. Suxírese que debe usarse como medio temporal de calefacción de emerxencia en tempo frío extremo.

Medidas de xestión ambiental

No proceso de produción e uso do invernadoiro, o equipo completo e o funcionamento normal non poden asegurar eficazmente que o seu ambiente térmico cumpra os requisitos de deseño. De feito, o uso e xestión de equipos a miúdo xogan un papel clave na formación e mantemento do ambiente térmico, o máis importante do que é a xestión diaria do edredón e do ventilación de illamento térmico.

Xestión do edredón de illamento térmico

O edredón de illamento térmico é a clave para o illamento térmico nocturno do tellado dianteiro, polo que é extremadamente importante perfeccionar a súa xestión e mantemento diario, especialmente os seguintes problemas deben prestarse atención a: . O tempo de apertura e peche do edredón de illamento térmico non só afecta o tempo de iluminación do invernadoiro, senón que tamén afecta o proceso de calefacción no invernadoiro. Abrir e pechar o edredón de illamento térmico demasiado cedo ou demasiado tarde non é propicio para a recollida de calor. Pola mañá, se a colcha é descuberta demasiado cedo, a temperatura interior caerá demasiado por mor da baixa temperatura exterior e a luz débil. Pola contra, se o tempo de descubrir a colcha é demasiado tarde, o tempo de recibir luz no invernadoiro acurtarase e o tempo de subida da temperatura interior demorarase. Pola tarde, se o edredón de illamento térmico está desactivado demasiado cedo, reducirase o tempo de exposición interior e reducirase o almacenamento de calor de solo e paredes interiores. Pola contra, se a conservación de calor está desactivada demasiado tarde, a disipación de calor do invernadoiro aumentarase debido á baixa temperatura exterior e á luz débil. Polo tanto, en xeral, cando o edredón de illamento térmico está activado pola mañá, é aconsellable que a temperatura aumente despois de 1 ~ 2 ℃ caída, mentres que cando se apaga a colcha de illamento térmico, é aconsellable que a temperatura aumente Despois de 1 ~ 2 ℃ Drop. ② Ao pechar o edredón de illamento térmico, preste atención para observar se o edredón de illamento térmico cobre todos os tellados dianteiros e axustalos a tempo se hai un oco. ③ Despois de que o edredón de illamento térmico estea completamente derrubado, comprobe se a parte inferior foi compactada, para evitar que o efecto de conservación de calor sexa levantado polo vento durante a noite. ④ Comprobe e manteña o edredón de illamento térmico no tempo, especialmente cando a colcha de illamento térmico está danada, repara ou substitúea a tempo. ⑤ Preste atención ás condicións meteorolóxicas a tempo. Cando haxa choiva ou neve, cubra o edredón de illamento térmico no tempo e elimina a neve a tempo.

Xestión de aberturas

O propósito da ventilación no inverno é axustar a temperatura do aire para evitar a temperatura excesiva ao redor do mediodía; O segundo é eliminar a humidade interior, reducir a humidade do aire no invernadoiro e controlar pragas e enfermidades; O terceiro é aumentar a concentración de CO2 interior e promover o crecemento das colleitas. Non obstante, a ventilación e a conservación da calor son contraditorias. Se a ventilación non se xestiona correctamente, probablemente levará a problemas de baixa temperatura. Polo tanto, cando e canto tempo para abrir as aberturas hai que axustarse dinámicamente segundo as condicións ambientais do invernadoiro en calquera momento. Nas áreas non cultivadas do noroeste, a xestión de aberturas de invernadoiro divídese principalmente en dúas formas: operación manual e simple ventilación mecánica. Non obstante, o tempo de apertura e o tempo de ventilación das aberturas baséanse principalmente no xuízo subxectivo das persoas, polo que pode ocorrer que as aberturas se abran demasiado cedo ou demasiado tarde. Para resolver os problemas anteriores, Yin Yilei, etc. deseñou un dispositivo de ventilación intelixente do tellado, que pode determinar o tempo de apertura e o tamaño de apertura e peche dos buracos de ventilación segundo os cambios do ambiente interior. Co afondamento da investigación sobre a lei de cambio ambiental e a demanda de cultivos, así como a popularización e progreso de tecnoloxías e equipos como a percepción ambiental, a recollida da información, a análise e o control, a automatización da xestión da ventilación nos invernadoiros solares debería ser un importante dirección de desenvolvemento no futuro.

Outras medidas de xestión

No proceso de uso de varios tipos de películas de galpón, a súa capacidade de transmisión de luz debilitarase gradualmente e a velocidade de debilitamento non só está relacionada coas súas propias propiedades físicas, senón tamén relacionada co ambiente e a xestión circundantes durante o uso. No proceso de uso, o factor máis importante que leva ao descenso do rendemento da transmisión de luz é a contaminación da superficie da película. Polo tanto, é extremadamente importante realizar limpeza e limpeza regular cando as condicións o permiten. Ademais, a estrutura do recinto do invernadoiro debe comprobarse regularmente. Cando hai unha fuga na parede e no tellado dianteiro, debería repararse a tempo para evitar que o invernadoiro estea afectado pola infiltración do aire frío.

Problemas e dirección de desenvolvemento existentes

Os investigadores exploraron e estudaron a tecnoloxía de conservación e almacenamento de calor, a tecnoloxía de xestión e os métodos de quecemento dos invernadoiros en zonas non cultivadas do noroeste durante moitos anos, que basicamente se deron conta da produción de verduras, mellorou moito a capacidade do invernadoiro para resistir a lesión de baixa temperatura a lesión de refrixeración a baixa temperatura a temperatura a temperatura baixa temperatura , e basicamente déronse conta da produción de verduras. Fixo unha contribución histórica para aliviar a contradición entre alimentos e verduras que compiten pola terra en China. Non obstante, aínda hai os seguintes problemas na tecnoloxía de garantía de temperatura no noroeste de China.

Tipos de invernadoiro para ser actualizados

Na actualidade, os tipos de invernadoiros seguen sendo os comúns construídos a finais do século XX e principios deste século, con estrutura sinxela, deseño razoable, mala capacidade para manter o ambiente térmico de invernadoiro e resistir aos desastres naturais e a falta de estandarización. Polo tanto, no futuro deseño de invernadoiro, a forma e a inclinación do tellado dianteiro, o ángulo de azimut do invernadoiro, a altura da parede traseira, a profundidade do afundimento do invernadoiro, etc. e características climáticas. Ao mesmo tempo, só se pode plantar un cultivo nun invernadoiro na medida do posible, de xeito que a correspondencia de invernadoiros normalizada pode realizarse segundo os requirimentos de luz e temperatura dos cultivos plantados.

A escala de invernadoiro é relativamente pequena.

Se a escala de invernadoiro é demasiado pequena, afectará á estabilidade do ambiente térmico de invernadoiro e ao desenvolvemento da mecanización. Co aumento gradual do custo laboral, o desenvolvemento de mecanización é unha dirección importante no futuro. Polo tanto, no futuro, debemos basearnos no nivel de desenvolvemento local, ter en conta as necesidades do desenvolvemento de mecanización, deseñar racionalmente o espazo interior e a disposición de invernadoiros, acelerar a investigación e o desenvolvemento de equipos agrícolas adecuados para as áreas locais e Mellora a taxa de mecanización da produción de invernadoiro. Ao mesmo tempo, segundo as necesidades de cultivos e patróns de cultivo, os equipos relevantes deberían combinarse cos estándares e deberían promoverse a investigación e desenvolvemento integrado, a innovación e a popularización da ventilación, redución de humidade, conservación de calor e calefacción.

O grosor de paredes como area e bloques ocos aínda é groso.

Se a parede é demasiado espesa, aínda que o efecto de illamento é bo, reducirá a taxa de utilización do solo, aumentará o custo e a dificultade da construción. Polo tanto, no futuro desenvolvemento, por un lado, o grosor da parede pódese optimizar científicamente segundo as condicións climáticas locais; Por outra banda, deberiamos promover a luz e o desenvolvemento simplificado da parede traseira, de xeito que a parede traseira do invernadoiro só conserva a función da conservación de calor, use coleccionistas solares e outros equipos para substituír o almacenamento de calor e a liberación da parede . Os coleccionistas solares teñen as características da alta eficiencia da recollida de calor, a forte capacidade de recollida de calor, o aforro de enerxía, o baixo carbono, etc. Pola noite, con maior eficiencia de utilización de calor.

Hai que desenvolver un edredón especial de illamento térmico.

O tellado dianteiro é o principal corpo de disipación de calor no invernadoiro e o rendemento de illamento térmico do edredón de illamento térmico afecta directamente ao ambiente térmico interior. Na actualidade, o ambiente de temperatura de invernadoiro nalgunhas áreas non é bo, en parte porque o edredón de illamento térmico é demasiado delgado, e o rendemento de illamento térmico dos materiais é insuficiente. Ao mesmo tempo, o edredón de illamento térmico aínda ten algúns problemas, como a mala capacidade impermeable e o esquí, o envellecemento doado dos materiais da superficie e do núcleo, etc. Polo tanto, no futuro, os materiais de illamento térmico apropiados deberían seleccionarse científicamente segundo o local As características e requisitos climáticos, e os produtos de edredón de illamento térmico especiais adecuados para o uso local e a popularización deben ser deseñados e desenvolvidos.

Final

Información citada

Luo Ganliang, Cheng Jieyu, Wang Pingzhi, etc. Estado de investigación da tecnoloxía de garantía de temperatura ambiental do invernadoiro solar en terreos non cultivados do noroeste [J]. Tecnoloxía de Enxeñaría Agrícola, 2022,42 (28): 12-20.