Li Jianming, Sun Guotao, etc.Tecnulugia di l'ingegneria agricula in serra2022-11-21 17:42 Publicatu in Beijing

Nta l'ultimi anni, l'industria di a serra hè stata sviluppata vigorosamente.U sviluppu di a serra ùn solu migliurà a rata d'utilizazione di a terra è a rata di pruduzzioni di i prudutti agriculi, ma risolve ancu u prublema di supply of fruits and vegetables in off-season.Tuttavia, a serra hà ancu scontru sfide senza precedente.L'installazione originale, i metudi di riscaldamentu è e forme strutturale anu pruduttu resistenza à l'ambiente è u sviluppu.I novi materiali è i novi disinni sò urgentemente necessarii per cambià a struttura di a serra, è e novi fonti d'energia sò urgentemente necessarii per ottene u scopu di a conservazione di l'energia è a prutezzione di l'ambiente, è aumentà a produzzione è l'ingudu.

Stu articulu discute u tema di "nova energia, novi materiali, novu disignu per aiutà à a nova rivoluzione di serra", cumprese a ricerca è l'innuvazione di l'energia solare, l'energia di biomassa, l'energia geotermica è altre fonti d'energia novi in ​​serra, a ricerca è l'applicazione. di novi materiali per copre, insulation termale, mura è altre equipaggiu, è u futuru pruspettiva è pinsari di nova energia, novi materiali è novu disignu à aiutà a riforma serra, cusì à furnisce riferimentu per l'industria.

Sviluppà l'agricultura di facilità hè u requisitu puliticu è a scelta inevitabbile per implementà u spiritu di l'istruzzioni impurtanti è a decisione di u guvernu cintrali.In u 2020, a superficia tutale di l'agricultura prutetta in Cina serà di 2,8 milioni di hm2, è u valore di a pruduzzioni serà più di 1 trilione di yuan.Hè un modu impurtante per migliurà a capacità di produzzione di serra per migliurà l'illuminazione di a serra è u rendiment di l'insulazione termale per mezu di nova energia, novi materiali è novu disignu di serra.Ci sò parechji svantaghji in a produzzione di serra tradiziunale, cum'è carbone, fuel oil è altre fonti d'energia utilizati per riscaldamentu è riscaldamentu in serre tradiziunali, risultatu in una grande quantità di gas di diossidu, chì inquina seriamente l'ambiente, mentre chì u gasu naturale, l'energia elettrica è l'energia elettrica. altre fonti d'energia aumentanu u costu operativu di serre.I materiali tradiziunali di almacenamentu di calore per i mura di serra sò soprattuttu argilla è brique, chì cunsuma assai è causanu dannu seriu à e risorse di a terra.L'efficienza di l'usu di a terra di a serra solare tradiziunale cù u muru di a terra hè solu 40% ~ 50%, è a serra ordinaria hà una scarsa capacità di almacenamiento di calore, per quessa ùn pò micca campà l'inguernu per pruduce verdura calda in u nordu di a Cina.Per quessa, u core di a prumuzione di u cambiamentu di serra, o di ricerca di basa si trova in u disignu di serra, a ricerca è u sviluppu di novi materiali è energia nova.Questu articulu hà da fucalizza nantu à a ricerca è l'innuvazione di e novi fonti d'energia in serra, riassume u statutu di ricerca di e novi fonti d'energia cum'è l'energia solare, l'energia di biomassa, l'energia geotermica, l'energia eolica è i novi materiali di rivestimentu trasparenti, i materiali d'insulazione termale è i materiali di muru. serra, analizà l 'applicazzioni di nova energia è novi materiali in a custruzzione di a nova serra, è aspetta u so rolu in u futuru sviluppu è trasfurmazioni di serra.

Ricerca è Innuvazione di New Energy Greenhouse

A nova energia verde cù u più grande putenziale agriculu utilizzazione include l'energia solare, l'energia geotermica è l'energia di biomassa, o l'utilizazione cumpleta di una varietà di novi fonti d'energia, in modu di ottene l'usu efficiente di l'energia imparendu da i punti forti di l'altri.

energia solare / putenza

A tecnulugia di l'energia solare hè un modu di furnimentu d'energia à pocu carbonu, efficiente è sustenibile, è hè un cumpunente impurtante di l'industria strategica emergente di a Cina.Diventarà una scelta inevitabbile per a trasfurmazioni è l'aghjurnamentu di a struttura energetica di a Cina in u futuru.Da u puntu di vista di l'utilizazione di l'energia, a serra stessu hè una struttura di facilità per l'utilizazione di l'energia solare.Per mezu di l'effettu di serra, l'energia solare hè riunita in casa, a temperatura di a serra hè elevata, è u calore necessariu per a crescita di i culturi hè furnitu.A principal fonte d'energia di a fotosintesi di e piante di serra hè a luce diretta di u sole, chì hè l'utilizazione diretta di l'energia solare.

01 Generazione di energia fotovoltaica per generà calore

A generazione di energia fotovoltaica hè una tecnulugia chì cunverte direttamente l'energia luminosa in energia elettrica basatu annantu à l'effettu fotovoltaicu.L'elementu chjave di sta tecnulugia hè a cellula solare.Quandu l'energia solare brilla nantu à l'array di pannelli solari in serie o in parallelu, i cumpunenti semiconduttori cunverte direttamente l'energia di a radiazione solare in energia elettrica.A tecnulugia fotovoltaica pò cunvertisce direttamente l'energia luminosa in energia elettrica, almacenà l'electricità attraversu e batterie, è riscalda a serra di notte, ma u so altu costu limita u so sviluppu ulteriore.U gruppu di ricerca hà sviluppatu un dispositivu di riscaldamentu di grafene fotovoltaicu, chì hè custituitu da pannelli fotovoltaici flessibili, una macchina di cuntrollu inversa all-in-one, una batteria di almacenamento è una barra di riscaldamentu di grafene.Sicondu a durata di a linea di piantazione, a barra di riscaldamentu di grafene hè intarrata sottu à u saccu di sustrato.Durante u ghjornu, i pannelli fotovoltaici assorbanu a radiazione solare per generà l'electricità è l'almacenanu in a bateria di almacenamento, è dopu l'electricità hè liberata di notte per a barra di riscaldamentu di grafene.In a misura attuale, u modu di cuntrollu di temperatura di principià da 17 ℃ è chjude à 19 ℃ hè aduttatu.Corsa di notte (20: 00-08: 00 u secondu ghjornu) per 8 ore, u cunsumu energeticu di riscalda una sola fila di piante hè 1,24 kW·h, è a temperatura media di u saccu di sustrato di notte hè 19,2 ℃, chì hè 3,5 ~ 5,3 ℃ più altu ch'è quellu di u cuntrollu.Stu metudu di riscaldamentu cumminatu cù a generazione di energia fotovoltaica risolve i prublemi di altu cunsumu d'energia è alta contaminazione in u riscaldamentu di serra in l'invernu.

02 cunversione fototermale è utilizzazione

A cunversione fototermale solare si riferisce à l'usu di una superficia speciale di cullizzioni di luce di u sole fatta di materiali di cunversione fototermale per cullà è assorbe quant'è energia solare radiata nantu à questu pussibule è cunvertisce in energia termica.In cunfrontu cù l'applicazioni solari fotovoltaiche, l'applicazioni fototermali solari aumentanu l'assorbimentu di a banda infrarossa vicinu, per quessa hà una efficienza d'utilizazione di l'energia più alta di a luce di u sole, u costu più bassu è a tecnulugia matura, è hè u modu più utilizatu di l'utilizazione di l'energia solare.

A tecnulugia più matura di cunversione fototermale è l'utilizazione in Cina hè u cullettore solare, u cumpunente core di u quale hè u core di piastra chì assorbe u calore cù un revestimentu di assorbimentu selettivu, chì pò cunvertisce l'energia di a radiazione solare chì passa per a placa di copertura in energia termica è trasmette. à u mediu di travagliu chì assorbe u calore.I cullettori solari ponu esse divisi in dui categurie secondu s'ellu ci hè un spaziu di vacuum in u cullettore o micca: cullettori solari piani è cullettori solari di tubu vacuum;cullettori solari cuncentrazione è cullettori solari senza cuncentrazione secondu chì a radiazione solare à u portu di u ghjornu cambia a direzzione;è cullettori solari liquidu è cullettori sulari aria secondu u tipu di trasferimentu di calore mediu di travagliu.

L'utilizazione di l'energia solare in serra hè principalmente realizata attraversu diversi tipi di cullettori solari.L'Università Ibn Zor in Maroccu hà sviluppatu un sistema di riscaldamentu di l'energia solare attiva (ASHS) per u riscaldamentu di serra, chì pò aumentà a pruduzzione tutale di tomate da 55% in l'invernu.China Agricultural University hà cuncepitu è ​​​​sviluppatu un inseme di sistema di raccolta è scaricamentu di fan cooler di superficia, cù una capacità di raccolta di calore di 390,6 ~ 693,0 MJ, è prupostu l'idea di separà u prucessu di raccolta di calore da u prucessu di almacenamentu di calore per pompa di calore.L'Università di Bari in Italia hà sviluppatu un sistema di riscaldamentu di poligenerazione in serra, chì hè custituitu da un sistema di energia solare è una pompa di calore aria-acqua, è pò aumentà a temperatura di l'aria da 3,6% è a temperatura di a terra da 92%.U gruppu di ricerca hà sviluppatu un tipu d'attrezzatura di raccolta di calore solare attivu cù un angolo d'inclinazione variabile per a serra solare, è un dispositivu di almacenamentu di calore di supportu per u corpu d'acqua di serra in tuttu u clima.A tecnulugia di raccolta di calore solare attiva cù inclinazione variabile rompe e limitazioni di l'equipaggiu tradiziunale di raccolta di calore in serra, cum'è a capacità limitata di raccolta di calore, l'ombra è l'occupazione di terreni cultivati.Utilizendu a struttura di serra speciale di a serra solare, u spaziu senza piantazione di a serra hè cumplettamente utilizatu, chì migliurà assai l'efficienza di l'utilizazione di u spaziu di a serra.In cundizioni tipiche di travagliu sole, u sistema di raccolta di calore solare attivu cù inclinazione variabile righjunghji 1,9 MJ / (m2h), l'efficienza di l'utilizazione di l'energia righjunghji 85,1% è a tarifa di risparmiu energeticu hè di 77%.In a tecnulugia di almacenamentu di calore in serra, a struttura di almacenamentu di calore di cambiamentu multifase hè stabilita, a capacità di almacenamentu di u calore di u dispositivu di almacenamentu di u calore hè aumentata, è a liberazione lenta di u calore da u dispusitivu hè realizatu, in modu di realizà l'usu efficiente di u calore. u calore raccoltu da l'equipaggiu di raccolta di calore solare in serra.

energia di biomassa

Una nova struttura di facilità hè custruita cumminendu u dispusitivu di produzzione di calore di biomassa cù a serra, è a materia prima di a biomassa cum'è u manure di porcu, i residui di funghi è a paglia sò composte per fà u calore, è l'energia di calore generata hè furnita direttamente à a serra. 5].In cunfrontu cù l'invernamentu senza cisterna di calefaccia di fermentazione di biomassa, l'invernamentu di riscaldamentu pò aumentà in modu efficace a temperatura di a terra in a serra è mantene a temperatura propria di e radiche di i culturi cultivati ​​​​in a terra in u clima normale in l'invernu.Pigliendu una serra d'isolamentu termale asimmetricu à una sola capa cù un span di 17m è una lunghezza di 30m per esempiu, aghjunghjendu 8m di rifiuti agriculi (paglia di tomate è manure di porcu mischiati) in u tank di fermentazione interna per a fermentazione naturale senza vultà a pila. Aumentà a temperatura media di u ghjornu di a serra da 4,2 ℃ in l'invernu, è a temperatura minima di ogni ghjornu pò ghjunghje à 4,6 ℃.

L'utilizazione energetica di a fermentazione cuntrullata da biomassa hè un metudu di fermentazione chì usa strumenti è equipaghji per cuntrullà u prucessu di fermentazione per ottene rapidamente è utilizendu in modu efficiente l'energia di u calore di a biomassa è u fertilizzante di gas CO2, trà quale a ventilazione è l'umidità sò i fatturi chjave per regulà u calore di fermentazione. è a produzzione di gas di biomassa.In cundizioni ventilate, i microorganismi aerobichi in u munzeddu di fermentazione utilizanu l'ossigenu per l'attività di vita, è una parte di l'energia generata hè aduprata per e so attività di vita, è una parte di l'energia hè liberata in l'ambiente cum'è energia di calore, chì hè benefica per a temperatura. crescita di l'ambiente.L'acqua participa in tuttu u prucessu di fermentazione, furnisce i nutrienti solubili necessarii per l'attività microbica, è à u stessu tempu liberanu u calore di u munzeddu in forma di vapore attraversu l'acqua, per riduce a temperatura di u munzeddu, allargà a vita di u munzeddu. i microorganismi è aumentanu a temperatura di massa di u munzeddu.L'installazione di un dispositivu di lixiviazione di paglia in u cisterna di fermentazione pò aumentà a temperatura interna da 3 ~ 5 ℃ in l'invernu, rinfurzà a fotosintesi di a pianta è aumentà a pruduzzioni di tomate da 29,6%.

Energia geotermica

Cina hè ricca di risorse geotermale.Attualmente, u modu più cumuni per l'agricoltura di utilizà l'energia geotermica hè di utilizà a pompa di calore di a terra, chì pò trasferisce da l'energia di calore di bassa qualità à l'energia di calore di alta qualità, inserendu una piccula quantità di energia di alta qualità (cum'è energia elettrica).Differenti da e misure tradiziunali di riscaldamentu di serra, u riscaldamentu di a pompa di calore di a fonte di terra pò micca solu ottene un effettu di riscaldamentu significativu, ma ancu avè a capacità di rinfriscà a serra è riduce l'umidità in a serra.A ricerca di l'applicazioni di a pompa di calore in terra in u campu di a custruzzione di l'abitazione hè matura.A parte core chì affetta a capacità di riscaldamentu è di rinfrescante di a pompa di calore in terra hè u modulu di scambiu di calore sotterraneo, chì include principarmenti tubi intarrati, pozzi sotterranei, etc. Cumu cuncepisce un sistema di scambiu di calore sotterraneo cù un costu è effettu equilibratu hè sempre. hè statu u focu di ricerca di sta parte.À u listessu tempu, u cambiamentu di a temperatura di a capa di terra sotterranea in l'appiecazione di a pompa di calore di a fonte di terra afecta ancu l'effettu di l'usu di u sistema di pompa di calore.Aduprà a pompa di calore di a fonte di terra per rinfriscà a serra in l'estiu è almacenà l'energia termica in a capa di terra profonda pò alleviate a caduta di temperatura di a capa di terra sotterranea è migliurà l'efficienza di a produzzione di calore di a pompa di calore di a terra in l'invernu.

Attualmente, in a ricerca di u funziunamentu è l'efficienza di a pompa di calore di a terra, attraversu i dati sperimentali attuali, un mudellu numericu hè stabilitu cù software cum'è TOUGH2 è TRNSYS, è hè cunclusu chì u rendiment di riscaldamentu è u coefficient di prestazione (COP). ) di a pompa di calore di a fonte di terra pò ghjunghje à 3.0 ~ 4.5, chì hà un bonu effettu di rinfrescante è riscaldamentu.In a ricerca di a strategia di u funziunamentu di u sistema di pompa di calore, Fu Yunzhun è altri anu truvatu chì, cumparatu cù u flussu di u latu di carica, u flussu di u latu di a fonte di terra hà un impattu più grande nantu à u rendiment di l'unità è a prestazione di trasferimentu di calore di u tubu enterratu. .Sottu à a cundizione di u flussu, u valore COP massimu di l'unità pò ghjunghje à 4,17 aduttendu u schema di operazione di operatu per 2 ore è si ferma per 2 ore;Shi Huixian et.Aduttatu un modu di funziunamentu intermittenti di u sistema di raffreddamentu di almacenamiento d'acqua.In l'estiu, quandu a temperatura hè alta, u COP di tuttu u sistema di furnimentu energeticu pò ghjunghje à 3,80.

Tecnulugia d'almacenamiento di u calore di a terra profonda in serra

L'almacenamiento di u calore di u terrenu profondu in serra hè ancu chjamatu "bancu di almacenamiento di calore" in serra.U dannu friddu in l'invernu è a temperatura alta in l'estiu sò i principali ostaculi à a produzzione di serra.Basatu nantu à a forte capacità di almacenamentu di calore di a terra prufonda, u gruppu di ricerca hà cuncepitu un dispositivu di almacenamentu di calore profondu in serra in terra.U dispusitivu hè una pipeline di trasferimentu di calore parallela à doppia strata intarrata à a prufundità di 1,5 ~ 2,5 m sottu terra in a serra, cù una entrata d'aria in cima di a serra è una presa d'aria in terra.Quandu a temperatura in a serra hè alta, l'aria interna hè forzata in a terra da un fan per realizà u almacenamentu di calore è a riduzione di a temperatura.Quandu a temperatura di l'invernamentu hè bassu, u calore hè estrattu da a terra per calà a serra.I risultati di a produzzione è di l'applicazione mostranu chì u dispusitivu pò aumentà a temperatura di a serra di 2,3 ℃ in a notte d'invernu, riduce a temperatura interna di 2,6 ℃ in u ghjornu d'estate, è aumenta a pruduzzioni di tomate da 1500 kg in 667 m.².U dispusitivu sfrutta pienamente e caratteristiche di "caldi in l'invernu è frescu in l'estiu" è "temperature constante" di a terra sotterranea profonda, furnisce un "bancu d'accessu à l'energia" per a serra, è cumpleta continuamente e funzioni ausiliarii di rinfrescante è riscaldamentu di serra. .

Coordinazione multi-energetica

Utilizà dui o più tipi d'energia per scaldà a serra pò cumpensà in modu efficace i svantaghji di u tipu d'energia unicu, è dà u ghjocu à l'effettu di superposizione di "unu più unu hè più grande di dui".A cuuperazione cumplementaria trà l'energia geotermica è l'energia solare hè un puntu di ricerca di l'utilizazione di l'energia nova in a produzzione agricula in l'ultimi anni.Emmi et.hà studiatu un sistema di energia multi-fonte (Figura 1), chì hè furnutu cù un colector solare hibridu fotovoltaicu-termale.In cunfrontu cù u sistema di pompa di calore aria-acqua cumunu, l'efficienza energetica di u sistema di energia multi-fonte hè migliurata da 16% ~ 25%.Zheng et.hà sviluppatu un novu tipu di sistema di almacenamentu di calore accoppiatu di energia solare è pompa di calore di fonte di terra.U sistema di cullezzione solare pò realizà un almacenamentu di staggione di alta qualità di riscaldamentu, vale à dì, riscaldamentu d'alta qualità in l'invernu è rinfrescante d'alta qualità in l'estiu.U scambiatore di calore di tubu intarratu è u cisterna di almacenamentu di calore intermittenti ponu tutti curriri bè in u sistema, è u valore COP di u sistema pò ghjunghje à 6,96.

Cumminatu cù l'energia solare, hà u scopu di riduce u cunsumu di l'energia cummerciale è di rinfurzà a stabilità di l'energia solare in serra.Wan Ya et.mette in avanti un novu schema di tecnulugia di cuntrollu intelligente di cumminà a generazione di energia solare cù u putere cummerciale per u riscaldamentu di serra, chì pò fà l'usu di l'energia fotovoltaica quandu ci hè luce, è trasfurmà in putenza cummerciale quandu ùn ci hè micca luce, riducendu assai a mancanza di energia di carica. tariffa, è riducendu u costu ecunomicu senza aduprà batterie.

L'energia solare, l'energia di biomassa è l'energia elettrica ponu riscalda inseme serre, chì ponu ancu ottene una alta efficienza di riscaldamentu.Zhang Liangrui è altri anu cumminatu a cullizzioni di calore di u tubu di vacu sulari cù u cisterna d'acqua di almacenamiento di calore di l'electricità di valle.U sistema di riscaldamentu di serra hà un bonu cunfortu termale, è l'efficienza di riscaldamentu mediu di u sistema hè di 68,70%.U cisterna d'acqua di almacenamentu di calore elettricu hè un dispositivu di almacenamentu d'acqua di riscaldamentu di biomassa cù riscaldamentu elettricu.A temperatura più bassa di l'entrata di l'acqua à l'estremità di u riscaldamentu hè stabilita, è a strategia di u funziunamentu di u sistema hè determinata secondu a temperatura di almacenamento di l'acqua di a parte di raccolta di calore solare è a parte di almacenamentu di calore di biomassa, in modu di ottene una temperatura di riscaldamentu stabile à u puntu. Riscaldamentu fine è risparmià energia elettrica è materiali energetichi di biomassa à u massimu.

Ricerca innovativa è applicazione di novi materiali di serra

Cù l'espansione di l'area di serra, i svantaghji di l'applicazione di i materiali di serra tradiziunali, cum'è i mattoni è a terra, sò sempre più revelati.Per quessa, in ordine per migliurà u funziunamentu termale di serra è scuntrà i bisogni di sviluppu di serra mudernu, ci sò parechje ricerche è appiicazioni di novi materiali di rivestimentu trasparenti, materiali d'isolamentu termale è materiali di muru.

Ricerca è applicazione di novi materiali di copertura trasparenti

I tipi di materiali di copertura trasparenti per a serra includenu principalmente film plasticu, vetru, pannellu solare è pannellu fotovoltaicu, trà i quali a film plastica hà a più grande area di applicazione.U film PE di serra tradiziunale hà i difetti di a vita di serviziu corta, a non degradazione è a funzione unica.Attualmente, una varietà di novi filmi funziunali sò stati sviluppati aghjunghjendu reagenti funziunali o rivestimenti.

Film di cunversione di luce:U filmu di cunversione di luce cambia e proprietà ottiche di u film utilizendu agenti di cunversione di luce, cum'è terre rare è nano materiali, è ponu cunvertisce a regione di luce ultravioletta in luce rossa aranciu è luce blu viola necessaria da a fotosintesi di a pianta, aumentandu cusì u rendiment di i culturi è riducendu. i danni di a luce ultravioleta à i culturi è i filmi di serra in serra di plastica.Per esempiu, u film di serra viola-rossu à banda larga cù l'agente di cunversione di luce VTR-660 pò migliurà significativamente a trasmittanza infrared quandu hè appiicata in serra, è cumparatu cù a serra di cuntrollu, u rendiment di tomate per ettari, vitamina C è cuntenutu di licopenu. sò significativamente aumentati da 25,71%, 11,11% è 33,04% rispettivamente.In ogni casu, à u mumentu, a vita di serviziu, a degradabilità è u costu di a nova film di cunversione di luce deve esse studiata.

Vetru spargugliatu: U vetru spargugliatu in serra hè un mudellu speciale è tecnulugia anti-riflessi nantu à a superficia di u vetru, chì pò maximizà a luce di u sole in u lume spargugliatu è entra in a serra, migliurà l'efficienza di a fotosintesi di i culturi è aumentanu u rendiment di i culturi.U vetru spargugliatu trasforma a luce chì entra in a serra in u lume spargugliatu à traversu mudelli spiciali, è a luce spargugliata pò esse irradiata più uniformemente in a serra, eliminendu l'influenza di l'ombra di u scheletru nantu à a serra.In cunfrontu cù u vetru float ordinariu è u vetru float ultra-biancu, u standard di trasmittanza di luce di u vetru spargugliatu hè di 91,5%, è quellu di u vetru float ordinariu hè di 88%.Per ogni 1% d'aumentu di a trasmittanza luminosa in a serra, u rendimentu pò esse aumentatu da circa 3%, è u zuccaru soluble è a vitamina C in frutti è ligumi anu aumentatu.U vetru spargugliatu in serra hè rivestitu prima è poi temperatu, è a rata di l'autoesplosione hè più altu ch'è u standard naziunale, righjunghjendu 2‰.

Ricerca è Applicazione di Novi Materiali di Insulazione Termale

I materiali tradiziunali d'isolamentu termale in serra includenu principalmente stuoia di paglia, trapunta di carta, trapunta di insulazione termica in feltro agullatu, etc., chì sò principalmente aduprate per l'insulazione termale interna è esterna di tetti, insulazione di muru è insulazione termale di qualchi dispusitivi di almacenamentu di calore è raccolta di calore. .A maiò parte di elli anu u difettu di perde u rendiment di l'insulazione termale per l'umidità interna dopu l'usu longu.Per quessa, ci sò parechje appiicazioni di novi materiali d'isolamentu termale elevatu, frà i quali u novu quilt d'isolamentu termale, u almacenamentu di u calore è i dispusitivi di cullizzioni di calore sò u focu di ricerca.

I novi materiali d'isolamentu termale sò generalmente fatti da trasfurmazioni è cumpunimentu di superfici impermeabili è resistenti à l'invecchiamento, cum'è film tessutu è feltru rivestitu cù materiali d'insulazione termale fluffy, cum'è cotone spray-coated, cashmere miscellaneous è cuttuni perla.Una coperta d'insulazione termica di cuttuni rivestita di film tessutu hè stata pruvata in u Nordeste di a Cina.Hè statu trovu chì l'aghjunzione di 500g di cuttuni spray-coated era equivalente à a prestazione d'isolamentu termale di 4500g di quilt d'isolamentu termale di feltro neru in u mercatu.In e stesse cundizioni, a prestazione di l'isolamentu termale di 700g di cuttuni spray-coated hè stata migliurata da 1 ~ 2 ℃ paragunatu à quella di 500g di cuttuni spray-coated quilt d'isolamentu termale.À u listessu tempu, altri studii anu ancu truvatu chì paragunatu cù i quilts d'isolamentu termale cumunimenti utilizati in u mercatu, l'effettu di l'insulazione termale di cuttuni spray-coated è diversi cachemire quilts d'isolamentu termale hè megliu, cù i tassi d'insulazione termale di 84,0% è 83,3. % rispettivamente.Quandu a temperatura esterna più fridda hè -24,4 ℃, a temperatura interna pò ghjunghje à 5,4 è 4,2 ℃ rispettivamente.In cunfrontu cù a manta d'insulazione di una manta di paglia, a nova trapunta d'insulazione composta hà i vantaghji di u pesu ligeru, un altu tassu d'insulazione, una forte resistenza à l'acqua è à l'anziane, è pò esse usata cum'è un novu tipu di materiale d'insulazione d'alta efficienza per serre solari.

À u listessu tempu, secondu a ricerca di materiali d'isolamentu termale per i dispusitivi di cullizzioni di calore in serra è di almacenamentu, si trova ancu chì quandu u gruixu hè u listessu, i materiali d'isolamentu termale compositu multi-layer anu un rendimentu d'isolamentu termale megliu cà i materiali unichi.A squadra di u prufessore Li Jianming da l'Università Northwest A&F hà cuncipitu è ​​schermu 22 tippi di materiali d'insulazione termica di i dispositi di almacenamentu di l'acqua di serra, cum'è u vacuum board, l'airgel è u cuttuni di gomma, è hà misuratu e so proprietà termali.I risultati anu dimustratu chì u revestimentu d'isolamentu termale di 80 mm + aerogel + materiale d'insulazione di cotone compositu d'isolamentu di gomma-plastica puderia riduce a dissipazione di calore da 0,367 MJ per unità di tempu cumparatu cù u cotone di gomma-plastica di 80 mm, è u so coefficient di trasferimentu di calore era 0,283 W/m2. ·k) quandu u gruixu di a cumminazzioni insulation era 100mm.

U materiale di cambiamentu di fase hè unu di i punti caldi in a ricerca di materiali di serra.L'Università Northwest A&F hà sviluppatu dui tipi di dispositivi di almacenamentu di materiale di cambiamentu di fase: unu hè una scatula di almacenamento fatta di polietilene neru, chì hà una dimensione di 50cm × 30cm × 14cm (lunghezza × altezza × spessore) è hè pienu di materiali di cambiamentu di fase, cusì chì pò almacenà u calore è liberà u calore;In siconda, hè sviluppatu un novu tipu di wallboard di cambiamentu di fasi.U wallboard di cambiamentu di fase hè custituitu da materiale di cambiamentu di fase, piastra d'aluminiu, piastra d'aluminiu-plastica è lega d'aluminiu.U materiale di cambiamentu di fase hè situatu à a pusizioni più cintrali di u wallboard, è a so specificazione hè 200mm × 200mm × 50mm.Hè un solidu pulverulente prima è dopu u cambiamentu di fasa, è ùn ci hè micca fenomenu di fusione o flussu.I quattru pareti di u materiale di cambiamentu di fase sò rispettivamente piastra d'aluminiu è piastra d'aluminiu-plastica.Stu dispusitivu pò rializà e funzioni di principarmenti almacenà u calore durante u ghjornu è principarmenti liberà u calore di notte.

Per quessa, ci sò qualchi prublemi in l'applicazione di un materiale d'insulazione termale unicu, cum'è una bassa efficienza d'insulazione termale, una grande perdita di calore, un brevi tempu di almacenamentu di u calore, etc. Per quessa, utilizendu materiale d'isolamentu termale compositu cum'è strata d'insulazione termale è insulazione termale interna è esterna. U stratu di copertura di u dispusitivu di almacenamiento di calore pò migliurà efficacemente u rendiment di l'isolamentu termale di a serra, riduce a perdita di calore di a serra, è cusì ottene l'effettu di risparmiu d'energia.

Ricerca è Applicazione di New Wall

Cum'è un tipu di struttura di recinzione, u muru hè una barriera impurtante per a prutezzione di u friddu di a serra è a preservazione di u calore.Sicondu i materiali di u muru è e strutture, u sviluppu di u muru sittintriunali di a serra pò esse divisu in trè tippi: u muru di una sola strata fatta di terra, mattoni, etc., è u muru di u nordu strattu fattu di mattoni d'argilla, mattoni di bloccu. pannelli di polistirene, etc., cù l'almacenamiento di u calore internu è l'insulazione di u calore esternu, è a maiò parte di sti mura sò longu è travagliu intensivi;Dunque, in l'ultimi anni, parechji novi tipi di mura sò apparsu, chì sò faciuli di custruisce è adattati per l'assemblea rapida.

L'emergenza di pareti assemblati di novu tippu prumove u rapidu sviluppu di serre assemblate, cumprese pareti composite di novu tipu cù materiali di superficia impermeabili è anti-invecchiamento esterni è materiali cum'è feltru, cuttuni perla, cuttuni spaziali, cuttuni di vetru o cuttuni riciclati cum'è calore. strati d'insulazione, cum'è pareti assemblati flessibili di cuttuni spray-bonded in Xinjiang.Inoltre, altri studii anu ancu riportatu u muru nordu di a serra assemblata cù una strata di almacenamento di calore, cum'è un bloccu di mortare di cunchiglia di granu pienu di brique in Xinjiang.Sottu à u listessu ambiente esternu, quandu a temperatura esterna più bassu hè -20,8 ℃, a temperatura in a serra solare cù u muru compositu di bloccu di mortare di granu hè 7,5 ℃, mentre chì a temperatura in a serra solare cù u muru di brique-cemento hè 3,2 ℃.U tempu di cugliera di u pumadoru in serra di brique pò esse avanzatu da 16 ghjorni, è u rendiment di serra unica pò esse aumentatu da 18,4%.

A squadra di facilità di l'Università Northwest A&F hà presentatu l'idea di cuncepimentu di fà paglia, terra, acqua, petra è materiali di cambiamentu di fase in moduli d'isolamentu termale è di almacenamento di calore da l'angulu di u disignu di u muru di luce è simplificatu, chì prumove a ricerca di l'applicazione di assemblati modulari. muru.Per esempiu, paragunatu cù a serra di muru di brique ordinariu, a temperatura media in a serra hè 4,0 ℃ più altu in un ghjornu tipicu di sole.Trè tippi di moduli di cimentu di cambiamentu di fasa inorganica, chì sò fatti di materiale di cambiamentu di fase (PCM) è cimentu, anu accumulatu calore di 74,5, 88,0 è 95,1 MJ / m.³, è liberatu calore di 59,8, 67,8 è 84,2 MJ/m³, rispettivamente.Hanu e funzioni di "cutting peak" in u ghjornu, "valley filling" in a notte, assorbendu u calore in l'estiu è liberendu u calore in l'invernu.

Sti mura novi sò assemblati in situ, cù un cortu periodu di custruzzione è una longa vita di serviziu, chì creanu e cundizioni per a custruzzione di serre prefabbricate ligere, simplificate è rapidamente assemblate, è ponu prumove assai a riforma strutturale di serra.Tuttavia, ci sò qualchi difetti in stu tipu di muru, cum'è u cuttuni spruzzo-bonded insulation termale muru di quilt hà una prestazione eccellente d'isolamentu termale, ma ùn manca a capacità di almacenamento di calore, è u materiale di custruzzione di cambiamentu di fasa hà u prublema di u costu altu di usu.In u futuru, a ricerca di l'applicazione di u muru assemblatu deve esse rinfurzata.

A nova energia, i novi materiali è i novi disinni aiutanu à cambià a struttura di a serra.

A ricerca è l'innuvazione di a nova energia è di i novi materiali furnisce i fundamenti per l'innuvazione di design di serra.A serra solare di risparmiu energeticu è l'arcu sò i più grandi strutture di capannone in a produzzione agricula di a Cina, è ghjucanu un rolu impurtante in a produzzione agricula.Tuttavia, cù u sviluppu di l'ecunumia suciale di a Cina, i difetti di i dui tipi di strutture di facilità sò sempre più presentati.Prima, u spaziu di strutture di facilità hè chjuca è u gradu di mecanizazione hè bassu;Siconda, l'invernamentu solare di risparmiu d'energia hà un bonu insulamentu termale, ma l'usu di a terra hè bassu, chì equivale à rimpiazzà l'energia di serra cù a terra.L'arcu ordinariu ùn hè micca solu un spaziu pocu, ma hà ancu un poveru insulamentu termale.Ancu se a serra multi-span hà un grande spaziu, hà un poveru insulamentu termale è un altu cunsumu d'energia.Per quessa, hè imperativu di ricerca è di sviluppà a struttura di serra adattata per u livellu suciale è ecunomicu attuale di a Cina, è a ricerca è u sviluppu di nova energia è novi materiali aiutanu à cambià a struttura di serra è pruduce una varietà di mudelli o strutture di serra innovativi.

Ricerca innovativa nantu à a serra di birra asimmetrica cuntrullata da l'acqua

A serra di birra asimmetrica cuntrullata da l'acqua (numeru di patente: ZL 201220391214.2) hè basatu annantu à u principiu di a serra di u sole, cambiendu a struttura simmetrica di a serra di plastica ordinaria, aumentendu u spaziu miridiunali, aumentendu l'area di illuminazione di u tettu miridiunali, riducendu. u span sittintriunali è riducendu l'area di dissipazione di u calore, cù un span di 18 ~ 24m è una altezza di ridge di 6 ~ 7m.Per mezu di l'innuvazione di u disignu, a struttura spaziale hè stata aumentata significativamente.À u listessu tempu, i prublemi di u calore insufficiente in serra in l'inguernu è u poviru insulamentu termale di i materiali d'insulazione termale cumuni sò risolti cù l'usu di a nova tecnulugia di u calore di a biomassa è i materiali d'insulazione termale.I risultati di a pruduzzione è di a ricerca mostranu chì a serra di birra asimmetrica cuntrullata da l'acqua, cù una temperatura media di 11,7 ℃ in i ghjorni sole è 10,8 ℃ in i ghjorni nuvolosi, ponu risponde à a dumanda di crescita di culturi in l'invernu, è u costu di custruzzione di a serra hè ridutta di 39,6% è u tassu d'utilizazione di a terra hè aumentatu di più di 30% paragunatu à quellu di a serra di muru di brique di polistirene, chì hè adattatu per più popularizazione è applicazione in u bacinu di u fiumu Yellow Huaihe in Cina.

Serra di u sole assemblatu

Assemblatu serra sunlight pigghia culonni è scheletru di tettu cum'è struttura portante, è u so materiale muru hè principarmenti recintu insulation calori, invece di cuscinetti è u almacenamentu di calore passivi è liberazione.Principalmente: (1) un novu tipu di muru assemblatu hè furmatu cumminendu diversi materiali cum'è film rivestiti o piastra d'acciaio di culore, bloccu di paglia, trapunta d'insulazione termale flessibile, bloccu di mortare, ecc. -tavola di polistirene-tavola di cimentu;(3) Tipu di assemblea ligera è simplice di materiali d'isolamentu termale cù u sistema di almacenamentu di calore attivu è di liberazione è u sistema di deumidificazione, cum'è l'almacenamiento di calore in secchio quadratu di plastica è l'almacenamiento di calore di pipeline.Utilizendu diversi materiali di insulazione di calore è materiali di almacenamento di calore invece di u muru tradiziunale di a terra per custruisce a serra solare hà un grande spaziu è un picculu ingegneria civile.I risultati spirimintali mostranu chì a temperatura di a serra di notte in l'invernu hè 4,5 ℃ più altu ch'è quella di a serra tradiziunale di muru di mattoni, è u gruixu di u muru di daretu hè 166 mm.In cunfrontu cù a serra di muru di mattone di 600 mm di spessore, l'area occupata di u muru hè ridutta di 72%, è u costu per metru quadru hè 334,5 yuan, chì hè 157,2 yuan più bassu di quellu di a serra di muru di mattone, è u costu di custruzzione. hè calatu significativamente.Per quessa, a serra assemblata hà i vantaghji di a distruzzione di terra menu cultivata, u risparmiu di a terra, a veloce di custruzzione rapida è a longa vita di serviziu, è hè una direzzione chjave per l'innuvazione è u sviluppu di serre solari in u presente è in u futuru.

Serra di luce solare scorrevule

A serra solare di risparmiu d'energia assemblata in skateboard sviluppata da l'Università Agricola di Shenyang usa u muru posteriore di a serra solare per furmà un sistema di almacenamentu di calore di u muru circulante d'acqua per almacenà u calore è elevà a temperatura, chì hè principalmente cumpostu da una piscina (32m).³), una piastra di raccolta di luce (360 m²), una pompa d'acqua, una pipa d'acqua è un controller.U colpu d'insulazione termale flessibile hè rimpiazzatu da un novu materiale di piastra d'acciaio di culore di lana di roccia leggera in cima.A ricerca mostra chì stu disignu risolve in modu efficace u prublema di i gables chì bloccanu a luce, è aumenta l'area di entrata di luce di a serra.L'angolo di illuminazione di a serra hè 41,5 °, chì hè quasi 16 ° più altu ch'è quellu di a serra di cuntrollu, cusì migliurà a freccia di illuminazione.A distribuzione di a temperatura di l'internu hè uniforme, è i pianti crescenu bè.A serra hà i vantaghji di migliurà l'efficienza di l'usu di a terra, cuncepisce in modu flessibile a dimensione di a serra è accurtà u periodu di custruzzione, chì hè di grande significatu per a prutezzione di e risorse cultivate è l'ambiente.

Serra fotovoltaica

A serra agricula hè una serra chì integra a generazione di energia solare fotovoltaica, u cuntrollu intelligente di a temperatura è a piantazione moderna d'alta tecnulugia.Adopta un quadru d'ossu d'acciaio è hè cupartu di moduli solari fotovoltaici per assicurà i requisiti di illuminazione di i moduli di generazione di energia fotovoltaica è i requisiti di illuminazione di tutta a serra.U currente direttu generatu da l'energia solare complementa direttamente a luce di serre agriculi, sustene direttamente l'operazione normale di l'equipaggiu di serra, conduce l'irrigazione di risorse d'acqua, aumenta a temperatura di a serra è prumove a crescita rapida di i culturi.I moduli fotovoltaici in questu modu affettanu l'efficienza di l'illuminazione di u tettu di serra, è poi affettanu a crescita normale di i vegetali di serra.Dunque, a disposizione raziunale di pannelli fotovoltaici nantu à u tettu di a serra diventa u puntu chjave di l'applicazione.A serra agricula hè u pruduttu di a cumminazione organica di l'agricultura turistica è u giardinaggiu di facilità, è hè una industria agricula innovativa chì integra a generazione di energia fotovoltaica, a visita agricula, i culturi agriculi, a tecnulugia agricula, u paisaghju è u sviluppu culturale.

Disegnu innovativu di u gruppu di serre cù interazzione energetica trà i diversi tipi di serre

Guo Wenzhong, un ricercatore in l'Accademia di Scienze Agricole è Forestali di Pechino, usa u metudu di riscaldamentu di trasferimentu di energia trà serre per cullà l'energia di calore restante in una o più serre per riscalda un'altra o più serre.Stu metudu di riscaldamentu rializeghja u trasferimentu di l'energia di a serra in u tempu è u spaziu, migliurà l'efficienza di l'utilizazione di l'energia di l'energia di u calore di a serra restante, è riduce u cunsumu tutale di l'energia di riscaldamentu.I dui tipi di serra pò esse sfarenti tippi di serra o u stessu tipu di serra per plantà diversi culturi, cum'è l'invernamentu di lettuce è tomate.I metudi di raccolta di calore includenu principalmente l'estrazione di u calore di l'aria interna è l'interceptazione diretta di a radiazione incidente.Per mezu di a cullizzioni di l'energia solare, a cunvezione furzata da u scambiatore di calore è l'estrazione forzata da a pompa di calore, u surplus di calore in a serra d'alta energia hè stata estratta per u riscaldamentu di a serra.

riassume

Queste novi serre solari anu i vantaghji di l'assemblea rapida, u periodu di custruzzione accurtatu è a rata d'utilizazione di a terra mejorata.Per quessa, hè necessariu di scopra più u funziunamentu di sti novi serra in diverse spazii, è furnisce a pussibilità per a popularisazione à grande scala è l'applicazione di novi serra.À u listessu tempu, hè necessariu di rinfurzà continuamente l'applicazione di nova energia è novi materiali in serra, per furnisce u putere per a riforma strutturale di serra.

Prospettiva futura è pensamentu

I serre tradiziunali anu spessu qualchì svantaghju, cum'è un altu cunsumu d'energia, u tassu d'utilizazione di a terra bassu, u tempu è u travagliu, u rendimentu poviru, ecc. eliminatu.Per quessa, hè una tendenza di sviluppu per aduprà novi fonti d'energia, cum'è l'energia solare, l'energia di biomassa, l'energia geotermica è l'energia eolica, novi materiali di applicazione di serra è novi disinni per prumove u cambiamentu strutturale di serra.Prima di tuttu, a nova serra guidata da nova energia è novi materiali ùn deve micca solu risponde à i bisogni di u funziunamentu mecanizatu, ma ancu risparmià energia, terra è costu.Siconda, hè necessariu di spiegà constantemente u funziunamentu di novi serre in diverse zone, per furnisce e cundizioni per a popularisazione à grande scala di serre.In u futuru, duvemu più ricerca di nova energia è novi materiali adattati per l'applicazione di serra, è truvà a megliu cumminazione di nova energia, novi materiali è serra, per fà pussibule di custruisce una nova serra cù pocu costu, custruzzione curta. piriudu, bassu cunsumu d'energia è un rendimentu eccellente, aiutanu à cambià a struttura di serra è prumove u sviluppu di mudernizazione di serre in Cina.

Ancu s'è l'appiecazione di nova energia, novi materiali è novi disinni in a custruzzione di serra hè una tendenza inevitabbile, ci sò ancu assai prublemi per esse studiatu è superatu: (1) U costu di custruzzione aumenta.In cunfrontu cù u riscaldamentu tradiziunale cù carbone, gas naturale o oliu, l'applicazione di nova energia è novi materiali hè ecologicu è senza contaminazione, ma u costu di custruzzione hè significativamente aumentatu, chì hà un certu impattu nantu à a ricuperazione di l'investimentu di a produzzione è di u funziunamentu. .In cunfrontu cù l'utilizazione di l'energia, u costu di novi materiali serà significativamente aumentatu.(2) Utilizazione inestabile di l'energia termica.U più grande vantaghju di l'utilizazione di l'energia nova hè u costu operativu bassu è l'emissione di diossidu di carbonu bassu, ma u fornimentu d'energia è u calore hè inestabile, è i ghjorni nuvolosi diventanu u più grande fattore limitante in l'utilizazione di l'energia solare.In u prucessu di a produzzione di calore di biomassa per fermentazione, l'utilizazione efficace di sta energia hè limitata da i prublemi di l'energia di u calore di fermentazione bassa, a gestione è u cuntrollu difficiuli, è un grande spaziu di almacenamento per u trasportu di materie prime.(3) A maturità di a tecnulugia.Sti tecnulugii utilizati da a nova energia è i novi materiali sò ricerca avanzata è rializazioni tecnologiche, è u so spaziu di applicazione è u scopu sò sempre abbastanza limitati.Ùn sò micca passati assai volte, parechji siti è verificazione pratica di grande scala, è ci sò inevitabbilmente qualchi carenze è cuntenutu tecnicu chì deve esse migliuratu in l'applicazione.L'utilizatori spessu deneganu l'avanzamentu di a tecnulugia per via di e carenze minori.(4) U tassu di penetrazione di a tecnulugia hè bassu.L'applicazione larga di un successu scientificu è tecnologicu richiede una certa popularità.Attualmente, a nova energia, a nova tecnulugia è a nova tecnulugia di cuncepimentu di serra sò tutte in a squadra di centri di ricerca scientifica in università cù una certa capacità d'innuvazione, è a maiò parte di i pretendenti tecnichi o di i diseggiani ùn sanu micca;À u listessu tempu, a popularizazione è l'applicazione di e tecnulugia novi sò sempre abbastanza limitate perchè l'equipaggiu core di e tecnulugia novi sò patentati.(5) L'integrazione di a nova energia, di novi materiali è di u disignu di a struttura di serra deve esse rinfurzata.Perchè l'energia, i materiali è u disignu di a struttura di a serra appartenenu à trè discipline diverse, i talenti cù l'esperienza di u disignu di a serra spessu mancanu di ricerca nantu à l'energia è i materiali in serra, è vice versa;Per quessa, circadori ligati à a ricerca di l'energia è i materiali bisognu di rinfurzà l'inchiesta è a cunniscenza di i bisogni attuali di u sviluppu di l'industria di serra, è i diseggiani strutturali duveranu ancu studià novi materiali è energia nova per prumove l'integrazione prufonda di e trè rilazioni, in modu di ghjunghje sin'à ghjunghje. u scopu di a tecnulugia di ricerca pratica serra, bassu costu di custruzzione è effettu bonu usu.Basatu annantu à i prublemi di sopra, hè suggeritu chì u statu, i guverni lucali è i centri di ricerca scientifica anu intensificatu a ricerca tecnica, realizà una ricerca cumuna in prufundità, rinfurzà a publicità di i rializazioni scientifiche è tecnologiche, migliurà a popularizazione di i successi, è rializà rapidamente i risultati. scopu di nova energia è novi materiali à aiutà u novu sviluppu di l 'industria serra.

L'infurmazione citata

Li Jianming, Sun Guotao, Li Haojie, Li Rui, Hu Yixin.A nova energia, i novi materiali è u novu disignu aiutanu à a nova rivoluzione di serra [J].Verdura, 2022, (10): 1-8.