Tecnologia di ingegneria agricola orticole della serra 2022-12-02 17:30 Pubblicato a Pechino

Lo sviluppo di serre solari in aree non coltivate come Desert, Gobi e Sandy Land ha effettivamente risolto la contraddizione tra cibo e verdure in competizione per la terra. È uno dei fattori ambientali decisivi per la crescita e lo sviluppo delle colture di temperatura, che spesso determina il successo o il fallimento della produzione di colture in serra. Pertanto, per sviluppare serre solari in aree non coltivate, dobbiamo prima risolvere il problema della temperatura ambientale delle serre. In questo articolo, gli ultimi anni sono riassunti i metodi di controllo della temperatura utilizzati nelle serre di terra non coltivate e vengono riassunti e riassunti i problemi esistenti e la direzione di sviluppo della temperatura e della protezione ambientale nelle serre solari non coltivate.

La Cina ha una grande popolazione e risorse terrestri meno disponibili. Più dell'85% delle risorse terrestri sono risorse terrestri non coltivate, che sono principalmente concentrate nel nord-ovest della Cina. Il documento n. 1 del Comitato centrale nel 2022 ha sottolineato che lo sviluppo dell'agricoltura delle strutture dovrebbe essere accelerato e, sulla base della protezione dell'ambiente ecologico, dovrebbero essere esplorati le terre vacanti sfruttabili e le terre desolate per sviluppare l'agricoltura delle strutture. La Cina nord-occidentale è ricca di deserto, gobi, terra desolata e altre risorse terrestri non coltivate e risorse di luce e calore naturali, che sono adatte allo sviluppo dell'agricoltura delle strutture. Pertanto, lo sviluppo e l'utilizzo di risorse terrestri non coltivate per sviluppare serre di terra non coltivate è di grande significato strategico per garantire la sicurezza alimentare nazionale e alleviare i conflitti di uso del suolo.

Allo stato attuale, la serra solare non coltivata è la forma principale di sviluppo agricolo ad alta efficienza in terreni non coltivati. Nel nord -ovest della Cina, la differenza di temperatura tra giorno e notte è grande e la temperatura di notte in inverno è bassa, il che spesso porta al fenomeno che la temperatura minima interna è inferiore alla temperatura richiesta per la normale crescita e lo sviluppo raccolti. La temperatura è uno dei fattori ambientali indispensabili per la crescita e lo sviluppo delle colture. La temperatura troppo bassa rallenterà la reazione fisiologica e biochimica delle colture e rallenterà la loro crescita e sviluppo. Quando la temperatura è inferiore al limite che le colture possono sopportare, porterà anche a lesioni da congelamento. Pertanto, è particolarmente importante garantire la temperatura richiesta per la normale crescita e lo sviluppo delle colture. Per mantenere la corretta temperatura della serra solare, non è una singola misura che può essere risolta. Deve essere garantito dagli aspetti della progettazione della serra, della costruzione, della selezione dei materiali, della regolamentazione e della gestione quotidiana. Pertanto, questo articolo riassumerà lo stato di ricerca e il progresso del controllo della temperatura delle serre non coltivate in Cina negli ultimi anni dagli aspetti della progettazione e della costruzione delle serre, delle misure di conservazione del calore e del riscaldamento e della gestione ambientale, in modo da fornire un riferimento sistematico per La progettazione e la gestione razionali delle serre non coltivate.

Struttura e materiali in serra

L'ambiente termico della serra dipende principalmente dalla trasmissione, dall'intercettazione e dalla capacità di stoccaggio della serra alle radiazioni solari, che è correlata al design ragionevole dell'orientamento della serra, della forma e del materiale della superficie di trasmissione della luce, della struttura e del materiale della parete e del tetto L'isolamento della fondazione, le dimensioni della serra, la modalità di isolamento notturna e il materiale del tetto anteriore, ecc., E si riferiscono anche al fatto che il processo di costruzione e costruzione della serra può garantire la realizzazione efficace dei requisiti di progettazione.

Capacità di trasmissione della luce del tetto anteriore

L'energia principale nella serra viene dal sole. L'aumento della capacità di trasmissione della luce del tetto anteriore è utile per la serra per ottenere più calore ed è anche una base importante per garantire l'ambiente di temperatura della serra in inverno. Al momento, ci sono tre metodi principali per aumentare la capacità di trasmissione della luce e il tempo di ricezione della luce del tetto anteriore della serra.

01 Progetta ragionevole orientamento a serra e azimut

L'orientamento della serra influisce sulle prestazioni di illuminazione della serra e la capacità di conservazione del calore della serra. Pertanto, al fine di ottenere un maggiore accumulo di calore nella serra, l'orientamento delle serre non coltivate nella Cina nord-occidentale si trova di fronte a sud. Per lo specifico azimut della serra, quando si sceglie da sud a est, è utile "afferrare il sole" e la temperatura interna aumenta rapidamente al mattino; Quando viene selezionato da sud a ovest, è utile per la serra sfruttare la luce pomeridiana. La direzione sud è un compromesso tra le due situazioni sopra. Secondo la conoscenza della geofisica, la Terra ruota di 360 ° in un giorno e l'azimut del sole si muove di circa 1 ° ogni 4 minuti. Pertanto, ogni volta che l'azimut della serra differisce di 1 °, il tempo della luce solare diretta differirà di circa 4 minuti, cioè l'azimut della serra colpisce il tempo in cui la serra vede luce al mattino e alla sera.

Quando le ore di luce del mattino e del pomeriggio sono uguali e l'est o l'ovest sono allo stesso modo, la serra avrà le stesse ore di luce. Tuttavia, per l'area a nord di 37 ° a nord di latitudine, la temperatura è bassa al mattino e il tempo di scoperta della trapunta è in ritardo, mentre la temperatura è relativamente alta nel pomeriggio e nella sera, quindi è opportuno ritardare il tempo di Chiusura della trapunta di isolamento termico. Pertanto, queste aree dovrebbero scegliere da sud a ovest e sfruttare appieno la luce pomeridiana. Per le aree con latitudine nord di 30 ° ~ 35 °, a causa delle migliori condizioni di illuminazione al mattino, è possibile avanzare anche il tempo di conservazione del calore e scoperta di copertura. Pertanto, queste aree dovrebbero scegliere la direzione sud per est per lottare per ulteriori radiazioni solari mattutine per la serra. Tuttavia, nell'area di 35 ° ~ 37 ° Latitudine nord, c'è poca differenza nelle radiazioni solari al mattino e al pomeriggio, quindi è meglio scegliere la direzione del sud. Che si tratti di sud-est o sud-ovest, l'angolo di deviazione è generalmente 5 ° ~ 8 ° e il massimo non deve superare i 10 °. La Cina nord -occidentale risiede nell'intervallo di 37 ° ~ 50 ° di latitudine nord, quindi l'angolo di azimut della serra è generalmente da sud a ovest. In vista di ciò, la serra della luce solare progettata da Zhang Jingshe ecc. Nell'area di Taiyuan ha scelto l'orientamento di 5 ° a ovest del sud, la serra della luce solare costruita da Chang Meimei ecc. da 5 ° a 10 ° a ovest del sud e la serra della luce solare costruita da Ma Zhigui ecc. Nel nord dello Xinjiang ha adottato L'orientamento di 8 ° a ovest del sud.

02 Progettare la forma ragionevole del tetto anteriore e l'angolo di inclinazione

La forma e l'inclinazione del tetto anteriore determinano l'angolo incidente dei raggi del sole. Più piccolo è l'angolo incidente, maggiore è la trasmissione. Sun Juren crede che la forma del tetto anteriore sia determinata principalmente dal rapporto tra la lunghezza della superficie di illuminazione principale e la pendenza posteriore. La pendenza anteriore lunga e la pendenza posteriore corta sono utili per l'illuminazione e la conservazione del calore del tetto anteriore. Chen Wei-Qian e altri pensano che il tetto di illuminazione principale della serra solare utilizzata nell'area di Gobi adotti un arco circolare con un raggio di 4,5 m, che può resistere efficacemente al freddo. Zhang Jingshe, ecc. Pensa che sia più appropriato usare l'arco semicircolare sul tetto anteriore della serra nelle aree alpine e ad alta latitudine. Per quanto riguarda l'angolo di inclinazione del tetto anteriore, secondo le caratteristiche di trasmissione della luce del film di plastica, quando l'angolo incidente è 0 ~ 40 °, la riflettività del tetto anteriore alla luce solare è piccola e quando supera i 40 ° La riflettività aumenta in modo significativo. Pertanto, 40 ° viene preso come l'angolo di incidente massimo per calcolare l'angolo di inclinazione del tetto anteriore, in modo che anche nel solstizio d'inverno, la radiazione solare può entrare nella serra nella massima misura. Pertanto, quando si progetta una serra solare adatta per aree non coltivate a Wuhai, Mongolia interna, il cestino e altri hanno calcolato l'angolo di inclinazione del tetto anteriore con un angolo incidente di 40 ° e ha pensato che fino a 30 °, potrebbe soddisfare i requisiti dell'illuminazione della serra e della conservazione del calore. Zhang Caihong e altri pensano che quando si costruiscono serre nelle aree non coltivate dello Xinjiang, l'angolo di inclinazione del tetto anteriore delle serre nello Xinjiang meridionale sia di 31 °, mentre quello nello Xinjiang settentrionale è di 32 ° ~ 33,5 °.

03 Scegli materiali di copertura trasparente adatti.

Oltre all'influenza delle condizioni di radiazione solare esterna, le caratteristiche di trasmissione del materiale e della luce del film in serra sono anche fattori importanti che influenzano l'ambiente di luce e calore della serra. Al momento, la trasmittanza della luce di film di plastica come PE, PVC, Eva e PO è diversa a causa di materiali diversi e spessori del film. In generale, la trasmittanza della luce dei film che è stata utilizzata per 1-3 anni può essere garantita per essere superiore all'88% nel complesso, che dovrebbe essere selezionata in base alla domanda di colture per la luce e la temperatura. Inoltre, oltre alla trasmissione della luce nella serra, la distribuzione dell'ambiente di luce nella serra è anche un fattore a cui le persone prestano sempre più attenzione. Pertanto, negli ultimi anni, la trasmissione della luce che copre il materiale con una luce di dispersione migliorata è stata fortemente riconosciuta dall'industria, in particolare nelle aree con forti radiazioni solari nella Cina nord -occidentale. L'applicazione di pellicole di luce a dispersione migliorata ha ridotto l'effetto di ombreggiatura sulla parte superiore e inferiore del baldacchino, ha aumentato la luce nella parte centrale e inferiore del baldacchino delle colture, ha migliorato le caratteristiche fotosintetiche dell'intero raccolto e ha mostrato un buon effetto di promozione crescita e aumento della produzione.

Design ragionevole delle dimensioni della serra

La lunghezza della serra è troppo lunga o troppo corta, il che influenzerà il controllo della temperatura interno. Quando la lunghezza della serra è troppo corta, prima dell'alba e del tramonto, l'area ombreggiata dai timpani est e ovest è grande, il che non favorisce il riscaldamento della serra e, a causa del suo piccolo volume, influenzerà il terreno interno e il muro Assorbimento e rilascio di calore. Quando la lunghezza è troppo grande, è difficile controllare la temperatura interna e influenzerà la fermezza della struttura della serra e la configurazione del meccanismo di rotolamento della trapunta di conservazione del calore. L'altezza e l'intervallo della serra influenzano direttamente la luce diurna del tetto anteriore, le dimensioni dello spazio della serra e il rapporto di isolamento. Quando la campata e la lunghezza della serra sono fissate, aumentando l'altezza della serra può aumentare l'angolo di illuminazione del tetto anteriore dalla prospettiva dell'ambiente luminoso, che è favorevole alla trasmissione della luce; Dal punto di vista dell'ambiente termico, l'altezza della parete aumenta e aumenta l'area di conservazione del calore della parete posteriore, il che è benefico per la conservazione del calore e il rilascio di calore della parete posteriore. Inoltre, lo spazio è grande, anche il tasso di capacità termica è grande e l'ambiente termico della serra è più stabile. Naturalmente, l'aumento dell'altezza della serra aumenterà il costo della serra, il che richiede una considerazione completa. Pertanto, durante la progettazione di una serra, dovremmo scegliere una lunghezza, una campata e un'altezza ragionevoli in base alle condizioni locali. Ad esempio, Zhang Caihong e altri pensano che nel nord dello Xinjiang, la lunghezza della serra è di 50 ~ 80 m, la campata è di 7 m e l'altezza della serra è di 3,9 m, mentre nel sud dello Xinjiang, la lunghezza della serra è di 50 ~ 80 m, il La campata è di 8 m e l'altezza della serra è 3,6 ~ 4,0 m; Si ritiene inoltre che l'intervallo di serra non dovrebbe essere inferiore a 7 m e quando l'intervallo è di 8 m, l'effetto di conservazione del calore è il migliore. Inoltre, Chen Weiqian e altri pensano che la lunghezza, la campata e l'altezza della serra solare dovrebbero essere rispettivamente di 80 m, 8 ~ 10m e 3,8 ~ 4,2 m quando è costruita nell'area del Gobi di Jiuquan, Gansu.

Migliorare la capacità di accumulo del calore e isolamento del muro

Durante il giorno, la parete accumula il calore assorbendo le radiazioni solari e il calore di un po 'di aria interna. Di notte, quando la temperatura interna è inferiore alla temperatura della parete, la parete rilascerà passivamente il calore per riscaldare la serra. Come principale corpo di conservazione del calore della serra, il muro può migliorare significativamente l'ambiente di temperatura notturna interna migliorando la sua capacità di conservazione del calore. Allo stesso tempo, la funzione di isolamento termico della parete è la base per la stabilità dell'ambiente termico della serra. Allo stato attuale, ci sono diversi metodi per migliorare la capacità di accumulo del calore e isolamento delle pareti.

01 Progetta ragionevole struttura murale

La funzione del muro include principalmente la conservazione del calore e la conservazione del calore e, allo stesso tempo, la maggior parte delle pareti della serra fungono anche da membri del carico per supportare la capriata del tetto. Dal punto di vista dell'ottenimento di un buon ambiente termico, una struttura a parete ragionevole dovrebbe avere una capacità di accumulo di calore sufficiente sul lato interno e abbastanza capacità di conservazione del calore sul lato esterno, riducendo al contempo ponti freddi inutili. Nella ricerca di stoccaggio e isolamento del calore a parete, BAO ENCAI e altri hanno progettato la parete di accumulo di calore passivo solidificato nella zona del deserto di Wuhai, nella Mongolia interna. Il mattone poroso è stato usato come strato di isolamento all'esterno e la sabbia solidificata è stata utilizzata come strato di conservazione del calore all'interno. Il test ha mostrato che la temperatura interna potrebbe raggiungere 13,7 ℃ nei giorni di sole. Ma Yuehong ecc. Progettato una parete composita a blocchi di mortaio con guscio di grano nello Xinjiang settentrionale, in cui viene riempito i blocchi di mortaio come uno strato di accumulo di calore e le borse a scorie sono impilate all'aperto come uno strato di isolamento. La parete a blocchi cavi progettata da Zhao Peng, ecc. Nell'area del Gobi della provincia di Gansu, utilizza una tavola di benzene spessa 100 mm come strato di isolamento all'esterno e sabbia e mattoni a blocchi cavi come strato di conservazione del calore all'interno. Il test mostra che la temperatura media in inverno è superiore a 10 ℃ di notte e la rigenerazione dei chai, ecc. Usa anche sabbia e ghiaia come strato di isolamento e strato di conservazione del calore del muro nella zona del Gobi nella provincia di Gansu. In termini di riduzione dei ponti freddi, Yan Junyue ecc. Ha progettato una parete posteriore assemblata leggera e semplificata, che non solo ha migliorato la resistenza termica del muro, ma ha anche migliorato la proprietà di tenuta della parete attaccando la tavola di polistirene all'esterno della parte posteriore parete; Wu Letian ecc. Set raggio di anello in cemento rinforzato sopra il fondamento della parete della serra e ha usato la timbratura del mattone trapezoidale appena sopra il raggio dell'anello per sostenere il tetto posteriore, che ha risolto il problema che le crepe e la subsidenza delle fondamenta sono facili da verificarsi nei serre in hotian, Xinjiang, colpendo così l'isolamento termico delle serre.

02 Scegli materiali adeguati di stoccaggio e isolamento del calore.

L'effetto di accumulo e isolamento del muro dipende prima dalla scelta dei materiali. Nel deserto nord -occidentale, Gobi, terra sabbiosa e altre aree, secondo le condizioni del sito, i ricercatori hanno preso materiali locali e hanno fatto audaci tentativi di progettare molti diversi tipi di pareti posteriori di serre solari. Ad esempio, quando Zhang Guosen e altri costruirono serre nei campi di sabbia e ghiaia a Gansu, sabbia e ghiaia venivano usati come strati di accumulo di calore e isolamento delle pareti; Secondo le caratteristiche di Gobi e Desert nella Cina nord -occidentale, Zhao Peng ha progettato una sorta di parete a blocchi cavi con arenaria e blocco cavo come materiali. Il test mostra che la temperatura media della notte interna è superiore a 10 ℃. In vista della scarsità di materiali da costruzione come mattoni e argilla nella regione del Gobi nella Cina nord -occidentale, Zhou Changji e altri hanno scoperto che le serre locali di solito usano ciottoli come materiali da parete quando si studiano le serre solari nella regione del Gobi di Kizilsu Kirgiz, Xinjiang. Alla luce delle prestazioni termiche e della resistenza meccanica di Pebble, la serra costruita con ciottolo ha buone prestazioni in termini di conservazione del calore, conservazione del calore e cuscinetto di carico. Allo stesso modo, Zhang Yong, ecc. Utilizzano anche ciottoli come materiale principale della parete e progettava una parete posteriore di accumulo di calore indipendente a Shanxi e in altri luoghi. Il test mostra che l'effetto di conservazione del calore è buono. Zhang ecc. Ha progettato una sorta di muro di arenaria in base alle caratteristiche dell'area del Gobi nord -occidentale, che può aumentare la temperatura interna di 2,5 ℃. Inoltre, Ma Yuehong e altri hanno testato la capacità di conservazione del calore di parete di sabbia piena di blocchi, parete di blocco e muro di mattoni in Hotian, Xinjiang. I risultati hanno mostrato che la parete di sabbia piena di blocchi aveva la più grande capacità di conservazione del calore. Inoltre, al fine di migliorare le prestazioni di conservazione del calore del muro, i ricercatori sviluppano attivamente nuovi materiali e tecnologie di conservazione del calore. Ad esempio, BAO ENCAI ha proposto un materiale per agente di cura della modifica di fase, che può essere utilizzato per migliorare la capacità di conservazione del calore della parete posteriore della serra solare nelle aree non coltivate nel nord-ovest. Poiché l'esplorazione di materiali locali, paglia da fieno, scorie, tavola di benzene e paglia sono anche usate come materiali a parete, ma questi materiali di solito hanno solo la funzione di conservazione del calore e nessuna capacità di conservazione del calore. In generale, le pareti riempite di ghiaia e blocchi hanno una buona conservazione del calore e una capacità di isolamento.

03 Aumentare adeguatamente lo spessore della parete

Di solito, la resistenza termica è un indice importante per misurare le prestazioni dell'isolamento termico della parete e il fattore che colpisce la resistenza termica è lo spessore dello strato di materiale oltre alla conduttività termica del materiale. Pertanto, sulla base della selezione di materiali di isolamento termico adeguati, l'aumento adeguatamente lo spessore della parete può aumentare la resistenza termica complessiva della parete e ridurre la perdita di calore attraverso la parete, aumentando così l'isolamento termico e la capacità di accumulo del calore della parete e L'intera serra. Ad esempio, a Gansu e in altre aree, lo spessore medio del muro di sabbia nella città di Zhangye è di 2,6 m, mentre quello del muro di muratura di mortaio nella città di Jiuquan è di 3,7 m. Più spesso è la parete, maggiore è l'isolamento termico e la capacità di accumulo del calore. Tuttavia, muri troppo spessi aumenteranno l'occupazione del terreno e il costo della costruzione di serra. Pertanto, dal punto di vista del miglioramento della capacità di isolamento termico, dovremmo anche dare la priorità alla selezione di materiali di isolamento termico elevato con bassa conduttività termica, come polistirene, poliuretano e altri materiali, e quindi aumentare lo spessore in modo appropriato.

Design ragionevole del tetto posteriore

Per la progettazione del tetto posteriore, la considerazione principale non è quella di causare l'influenza dell'ombreggiatura e migliorare la capacità di isolamento termico. Al fine di ridurre l'influenza dell'ombreggiatura sul tetto posteriore, l'impostazione del suo angolo di inclinazione si basa principalmente sul fatto che il tetto posteriore può ricevere la luce solare diretta durante il giorno in cui le colture vengono piantate e prodotte. Pertanto, l'angolo di elevazione del tetto posteriore viene generalmente scelto per essere migliore dell'angolo di altitudine solare locale del solstizio d'inverno di 7 ° ~ 8 °. Ad esempio, Zhang Caihong e altri pensano che quando si costruiscono serre solari nelle aree terrestri di gobi e saline-alcali nello Xinjiang, la lunghezza proiettata del tetto posteriore è di 1,6 m, quindi l'angolo di inclinazione del tetto del retro è di 40 ° nel sud dello Xinjiang e 45 ° nello Xinjiang settentrionale. Chen Wei-Qian e altri pensano che il tetto posteriore della serra solare nell'area di Jiuquan Gobi dovrebbe essere inclinato a 40 °. Per l'isolamento termico del tetto posteriore, la capacità di isolamento termico dovrebbe essere garantita principalmente nella selezione di materiali di isolamento termico, il design dello spessore necessario e l'articolazione del giro ragionevole dei materiali di isolamento termico durante la costruzione.

Ridurre la perdita di calore del suolo

Durante la notte invernale, poiché la temperatura del terreno interno è superiore a quella del terreno esterno, il calore del terreno interno verrà trasferito all'esterno mediante conduzione del calore, causando la perdita di calore serra. Esistono diversi modi per ridurre la perdita di calore del suolo.

01 Isolamento del suolo

Il terreno affonda correttamente, evitando lo strato di terreno congelato e usando il terreno per la conservazione del calore. Ad esempio, la serra solare "1448 tre-materiali-un-body" sviluppata dalla rigenerazione di Chai e altri terreni non coltivati ​​nel corridoio esadecimi Secondo il fatto che la profondità del terreno congelato nell'area di Turpan è di 0,8 m, Wang Huamin e altri hanno suggerito di scavare 0,8 m per migliorare la capacità di isolamento termico della serra. Quando Zhang Guosen, ecc. Costruito la parete posteriore della serra solare di scavo a doppio arco a doppio arco su terreni non arabili, la profondità di scavo era di 1 m. L'esperimento ha mostrato che la temperatura più bassa di notte è stata aumentata di 2 ~ 3 ℃ rispetto alla tradizionale serra solare di seconda generazione.

02 Fondazione Protezione a freddo

Il metodo principale è quello di scavare un fossato a prova di freddo lungo la parte di base del tetto anteriore, riempire i materiali di isolamento termico o seppellire continuamente i materiali di isolamento termico sottoterra lungo la parte della parete di fondazione, che mirano a ridurre la perdita di calore causata da Trasferimento di calore attraverso il terreno nella parte del confine della serra. I materiali di isolamento termico utilizzati si basano principalmente sulle condizioni locali nella Cina nord -occidentale e possono essere ottenuti localmente, come fieno, scorie, lana di roccia, tavola di polistirene, paglia di mais, letame per cavalli, foglie cadute, erba rotta, segatura, segatura, paglia, ecc.

03 film di pacciame

Coprendo il film di plastica, la luce solare può raggiungere il terreno attraverso il film di plastica durante il giorno e il terreno assorbe il calore del sole e si riscalda. Inoltre, il film di plastica può bloccare le radiazioni a onde lunghe riflesse dal terreno, riducendo così la perdita di radiazioni del terreno e aumentando la conservazione del calore del terreno. Di notte, il film in plastica può ostacolare lo scambio di calore convettivo tra terreno e aria interna, riducendo così la perdita di calore del suolo. Allo stesso tempo, il film in plastica può anche ridurre la perdita di calore latente causata dall'evaporazione dell'acqua del suolo. Wei Wenxiang ha coperto la serra con film di plastica nell'altopiano di Qinghai e l'esperimento ha mostrato che la temperatura del terreno potrebbe essere aumentata di circa 1 ℃.

Rafforzare le prestazioni dell'isolamento termico del tetto anteriore

Il tetto anteriore della serra è la principale superficie di dissipazione del calore e il calore perduto rappresenta oltre il 75% della perdita totale di calore nella serra. Pertanto, il rafforzamento della capacità di isolamento termico del tetto anteriore della serra può ridurre efficacemente la perdita attraverso il tetto anteriore e migliorare l'ambiente di temperatura invernale della serra. Al momento, ci sono tre misure principali per migliorare la capacità di isolamento termico del tetto anteriore.

01 Viene adottato la copertura trasparente multistrato.

Strutturalmente, l'uso di un film a doppio strato o un film a tre strati poiché la superficie di trasmissione della luce della serra può migliorare efficacemente le prestazioni dell'isolamento termico della serra. Ad esempio, Zhang Guosen e altri hanno progettato una serra solare di tipo a due film a doppio arco nella zona del Gobi di Jiuquan City. L'esterno del tetto anteriore della serra è realizzato in film Eva e l'interno della serra è realizzato in film anti-invecchiamento senza gocciolamento in PVC. Gli esperimenti mostrano che rispetto alla tradizionale serra solare di seconda generazione, l'effetto di isolamento termico è eccezionale e la temperatura più bassa di notte aumenta di 2 ~ 3 ℃ in media. Allo stesso modo, Zhang Jingshe, ecc. Progettava anche una serra solare con doppia copertura per le caratteristiche climatiche dell'alta latitudine e delle gravi aree fredde, che miglioravano significativamente l'isolamento termico della serra. Rispetto alla serra di controllo, la temperatura notturna è aumentata di 3 ℃. Inoltre, Wu Letian e altri hanno provato a utilizzare tre strati di pellicola EVA spesso 0,1 mm sul tetto anteriore della serra solare progettata nell'area del deserto hetiano, Xinjiang. Il film multistrato può ridurre efficacemente la perdita di calore del tetto anteriore, ma poiché la trasmittanza della luce del film a strato singolo è fondamentalmente di circa il 90%, il film multistrato porterà naturalmente all'attenuazione della trasmissione della luce. Pertanto, quando si selezionano il rivestimento della trasmittanza della luce multistrato, è necessario tenere la dovuta considerazione alle condizioni di illuminazione e ai requisiti di illuminazione delle serre.

02 Rafforzare l'isolamento notturno del tetto anteriore

Il film di plastica viene utilizzato sul tetto anteriore per aumentare la trasmissione della luce durante il giorno e diventa il posto più debole dell'intera serra di notte. Pertanto, coprendo la superficie esterna del tetto anteriore con una trapunta di isolamento termico composito spesso è una misura di isolamento termico necessario per le serre solari. Ad esempio, nella regione alpina di Qinghai, Liu Yanjie e altri hanno usato tende di paglia e carta kraft come trapunte di isolamento termico per esperimenti. I risultati del test hanno mostrato che la temperatura interna più bassa nella serra di notte potrebbe raggiungere oltre 7,7 ℃. Inoltre, Wei Wenxiang ritiene che la perdita di calore della serra possa essere ridotta di oltre il 90% usando tende a doppia erba o carta kraft esterna tende di erba per l'isolamento termico in quest'area. Inoltre, Zou Ping, ecc. Utilizzato trapunta di isolamento termico in feltro riciclato riciclato nella serra solare nella regione del Gobi dello Xinjiang e Chang Meimei, ecc. Corridoio hexi. Al momento, ci sono molti tipi di trapunte di isolamento termico utilizzati nelle serre solari, ma la maggior parte di esse è fatta in feltro aghi, cotone spray-spray, cotone perla, ecc., Con strati superficiali impermeabili o anti-invecchiamento su entrambi i lati. Secondo il meccanismo di isolamento termico della trapunta di isolamento termico, per migliorare le sue prestazioni di isolamento termico, dovremmo iniziare a migliorare la sua resistenza termica e ridurne il coefficiente di trasferimento di calore e le principali misure sono ridurre la conduttività termica dei materiali, aumentare lo spessore dello spessore di strati di materiale o aumentano il numero di strati di materiale, ecc. Pertanto, al momento, il materiale core della trapunta di isolamento termico con elevate prestazioni di isolamento termico è spesso fatto Materiali compositi multistrato. Secondo il test, il coefficiente di trasferimento di calore della trapunta di isolamento termico con elevate prestazioni di isolamento termico attualmente può raggiungere 0,5 W/(M2 ℃), che fornisce una garanzia migliore per l'isolamento termico delle serre nelle aree fredde in inverno. Naturalmente, l'area nord-occidentale è ventosa e polverosa e la radiazione ultravioletta è forte, quindi lo strato superficiale dell'isolamento termico dovrebbe avere buone prestazioni anti-invecchiamento.

03 Aggiungere una tenda di isolamento termico interno.

Sebbene il tetto anteriore della serra della luce del sole sia coperto da una trapunta di isolamento termico esterno di notte, per quanto riguarda altre strutture di tutta la serra, il tetto anteriore è ancora un luogo debole per l'intera serra di notte. Pertanto, il team di progetto di "Struttura e tecnologia di costruzione della serra nella terra non areabile nord-occidentale" ha progettato un semplice sistema di roll-up di isolamento termico interno (Figura 1), la cui struttura è costituita da una tenda isolante termica interna fissa sul piede anteriore e Una tenda di isolamento termico interno mobile nello spazio superiore. La tenda isolante termica mobile superiore viene aperta e piegata sulla parete posteriore della serra durante il giorno, il che non influisce sull'illuminazione della serra; La trapunta di isolamento termico fisso nella parte inferiore svolge il ruolo di sigillazione di notte. Il design dell'isolamento interno è pulito e facile da usare e può anche svolgere il ruolo di ombreggiatura e raffreddamento in estate.

Tecnologia di riscaldamento attivo

A causa della bassa temperatura in inverno nella Cina nord -occidentale, se facciamo solo affidamento sulla conservazione del calore e sulla conservazione del calore nelle serre, non possiamo ancora soddisfare i requisiti della produzione svernante delle colture in un po 'di freddo, quindi sono anche alcune misure di riscaldamento attivo interessato.

Sistema di accumulo di energia solare e rilascio di calore

È un motivo importante per cui il muro porta le funzioni di conservazione del calore, accumulo di calore e cuscinetti del carico, che portano a costi di costruzione elevati e basso tasso di utilizzo del terreno delle serre solari. Pertanto, la semplificazione e l'assemblaggio delle serre solari sono destinate a essere una direzione di sviluppo importante in futuro. Tra questi, semplificare la funzione del muro è rilasciare la funzione di conservazione e rilascio del muro, in modo che la parete posteriore porti solo la funzione di conservazione del calore, che è un modo efficace per semplificare lo sviluppo. Ad esempio, il sistema di stoccaggio e rilascio del calore attivo di Fang Hui (Figura 2) è ampiamente utilizzato in aree non coltivate come Gansu, Ningxia e Xinjiang. Il suo dispositivo di raccolta di calore è appeso sulla parete nord. Durante il giorno, il calore raccolto dal dispositivo di raccolta del calore viene immagazzinato nel corpo di accumulo di calore attraverso la circolazione del mezzo di accumulo di calore e di notte il calore viene rilasciato e riscaldato dalla circolazione del mezzo di accumulo di calore, realizzando così il Trasferimento di calore in tempo e spazio. Gli esperimenti mostrano che la temperatura minima nella serra può essere aumentata di 3 ~ 5 ℃ utilizzando questo dispositivo. Wang Zhiwei ecc. Prespinge un sistema di riscaldamento a tenda d'acqua per una serra solare nella zona del deserto del Xinjiang meridionale, che può aumentare la temperatura della serra di 2,1 ℃ di notte.

Inoltre, BAO ENCAI ecc. Ha progettato un sistema di circolazione di accumulo di calore attivo per la parete nord. Durante il giorno, attraverso la circolazione dei ventilatori assiali, l'aria calda interna scorre attraverso il condotto di trasferimento di calore incorporato nella parete nord e il condotto del trasferimento di calore scambia il calore con lo strato di conservazione del calore all'interno della parete, che migliora significativamente la capacità di accumulo di calore della capacità di accumulo di calore il muro. Inoltre, il sistema di accumulo di calore a cambio di fase solare progettato da Yan Yantao ecc. Memorizza il calore nei materiali di cambio di fase attraverso collezionisti solari durante il giorno, quindi dissipa il calore nell'aria interna attraverso la circolazione dell'aria di notte, il che può aumentare il Temperatura media di 2,0 ℃ di notte. Le suddette tecnologie e attrezzature di utilizzo dell'energia solare hanno le caratteristiche dell'economia, il risparmio energetico e il basso carbonio. Dopo l'ottimizzazione e il miglioramento, dovrebbero avere una buona prospettiva di applicazione nelle aree con abbondanti risorse di energia solare nella Cina nord -occidentale.

Altre tecnologie di riscaldamento ausiliario

01 Riscaldamento energetico della biomassa

La biancheria da letto, la paglia, lo sterco di mucca, lo sterco di pecora e lo sterco di pollame sono mescolati con batteri biologici e sepolti nel terreno nella serra. Durante il processo di fermentazione vengono generati molta calore e durante il processo di fermentazione vengono generati molti ceppi benefici, materia organica e CO2. I ceppi benefici possono inibire e uccidere una varietà di germi e possono ridurre il verificarsi di malattie e parassiti a serra; La materia organica può diventare fertilizzante per le colture; La CO2 prodotta può migliorare la fotosintesi delle colture. Ad esempio, Wei Wenxiang ha seppellito fertilizzanti organici caldi come letame di cavalli, letame di mucca e letame di pecore nel terreno interno nella serra solare nell'altopiano di Qinghai, che ha effettivamente sollevato la temperatura del suolo. Nella serra solare nella zona del deserto di Gansu ， Zhou Zhilong ha usato la paglia e il fertilizzante organico per fermentare tra le colture. Il test ha mostrato che la temperatura della serra potrebbe essere aumentata di 2 ~ 3 ℃.

02 Riscaldamento del carbone

Ci sono stufa artificiali, scaldabagno e riscaldamento. Ad esempio, dopo l'indagine sull'altopiano di Qinghai, Wei Wenxiang ha scoperto che il riscaldamento della fornace artificiale era utilizzato principalmente a livello locale. Questo metodo di riscaldamento presenta i vantaggi del riscaldamento più rapido e dell'effetto di riscaldamento evidente. Tuttavia, saranno prodotti gas dannosi come SO2, CO e H2S nel processo di combustione del carbone, quindi è necessario fare un buon lavoro di scarico di gas dannosi.

03 Riscaldamento elettrico

Utilizzare il filo di riscaldamento elettrico per riscaldare il tetto anteriore della serra o utilizzare il riscaldatore elettrico. L'effetto di riscaldamento è notevole, l'uso è sicuro, nessun inquinante viene generato nella serra e l'attrezzatura di riscaldamento è facile da controllare. Chen Weiqian e altri pensano che il problema del congelamento dei danni in inverno nell'area di Jiuquan ostacola lo sviluppo dell'agricoltura del Gobi locale e gli elementi di riscaldamento elettrico possano essere utilizzati per riscaldare la serra. Tuttavia, a causa dell'uso di risorse energetiche elettriche di alta qualità, il consumo di energia è elevato e il costo è elevato. Si suggerisce che dovrebbe essere usato come mezzo temporaneo di riscaldamento di emergenza nel freddo estremo.

Misure di gestione ambientale

Nel processo di produzione e utilizzo della serra, l'attrezzatura completa e il normale funzionamento non possono garantire efficacemente il suo ambiente termico soddisfa i requisiti di progettazione. In effetti, l'uso e la gestione delle attrezzature svolgono spesso un ruolo chiave nella formazione e nel mantenimento dell'ambiente termico, il più importante dei quali è la gestione quotidiana della trapunta e dello sfiato dell'isolamento termico.

Gestione della trapunta di isolamento termico

La trapunta di isolamento termico è la chiave per l'isolamento termico notturno del tetto anteriore, quindi è estremamente importante affinare la sua gestione e manutenzione quotidiani, in particolare i seguenti problemi dovrebbero essere prestati attenzione a: ①Coose il tempo di apertura e chiusura appropriato della trapunta dell'isolamento termico . Il tempo di apertura e chiusura della trapunta di isolamento termico non solo influisce sul tempo di illuminazione della serra, ma influisce anche nel processo di riscaldamento nella serra. L'apertura e la chiusura della trapunta di isolamento termico troppo presto o troppo tardi non è favorevole alla raccolta del calore. Al mattino, se la trapunta viene scoperta troppo presto, la temperatura interna diminuirà troppo a causa della bassa temperatura esterna e della luce debole. Al contrario, se il tempo di scoprire la trapunta è troppo tardi, il tempo di ricevere luce nella serra sarà ridotto e il tempo di aumento della temperatura interno sarà ritardato. Nel pomeriggio, se la trapunta di isolamento termico viene spento troppo presto, il tempo di esposizione al coperto verrà ridotto e la conservazione del calore di terreno interno e pareti verrà ridotto. Al contrario, se la conservazione del calore viene disattivata troppo tardi, la dissipazione del calore della serra verrà aumentata a causa della bassa temperatura esterna e della luce debole. Pertanto, in generale, quando la trapunta di isolamento termico viene accesa al mattino, è consigliabile che la temperatura aumenti dopo 1 ~ 2 ℃ calo, mentre quando la trapunta di isolamento termico viene spento, è consigliabile che la temperatura aumenti dopo 1 ~ 2 ℃ caduta. ② Quando si chiude la trapunta di isolamento termico, presta attenzione a osservare se la trapunta di isolamento termico copre strettamente tutti i tetti anteriori e regolali in tempo se c'è uno spazio. ③ Dopo che la trapunta di isolamento termico viene completamente posata, controlla se la parte inferiore è stata compattata, in modo da impedire che l'effetto di conservazione del calore venga sollevato dal vento di notte. ④ Controllare e mantenere la trapunta di isolamento termico in tempo, specialmente quando la trapunta di isolamento termico viene danneggiata, ripararla o sostituirla in tempo. ⑤ Presta attenzione alle condizioni meteorologiche nel tempo. Quando c'è pioggia o neve, coprire la trapunta di isolamento termico in tempo e rimuovere la neve in tempo.

Gestione delle prese d'aria

Lo scopo della ventilazione in inverno è regolare la temperatura dell'aria per evitare una temperatura eccessiva intorno a mezzogiorno; Il secondo è quello di eliminare l'umidità interna, ridurre l'umidità dell'aria nella serra e controllare i parassiti e le malattie; Il terzo è quello di aumentare la concentrazione di CO2 interna e promuovere la crescita delle colture. Tuttavia, la ventilazione e la conservazione del calore sono contraddittori. Se la ventilazione non è gestita correttamente, probabilmente porterà a problemi a bassa temperatura. Pertanto, quando e per quanto tempo aprire le prese d'aria devono essere regolate dinamicamente in base alle condizioni ambientali della serra in qualsiasi momento. Nelle aree non coltivate nel nord-ovest, la gestione delle prese d'aria serra è principalmente divisa in due modi: funzionamento manuale e semplice ventilazione meccanica. Tuttavia, il tempo di apertura e il tempo di ventilazione delle prese d'aria si basano principalmente sul giudizio soggettivo delle persone, quindi può accadere che le prese d'aria siano aperte troppo presto o troppo tardi. Per risolvere i problemi di cui sopra, Yin Yilei ecc. Ha progettato un dispositivo di ventilazione intelligente del tetto, che può determinare il tempo di apertura e la dimensione di apertura e chiusura dei fori di ventilazione in base alle modifiche dell'ambiente interno. Con l'approfondimento della ricerca sulla legge del cambiamento ambientale e della domanda delle colture, nonché la divulgazione e il progresso di tecnologie e attrezzature come la percezione ambientale, la raccolta delle informazioni, l'analisi e il controllo, l'automazione della gestione della ventilazione nelle serre solari dovrebbe essere un Importante direzione dello sviluppo in futuro.

Altre misure di gestione

Nel processo di utilizzo di vari tipi di film di capannone, la loro capacità di trasmissione della luce si indebolirà gradualmente e la velocità di indebolimento non è solo correlata alle proprie proprietà fisiche, ma anche all'ambiente e alla gestione circostante durante l'uso. Nel processo di utilizzo, il fattore più importante che porta al declino delle prestazioni della trasmissione della luce è l'inquinamento della superficie del film. Pertanto, è estremamente importante condurre pulizia e pulizia regolari quando le condizioni lo consentono. Inoltre, la struttura del recinto della serra deve essere controllata regolarmente. Quando c'è una perdita nel muro e sul tetto anteriore, dovrebbe essere riparata in tempo per evitare che la serra sia influenzata dall'infiltrazione di aria fredda.

Problemi esistenti e direzione dello sviluppo

I ricercatori hanno esplorato e studiato la conservazione del calore e la tecnologia di stoccaggio, la tecnologia di gestione e i metodi di riscaldamento delle serre nelle aree non coltivate nel nord-ovest per molti anni, che sostanzialmente si sono resi conto della produzione di verdure invernale, ha notevolmente migliorato la capacità della serra di resistere a lesioni a bassa temperatura. e sostanzialmente si rese conto della produzione svernante di verdure. Ha dato un contributo storico ad alleviare la contraddizione tra cibo e verdure in competizione per la terra in Cina. Tuttavia, ci sono ancora i seguenti problemi nella tecnologia di garanzia della temperatura nella Cina nord -occidentale.

Tipi di serra da aggiornare

Allo stato attuale, i tipi di serre sono ancora i comuni costruiti alla fine del XX secolo e all'inizio di questo secolo, con una struttura semplice, un design irragionevole, una scarsa capacità di mantenere l'ambiente termico a serra e resistere alle catastrofi naturali e alla mancanza di standardizzazione. Pertanto, nel futuro design della serra, la forma e l'inclinazione del tetto anteriore, l'angolo di azimut della serra, l'altezza della parete posteriore, la profondità di affondamento della serra, ecc. Dovrebbero essere standardizzati combinando completamente la latitudine geografica locale e caratteristiche climatiche. Allo stesso tempo, è possibile piantare solo una coltura in una serra, in modo da poter eseguire l'abbinamento standardizzato in serra in base ai requisiti di luce e temperatura delle colture piantate.

La scala della serra è relativamente piccola.

Se la scala della serra è troppo piccola, influenzerà la stabilità dell'ambiente termico serra e lo sviluppo della meccanizzazione. Con il graduale aumento del costo del lavoro, lo sviluppo di meccanizzazione è una direzione importante in futuro. Pertanto, in futuro, dovremmo basarci a livello di sviluppo locale, tenere conto delle esigenze dello sviluppo della meccanizzazione, progettare razionalmente lo spazio interno e il layout delle serre, accelerare la ricerca e lo sviluppo di attrezzature agricole adatte alle aree locali e alle aree locali e Migliorare il tasso di meccanizzazione della produzione di serra. Allo stesso tempo, secondo le esigenze delle colture e dei modelli di coltivazione, le attrezzature pertinenti dovrebbero essere abbinate agli standard e dovrebbero essere promossi la ricerca e lo sviluppo integrato, l'innovazione e la divulgazione della ventilazione, della riduzione dell'umidità, della conservazione del calore e delle attrezzature di riscaldamento.

Lo spessore di pareti come sabbia e blocchi cavi è ancora spesso.

Se il muro è troppo denso, sebbene l'effetto isolante sia buono, ridurrà il tasso di utilizzo del suolo, aumenterà il costo e la difficoltà di costruzione. Pertanto, nel futuro sviluppo, da un lato, lo spessore del muro può essere scientificamente ottimizzato in base alle condizioni climatiche locali; D'altra parte, dovremmo promuovere la luce e lo sviluppo semplificato della parete posteriore, in modo che la parete posteriore della serra mantenga solo la funzione della conservazione del calore, utilizzare collezionisti solari e altre attrezzature per sostituire lo stoccaggio del calore e il rilascio della parete . I collezionisti solari hanno le caratteristiche dell'elevata efficienza di raccolta del calore, una forte capacità di raccolta del calore, un risparmio energetico, il basso carbonio e così via, e la maggior parte di essi può realizzare regolamentazione e controllo attivi e può effettuare riscaldamento esotermico mirato in base ai requisiti ambientali della serra Di notte, con una maggiore efficienza di utilizzo del calore.

È necessario sviluppare una trapunta di isolamento termico speciale.

Il tetto anteriore è il corpo principale della dissipazione del calore nella serra e le prestazioni di isolamento termico della trapunta di isolamento termico influiscono direttamente sull'ambiente termico interno. Al momento, l'ambiente di temperatura della serra in alcune aree non è buono, in parte perché la trapunta di isolamento termico è troppo sottile e le prestazioni di isolamento termico dei materiali sono insufficienti. Allo stesso tempo, la trapunta di isolamento termico ha ancora alcuni problemi, come scarsa capacità impermeabile e sciistica, un facile invecchiamento della superficie e dei materiali core, ecc. Pertanto, in futuro, i materiali di isolamento termico appropriati dovrebbero essere selezionati scientificamente secondo il locale Le caratteristiche e i requisiti climatici e speciali prodotti per trapunta per isolamento termico adatti all'uso e alla divulgazione locale dovrebbero essere progettati e sviluppati.

FINE

Informazioni citate

Luo Ganliang, Cheng Jieyu, Wang Pingzhi, ecc. Stato di ricerca della tecnologia di garanzia della temperatura ambientale della serra solare nella terra non coltivata nel nord-ovest [J]. Tecnologia di ingegneria agricola, 2022,42 (28): 12-20.