Li Jianming, Sun Guotao 등온실 원예 농업 공학 기술2022-11-21 17:42 베이징에서 출판

최근 몇 년 동안 온실 산업은 활발하게 개발되었습니다. 온실의 개발은 토지 이용률과 농산물의 생산률을 향상시킬뿐만 아니라 비수기에 과일과 채소의 공급 문제를 해결합니다. 그러나 온실은 전례없는 도전에 직면했습니다. 원래 시설, 난방 방법 및 구조적 형태는 환경과 개발에 대한 저항을 일으켰습니다. 온실 구조를 바꾸려면 새로운 재료와 새로운 디자인이 시급히 필요하며, 에너지 절약 및 환경 보호의 목적을 달성하고 생산 및 수입을 높이려면 새로운 에너지 원이 시급히 필요합니다.

이 기사는 태양 에너지의 연구 및 혁신, 바이오 매스 에너지, 지열 에너지 및 온실의 기타 새로운 에너지 원, 연구 및 응용 프로그램의 연구 및 혁신을 포함하여“새로운 에너지, 신규 재료, 새로운 온실 혁명을 돕는 새로운 디자인”이라는 주제에 대해 설명합니다. 덮개, 열 단열, 벽 및 기타 장비, 새로운 에너지, 새로운 재료 및 새로운 재료 및 새로운 디자인에 대한 미래의 전망 및 사고를위한 새로운 재료, 온실 개혁을 돕기 위해 업계에 대한 참조를 제공하기위한 새로운 재료.

시설 개발은 중요한 지시의 정신과 중앙 정부의 의사 결정을 이행하기위한 정치적 요구 사항과 불가피한 선택입니다. 2020 년에는 중국의 보호 농업의 총 면적은 280 만 HM2이며 출력 값은 1 조 위안을 초과 할 것입니다. 새로운 에너지, 새로운 재료 및 새로운 온실 디자인을 통해 온실 생산 능력을 향상시켜 온실 생산 능력을 향상시키는 중요한 방법입니다. 전통적인 온실 생산에는 석탄, 연료 유 및 기타 에너지 원과 같은 전통적인 온실 생산에 전통적인 온실 가열 및 가열에 사용되는 기타 에너지 원이있어 많은 양의 이산화물 가스가 생겨 환경을 심각하게 오염시키는 동안 천연 가스, 전기 에너지 및 다른 에너지 원은 온실의 운영 비용을 증가시킵니다. 온실 벽을위한 전통적인 열 저장 재료는 대부분 점토와 벽돌로, 많은 소비를하고 토지 자원에 심각한 손상을줍니다. 지구 벽을 가진 전통적인 태양열 온실의 토지 이용 효율은 40% ~ 50%에 불과하며, 일반 온실은 열 저장 용량이 열악하므로 중국 북부에서 따뜻한 채소를 생산하기 위해 겨울을 살아갈 수 없습니다. 따라서 온실 변화를 촉진하는 핵심 또는 기본 연구는 온실 설계, 새로운 재료 및 새로운 에너지의 연구 개발에 있습니다. 이 기사는 온실에서 새로운 에너지 원의 연구와 혁신에 중점을 둘 것이며, 태양 에너지, 바이오 매스 에너지, 지열 에너지 및 새로운 투명한 커버링 재료, 열 단열재 및 벽 재료와 같은 새로운 에너지 원의 연구 상태를 요약합니다. 온실, 새로운 온실 건설에 새로운 에너지 및 새로운 재료의 적용을 분석하고 온실의 향후 개발 및 변화에서 그들의 역할을 기대합니다.

새로운 에너지 온실의 연구 및 혁신

농업 활용 전위가 가장 큰 녹색 새로운 에너지에는 태양 에너지, 지열 에너지 및 바이오 매스 에너지, 또는 다양한 새로운 에너지 원의 포괄적 인 활용이 포함되어 서로의 강력한 지점으로부터 효율적으로 에너지를 사용하여 효율적으로 사용합니다.

태양 에너지/파워

태양 에너지 기술은 저탄소, 효율적이며 지속 가능한 에너지 공급 모드이며 중국의 전략적 신흥 산업의 중요한 구성 요소입니다. 미래에 중국의 에너지 구조의 변화와 업그레이드를위한 불가피한 선택이 될 것입니다. 에너지 활용의 관점에서 볼 때 온실 자체는 태양 에너지 활용을위한 시설 구조입니다. 온실 효과를 통해 태양 에너지가 실내에 모이고 온도의 온도가 높아지고 작물 성장에 필요한 열이 제공됩니다. 온실 식물의 광합성의 주요 에너지 원은 직사광선으로, 이는 태양 에너지의 직접 활용입니다.

01 열을 생성하기위한 태양 광 발전

태양 광 발전은 광 발전 효과에 따라 광 에너지를 전기 에너지로 직접 변환하는 기술입니다. 이 기술의 핵심 요소는 태양 전지입니다. 태양 에너지가 직렬로 또는 병렬로 태양 에너지가 비치면 반도체 구성 요소는 태양 복사 에너지를 전기 에너지로 직접 변환합니다. 태양 광 기술은 광 에너지를 전기 에너지로 직접 변환하고, 배터리를 통해 전기를 저장하고, 밤에 온실을 가열 할 수 있지만, 높은 비용은 추가 개발을 제한 할 수 있습니다. 연구 그룹은 유연한 태양 광 패널, 올인원 리버스 제어 기계, 스토리지 배터리 및 그래 핀 가열로드로 구성된 태양 광 그래 핀 가열 장치를 개발했습니다. 식재선의 길이에 따르면, 그래 핀 가열 막대는 기판 백 아래에 묻혀있다. 낮에는 태양 광 패널이 태양 복사를 흡수하여 전기를 생성하고 저장 배터리에 보관 한 다음 밤에 그래 핀 가열로드를 위해 전기를 방출합니다. 실제 측정에서, 17 ℃에서 시작하고 19 ℃에서 닫는 온도 제어 모드가 채택된다. 밤에 (두 번째 날에 20 : 00-08 : 00) 8 시간 동안, 단일 공장을 가열하는 에너지 소비는 1.24 kw · h이며, 밤에 기판 백의 평균 온도는 19.2 °, 이는 대조군보다 3.5 ~ 5.3 ℃입니다. 광고 전력 발전과 결합 된이 난방 방법은 겨울철 온실 가열에서 고 에너지 소비와 높은 오염 문제를 해결합니다.

02 광분 전환 및 활용

태양 광분 변환은 가능한 한 많은 태양 에너지를 수집하고 흡수하여 열 에너지로 변환하기 위해 광열 전환 물질로 만든 특수 햇빛 수집 표면을 사용하는 것을 말합니다. 태양 광 발전 응용과 비교할 때 태양 광분 응용은 근적외선 대역의 흡수를 증가시켜 햇빛, 저렴한 비용 및 성숙 기술의 에너지 활용 효율이 높으며 가장 널리 사용되는 태양 에너지 활용 방식입니다.

중국에서의 광열 전환 및 활용의 가장 성숙한 기술은 태양열 수집기이며, 핵심 구성 요소는 선택적 흡수 코팅을 갖는 열 흡수 플레이트 코어이며, 이는 커버 플레이트를 통과하는 태양 방사선 에너지를 열 에너지로 전송하고 전송할 수 있습니다. 열 흡수 작업 매체에. 태양 광 수집기는 수집기에 진공 공간이 있는지 여부에 따라 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 평면 태양 수집기 및 진공관 태양열 수집기; 일광 포트에서의 태양 복사가 방향이 바뀌는 지에 따라 태양 수집기 및 비 집중 태양 수집기를 집중시킵니다. 열 전달 작업 매체의 유형에 따른 액체 태양 수집기 및 공기 태양 수집기.

온실에서의 태양 에너지 활용은 주로 다양한 유형의 태양열 수집기를 통해 수행됩니다. 모로코의 이븐 조르 대학교 (Ibn Zor University)는 온실 온난화를위한 활성 태양 에너지 난방 시스템 (ASHS)을 개발하여 겨울에 총 토마토 생산량을 55% 증가시킬 수 있습니다. China Agricultural University는 열 수집 용량을 390.6 ℃ 693.0 MJ로 설계하고 개발했으며 열 펌프에 의한 열 수집 공정을 열 수집 공정에서 열 수집 공정을 분리한다는 아이디어를 제시했습니다. 이탈리아의 바리 대학교 (University of Bari)는 태양 에너지 시스템과 공기수 열 펌프로 구성된 온실 다처방 난방 시스템을 개발했으며 공기 온도를 3.6%, 토양 온도를 92% 증가시킬 수 있습니다. 연구 그룹은 태양열 온실을위한 가변 경사각을 갖춘 일종의 활성 태양열 수집 장비와 날씨에 걸쳐 온실 수역을위한지지하는 열 저장 장치를 개발했습니다. 가변 성향을 갖는 활성 태양열 수집 기술은 제한된 열 수집 용량, 음영 및 경작 토지의 점령과 같은 전통적인 온실 열 수집 장비의 한계를 통해 깨집니다. 태양열 온실의 특수 온실 구조를 사용함으로써 온실의 비 식물 공간이 완전히 활용되어 온실 공간의 활용 효율이 크게 향상됩니다. 전형적인 햇볕이 잘 드는 작업 조건에서, 가변 성향을 갖는 활성 태양열 수집 시스템은 1.9 mJ/(M2H)에 도달하고 에너지 활용 효율은 85.1%에 도달하고 에너지 절약 속도는 77%입니다. 온실 열 저장 기술에서, 다중 위상 변화 열 저장 구조가 설정되고, 열 저장 장치의 열 저장 용량이 증가하고, 장치로부터의 열이 느린 방출이 실현되어 효율적인 사용을 실현합니다. 온실 태양열 수집 장비에 의해 수집 된 열.

바이오 매스 에너지

바이오 매스 열 생성 장치와 온실과 결합하여 새로운 시설 구조가 구축되며, 돼지 분뇨, 버섯 잔류 물 및 빨대와 같은 바이오 매스 원료는 열을 양조하기 위해 퇴비화되며 생성 된 열 에너지는 온실에 직접 공급됩니다. 5]. 바이오 매스 발효 가열 탱크가없는 온실과 비교하여 난방 온실은 온실의지면 온도를 효과적으로 증가시키고 겨울의 정상 기후에서 토양에서 재배 된 작물의 뿌리의 적절한 온도를 유지할 수 있습니다. 예를 들어 17m, 길이가 30m 인 단일 층 비대칭 열 단열 온실을 취하면서, 8m의 농업 폐기물 (토마토 짚과 돼지 분뇨 혼합)을 실내 발효 탱크에 추가하여 더미를 뒤집지 않고 자연 발효 탱크에 추가 할 수 있습니다. 온실의 평균 일일 온도를 겨울에는 4.2 ℃로 늘리고 평균 일일 최소 온도는 4.6 ℃에 도달 할 수 있습니다.

바이오 매스 제어 발효의 에너지 활용은 발효 방법으로 발효 방법으로 발효 과정을 제어하여 바이오 매스 열 에너지와 CO2 가스 비료를 신속하게 얻고 효율적으로 활용하기 위해 발효 열과 수분이 발효 열을 조절하는 주요 요인입니다. 바이오 매스의 가스 생산. 환기 조건에서 발효 힙의 호기성 미생물은 생명 활동에 산소를 사용하며 생성 된 에너지의 일부는 자신의 생명 활동에 사용되며 에너지의 일부는 열 에너지로 환경으로 방출됩니다. 환경의 상승. 물은 전체 발효 과정에 참여하여 미생물 활동에 필요한 가용성 영양소를 제공하고 동시에 힙의 온도를 줄이고 수명을 연장하기 위해 물을 통해 증기 형태로 힙의 열을 방출합니다. 미생물 및 힙의 벌크 온도를 증가시킵니다. 발효 탱크에 빨대 침출 장치를 설치하면 겨울에는 실내 온도를 3 ~ 5 ℃로 증가시킬 수 있으며 식물 광합성을 강화하고 토마토 수율을 29.6%증가시킬 수 있습니다.

지열 에너지

중국은 지열 자원이 풍부합니다. 현재 농업 시설이 지열 에너지를 이용하는 가장 일반적인 방법은 지상 소스 열 펌프를 사용하는 것입니다.이 히트 펌프는 소량의 고급 에너지 (예 : 전기 에너지). 기존 온실 가열 조치와는 달리 지상 소스 열 펌프 가열은 상당한 가열 효과를 얻을 수있을뿐만 아니라 온실을 식히고 온실의 습도를 줄이는 능력도 있습니다. 하우징 건설 분야에서 지상 소스 열 펌프의 응용 연구는 성숙합니다. 지상 소스 열 펌프의 가열 및 냉각 용량에 영향을 미치는 핵심 부분은 지하 열 교환 모듈로 주로 매장 된 파이프, 지하 우물 등이 포함됩니다. 균형 잡힌 비용과 효과로 지하 열 교환 시스템을 설계하는 방법은 항상 있습니다. 이 부분의 연구 초점이었습니다. 동시에, 지상 소스 열 펌프의 적용에서 지하 토양 층의 온도의 변화는 또한 열 펌프 시스템의 사용 효과에 영향을 미칩니다. 지상 소스 열 펌프를 사용하여 여름에 온실을 식히고 깊은 토양층에 열 에너지를 저장하면 지하 토양 층의 온도 감소를 완화하고 겨울에는 지상 소스 열 펌프의 열 생산 효율을 향상시킬 수 있습니다.

현재, 지상 소스 열 펌프의 성능 및 효율성에 대한 연구에서 실제 실험 데이터를 통해 Tough2 및 TRNSYS와 같은 소프트웨어로 수치 모델이 확립되어 가열 성능 및 성능 계수가 결론 지어 있습니다 (COP. 지상 소스 열 펌프는 3.0 ~ 4.5에 도달 할 수 있으며, 이는 냉각 및 가열 효과가 우수합니다. 히트 펌프 시스템의 작동 전략에 대한 연구에서 Fu Yunzhun과 다른 사람들은 하중 측면 흐름과 비교하여지면 소스 측면 흐름이 묻힌 파이프의 성능 및 열 전달 성능에 더 큰 영향을 미친다는 것을 발견했습니다. . 흐름 설정 조건 하에서, 2 시간 동안 작동하는 작동 방식을 채택하고 2 시간 동안 정지함으로써 장치의 최대 COP 값은 4.17에 도달 할 수있다. Shi Huixian et. 물 저장 냉각 시스템의 간헐적 작동 모드를 채택했습니다. 여름에는 온도가 높으면 전체 에너지 공급 시스템의 경찰이 3.80에 도달 할 수 있습니다.

온실의 깊은 토양 열 저장 기술

온실의 깊은 토양 열 저장은 온실에서 "열 저장 은행"이라고도합니다. 겨울의 차가운 피해와 여름의 고온은 온실 생산에 대한 주요 장애물입니다. 깊은 토양의 강력한 열 저장 용량을 기반으로 연구 그룹은 온실 지하 깊은 열 저장 장치를 설계했습니다. 이 장치는 온실에서 지하 1.5 ° 2.5m 깊이에 묻힌 이중층 평행 열전달 파이프 라인이며 온실 상단에 공기 입구가 있고 지상의 공기 출구가 있습니다. 온실의 온도가 높으면 팬에 의해 실내 공기가 강제로 펌핑되어 열 저장 및 온도 감소를 실현합니다. 온실의 온도가 낮 으면 토양에서 열이 추출되어 온실을 따뜻하게합니다. 생산 및 응용 결과에 따르면이 장치는 겨울 밤에 온실 온도를 2.3 ℃로 증가시키고 여름날에 실내 온도를 2.6 ℃로 줄이며 667m에서 토마토 수확량을 1500kg으로 증가시킬 수 있습니다.². 이 장치는 "겨울에는 따뜻하고 여름에는 시원하고"깊은 지하 토양의 "일정한 온도"의 특성을 최대한 활용하고 온실을위한 "에너지 접근 뱅크"를 제공하며 온실 냉각 및 난방의 보조 기능을 지속적으로 완료합니다. .

다중 에너지 조정

두 개 이상의 에너지 유형을 사용하여 온실은 단일 에너지 유형의 단점을 효과적으로 보완 할 수 있으며 "하나는 2보다 큽니다"의 중첩 효과를 제공 할 수 있습니다. 지열 에너지와 태양 에너지 사이의 보완 협력은 최근 몇 년간 농업 생산에서 새로운 에너지 활용에 대한 연구 핫스팟입니다. Emmi et. 태양 광 배 간 하이브리드 태양 광 수집기가 장착 된 다중 소스 에너지 시스템 (그림 1)을 연구했습니다. 일반적인 공기 물 히트 펌프 시스템과 비교하여 멀티 소스 에너지 시스템의 에너지 효율은 16%~ 25%향상됩니다. Zheng et. 태양 에너지 및 지상 소스 열 펌프의 새로운 유형의 결합 열 저장 시스템을 개발했습니다. 태양 광 수집기 시스템은 고품질의 계절적 난방 저장, 즉 겨울에는 고품질 난방 및 여름에는 고품질 냉각을 실현할 수 있습니다. 매장 된 튜브 열교환 기 및 간헐적 열 저장 탱크는 시스템에서 모두 잘 작동 할 수 있으며 시스템의 COP 값은 6.96에 도달 할 수 있습니다.

태양 에너지와 결합하여 상업용 전력의 소비를 줄이고 온실에서 태양열 전원 공급 장치의 안정성을 향상시키는 것을 목표로합니다. wan ya et. 태양열 발전을 온실 가열을위한 상업용 전력과 결합하는 새로운 지능형 제어 기술 계획을 세우고, 빛이 없을 때 태양 광 전력을 활용할 수 있으며, 빛이 없을 때 상업용 전력으로 바꾸어 부하 전력 부족을 크게 줄입니다. 배터리를 사용하지 않고 경제 비용을 요금으로 낮추십시오.

태양 에너지, 바이오 매스 에너지 및 전기 에너지는 공동으로 온실을 가열 할 수 있으며, 이는 또한 높은 가열 효율을 달성 할 수 있습니다. Zhang Liangrui 및 기타 기타 태양 광 진공관 열 수집과 계곡 전기 열 저장 물 탱크가 결합되었습니다. 온실 가열 시스템은 열 안락함이 우수하며 시스템의 평균 난방 효율은 68.70%입니다. 전기 열 저장 물 탱크는 전기 가열이있는 바이오 매스 가열 수 저장 장치입니다. 가열 말단에서의 물 흡입구의 최저 온도가 설정되어 있으며, 시스템의 작동 전략은 태양열 수집 부품의 물 저장 온도 및 바이오 매스 열 저장 부분에 따라 결정되어 가열 말단 및 전기 에너지 및 바이오 매스 에너지 재료를 최대까지 절약하십시오.

새로운 온실 자료의 혁신적인 연구 및 적용

온실 지역의 확장으로 벽돌 및 토양과 같은 전통적인 온실 재료의 적용 단점이 점점 더 드러납니다. 따라서 온실의 열 성능을 더욱 향상시키고 현대 온실의 개발 요구를 충족시키기 위해 새로운 투명한 커버 재료, 열 단열재 및 벽 재료의 많은 연구와 응용이 있습니다.

새로운 투명한 커버링 재료의 연구 및 적용

온실을위한 투명한 덮개 재료의 유형에는 주로 플라스틱 필름, 유리, 태양 전지판 및 태양 광 패널이 포함되며, 그중에는 플라스틱 필름이 가장 큰 적용 영역을 갖습니다. 전통적인 온실 PE 필름에는 짧은 서비스 수명, 비 분화 및 단일 기능의 결함이 있습니다. 현재, 기능적 시약 또는 코팅을 추가함으로써 다양한 새로운 기능 필름이 개발되었다.

가벼운 변환 필름 :가벼운 전환 필름은 희토류 및 나노 재료와 같은 가벼운 전환제를 사용하여 필름의 광학적 특성을 변화시키고, 자외선 영역을 식물 광합성에 필요한 적색 주황색 광 및 파란색 바이올렛 광으로 변환하여 작물 수율을 증가시키고 감소시킬 수 있습니다. 플라스틱 온실에서 자극 및 온실 필름에 자외선의 손상. 예를 들어, VTR-660 광 변환제가 장착 된 넓은 대역 보라색-빨간색 온실 필름은 온실에 적용될 때 적외선 투과율을 크게 향상시킬 수 있으며 제어 온실, 헥타르 당 토마토 수율, 비타민 C 및 Lycopene 함량과 비교할 수 있습니다. 각각 25.71%, 11.11% 및 33.04% 증가했습니다. 그러나 현재 새로운 Light Conversion Film의 서비스 수명, 저하성 및 비용을 여전히 연구해야합니다.

흩어진 유리: 온실의 산란 유리는 유리 표면의 특별한 패턴 및 반사 방지 기술로 햇빛을 산란 된 빛으로 극대화하고 온실로 들어가고 작물의 광합성 효율을 향상시키고 작물 수율을 증가시킬 수 있습니다. 산란 유리는 온실로 들어가는 빛을 특수 패턴을 통해 흩어진 빛으로 바꾸고, 산란 된 빛은 온실로 더 균등하게 조사 될 수있어 온실에서 골격의 그림자 영향을 제거 할 수 있습니다. 일반 플로트 유리 및 초 화이트 플로트 유리와 비교하여 산란 유리의 광 투과율 표준은 91.5%이고 일반 플로트 유리의 표준은 88%입니다. 온실 내에서 1%의 광 투과율이 증가 할 때마다 수율이 약 3% 증가하고 과일과 채소의 가용성 설탕과 비타민 C가 증가 할 수 있습니다. 온실의 산란 유리는 먼저 코팅 된 다음 템퍼링되며 자체 폭발 속도는 국가 표준보다 높아 2 ‰에 도달합니다.

새로운 열 절연 재료의 연구 및 적용

온실의 전통적인 열 단열재에는 주로 밀짚 매트, 종이 퀼트, 가난한 펠트 열 단열 퀼트 등이 포함되어 있으며, 주로 지붕의 내부 및 외부 열 절연, 벽 절연 및 일부 열 저장 및 열 단열에 사용됩니다. . 그들 대부분은 장기 사용 후 내부 수분으로 인해 열 단열 성능을 잃는 결함이 있습니다. 따라서 새로운 열 단열재 퀼트, 열 저장 및 열 수집 장치가 연구 중심입니다.

새로운 열 단열재는 일반적으로 스프레이 코팅면, 기타 캐시미어 및 진주면과 같은 푹신한 열 절연 재료로 짠 필름 및 코팅 된 펠트와 같은 지표 방수 및 노화 방지 재료를 가공 및 복합적으로 만들어냅니다. 짠 필름 스프레이 코팅면 열 단열 퀼트가 중국 북동부에서 테스트되었습니다. 500g 스프레이 코팅면을 추가하는 것은 시장에서 4500g 펠트 열 단열 퀼트의 열 단열 성능과 동일하다는 것이 밝혀졌습니다. 동일한 조건에서, 700g 스프레이 코팅면의 열 절연 성능은 500g 스프레이 코팅 된면 열 단열 퀼트와 비교하여 1 ~ 2 ℃로 향상되었다. 동시에, 다른 연구는 또한 시장에서 일반적으로 사용되는 열 단열 퀼트와 비교하여, 스프레이 코팅 된 면화 및 기타 캐시미어 열 단열 퀼트의 열 단열 효과가 84.0% 및 83.3의 열 절연 속도로 더 우수하다는 것을 발견했다. %각기. 가장 차가운 실외 온도가 -24.4 ℃ 인 경우, 실내 온도는 각각 5.4와 4.2 ℃에 도달 할 수있다. 단일 짚 담요 단열 퀼트와 비교하여, 새로운 복합 단열 퀼트는 경량, 높은 단열 속도, 강한 방수 및 노화 저항의 장점을 가지며 태양 온실을위한 새로운 유형의 고효율 절연 재료로 사용될 수 있습니다.

동시에, 온실 열 수집 및 저장 장치에 대한 열 단열재의 연구에 따르면, 두께가 동일 할 때 다층 복합 열 절연 재료는 단일 재료보다 열 절연 성능이 우수하다는 것을 발견합니다. 노스 웨스트 A & F University의 Li Jianming 교수의 팀은 진공 보드, 에어로겔 및 고무면과 같은 온실 워터 저장 장치의 22 종류의 열 단열재를 설계하고 선별하고 열 특성을 측정했습니다. 결과는 80mm 열 단열 코팅+에어로겔+고무-플라스틱 열 단열면 복합 단열재 재료가 80mm 고무-플라스틱면에 비해 단위 시간당 0.367mj만큼 열 분산을 감소시킬 수 있으며, 열 전달 계수는 0.283W/(M2)임을 보여 주었다. · k) 단열 조합의 두께가 100mm 일 때.

위상 변경 재료는 온실 재료 연구의 핫스팟 중 하나입니다. Northwest A & F University는 두 가지 종류의 위상 변경 재료 저장 장치를 개발했습니다. 하나는 크기가 50cm × 30cm × 14cm (길이 × 높이 × 두께)를 가진 검은 폴리에틸렌으로 만든 저장 상자입니다. 열을 저장하고 열을 방출 할 수 있습니다. 둘째, 새로운 유형의 위상 변화 월 보드가 개발되었습니다. 위상 변화 월판은 위상 변화 물질, 알루미늄 플레이트, 알루미늄 플라스틱 플레이트 및 알루미늄 합금으로 구성됩니다. 위상 변경 재료는 월판의 가장 중심 위치에 있으며 사양은 200mm × 200mm × 50mm입니다. 그것은 위상 변화 전후의 가루 고체이며, 용융 또는 흐름의 현상은 없다. 위상 변화 물질의 4 개의 벽은 각각 알루미늄 플레이트와 알루미늄 플라스틱 플레이트입니다. 이 장치는 낮 동안 주로 열을 저장하고 주로 밤에 열을 방출하는 기능을 깨닫을 수 있습니다.

따라서 낮은 열 절연 효율, 큰 열 손실, 짧은 열 저장 시간 등과 같은 단일 열 절연 재료를 적용하는 데 몇 가지 문제가 있습니다. 열 저장 장치 층을 덮으면 온실의 열 절연 성능을 효과적으로 향상시키고 온실의 열 손실을 줄이고 에너지 절약의 효과를 달성 할 수 있습니다.

새로운 벽의 연구 및 적용

일종의 인클로저 구조로서 벽은 온실의 냉간 보호 및 열 보존에 중요한 장벽입니다. 벽 재료와 구조에 따르면, 온실 북쪽 벽의 발달은 토양, 벽돌 등으로 만든 단일 층 벽, 점토 벽돌로 만든 층상 벽돌, 블록 벽돌, 블록 벽돌, 즉 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 내부 열 저장 및 외부 열 단열재가있는 폴리스티렌 보드 등, 그리고이 벽의 대부분은 시간이 많이 걸리고 노동 집약적입니다. 따라서 최근 몇 년 동안 많은 새로운 유형의 벽이 나타 났으며, 이는 건축하기 쉽고 빠른 조립에 적합합니다.

새로운 유형 조립 된 벽의 출현은 외부 방수 및 노화 방지 표면 재료를 갖춘 새로운 유형 복합 벽을 포함하여 조립 된 온실의 빠른 발달을 촉진합니다. 신장에서 스프레이 결합면의 유연한 조립 벽과 같은 절연 층. 또한, 다른 연구에 따르면 Xinjiang의 벽돌로 채워진 밀 쉘 박격포 블록과 같은 열 저장 층이있는 조립 된 온실의 북쪽 벽이보고되었습니다. 동일한 외부 환경에서 가장 낮은 실외 온도가 -20.8 ℃ 인 경우 밀 껍질 모르타르 블록 복합 벽이있는 태양열 온실의 온도는 7.5 ℃이며 벽돌 벽이있는 태양열 온실의 온도는 3.2 ℃이다. 벽돌 온실에서 토마토의 수확 시간은 16 일 동안 진행될 수 있으며 단일 온실의 수율은 18.4%증가 할 수 있습니다.

Northwest A & F University의 시설 팀은 조명 및 단순화 된 벽 설계 각도에서 짚, 토양, 물, 석재 및 위상 교환 재료를 열 단열 및 열 저장 모듈로 만드는 설계 아이디어를 제시하여 모듈 식 조립의 응용 연구를 촉진했습니다. 벽. 예를 들어, 일반 벽돌 벽 온실과 비교할 때 온실의 평균 온도는 전형적인 화창한 날에 4.0 ° 높습니다. 위상 변화 재료 (PCM)와 시멘트로 만들어진 3 가지 종류의 무기상 변화 시멘트 모듈은 열이 74.5, 88.0 및 95.1 mj/m의 축적되었습니다.³59.8, 67.8 및 84.2 mj/m의 열 방출³각각. 그들은 낮에는“피크 절단”의 기능을 가지고 있으며, 밤에는“밸리 채우기”, 여름에는 열을 흡수하고 겨울에는 열을 방출합니다.

이 새로운 벽은 짧은 건축 기간과 긴 서비스 수명을 통해 현장에 조립되며, 이는 조명, 단순화 및 신속하게 조립 된 조립식 온실을 구성하기위한 조건을 만들고 온실의 구조적 개혁을 크게 촉진 할 수 있습니다. 그러나 스프레이 결합면 열 단열 퀼트 벽과 같은 이러한 종류의 벽에는 열 단열성이 우수하지만 열 저장 용량이 부족하고 위상 변경 건축 자재는 고용 비용이 많이 든다. 앞으로 조립 된 벽의 적용 연구가 강화되어야합니다.

새로운 에너지, 새로운 재료 및 새로운 디자인은 온실 구조 변화에 도움이됩니다.

새로운 에너지 및 새로운 재료의 연구와 혁신은 온실의 설계 혁신을위한 기초를 제공합니다. 에너지 절약 태양열 온실과 아치 창고는 중국의 농업 생산에서 가장 큰 창고 구조이며 농업 생산에 중요한 역할을합니다. 그러나 중국의 사회 경제가 발전함에 따라 두 종류의 시설 구조의 단점이 점점 더 제시되고 있습니다. 첫째, 시설 구조의 공간은 작고 기계화 정도는 낮습니다. 둘째, 에너지 절약 태양열 온실은 열 단열재가 양호하지만 토지 사용은 낮으며 이는 온실 에너지를 토지로 대체하는 것과 같습니다. 일반적인 아치 창고에는 작은 공간이있을뿐만 아니라 열 단열재가 열악합니다. 멀티 스팬 온실에는 공간이 넓지 만 열 단열재가 열악하고 에너지 소비가 높습니다. 따라서 중국의 현재 사회 및 경제 수준에 적합한 온실 구조를 연구하고 개발하는 것이 필수적이며, 새로운 에너지 및 새로운 재료의 연구 및 개발은 온실 구조가 변화하고 다양한 혁신적인 온실 모델 또는 구조를 생산하는 데 도움이 될 것입니다.

대형 비대칭 물 제어 양조 온실에 대한 혁신적인 연구

대형 비대칭 물 제어 양조 온실 (특허 번호 : ZL 201220391214.2)은 햇빛 온실의 원리를 기반으로하며, 평범한 플라스틱 온실의 대칭 구조를 바꾸고 남부 지붕의 조명 영역을 늘리고 감소합니다. 18 ~ 24m, 융기 높이 6 ~ 7m의 북쪽 범위 및 열 소산 영역 감소. 설계 혁신을 통해 공간 구조가 크게 증가했습니다. 동시에, 겨울에는 온실에서 불충분 한 열이 불충분하고 일반적인 열 단열재의 열 절연 문제는 바이오 매스 양조 열과 열 단열재의 새로운 기술을 사용하여 해결됩니다. 생산 및 연구 결과에 따르면 햇볕이 잘 드는 날에는 평균 온도가 11.7 인치이고 흐린 날에는 10.8 ℃의 대형 비대칭 물 제어 양조 온실이 겨울의 작물 성장 수요와 건축 비용을 충족시킬 수 있습니다. 온실은 39.6% 감소하고 토지 활용률은 폴리스티렌 벽돌 벽 온실과 비교하여 30% 이상 증가하여 추가 대중화 및 응용 프로그램에 적합합니다. 중국의 노란색 Huaihe 강 유역.

조립 된 햇빛 온실

조립 된 Sunlight Greenhouse는 기둥과 지붕 골격을 하중 부유 구조로 가져 오며, 벽 재료는 주로 베어링 및 수동적 열 저장 및 방출 대신 열 절연 인클로저입니다. 주로 : (1) 새로운 유형의 조립 된 벽은 코팅 된 필름 또는 컬러 스틸 플레이트, 밀짚 블록, 유연한 열 단열 퀼트, 박격포 블록 등과 같은 다양한 재료를 결합하여 형성됩니다 (2) 조립식 시멘트 보드로 만든 복합 벽 보드 -폴리 슈티렌 보드 시멘트위원회; (3) 활성 열 저장 및 방출 시스템을 갖춘 가볍고 간단한 조립 유형의 열 절연 재료 및 플라스틱 정사각형 버킷 열 저장 및 파이프 라인 열 저장과 같은 제습 시스템. 전통적인 지구 벽 대신 다른 새로운 열 단열재 및 열 저장 재료를 사용하여 태양열 온실을 건설하는 데 큰 공간과 소규모 토목 공학이 있습니다. 실험 결과에 따르면 겨울에 밤에 온실의 온도는 전통적인 벽돌 벽 온실의 온도보다 4.5 ° 높고 뒷벽의 두께는 166mm임을 보여줍니다. 600mm 두께의 벽돌 벽 온실과 비교하여 벽의 점유 면적은 72%감소하고 평방 미터당 비용은 334.5 위안이며, 이는 벽돌 벽 온실보다 157.2 위안이 낮고 건축 비용은 157.2 위안입니다. 크게 떨어졌습니다. 따라서 조립 된 온실은 경작지가 덜 재배 된 토지 파괴, 토지 절약, 빠른 건축 속도 및 긴 서비스 수명의 장점을 가지고 있으며 현재와 미래의 태양열 온실의 혁신과 개발을위한 핵심 방향입니다.

슬라이딩 햇빛 온실

Shenyang Agricultural University가 개발 한 스케이트 보드 조립 에너지 절약 태양열 온실은 태양열 온실의 뒷벽을 사용하여 물 순환 벽 열 저장 시스템을 형성하여 열을 저장하고 온도를 높이고 주로 수영장으로 구성됩니다 (32m³), 가벼운 수집 플레이트 (360m²), 워터 펌프, 워터 파이프 및 컨트롤러. 유연한 열 단열 퀼트는 상단의 새로운 가벼운 록 울 컬러 스틸 플레이트 재료로 대체됩니다. 이 연구에 따르면이 설계는 게이블이 빛을 차단하는 문제를 효과적으로 해결하고 온실의 가벼운 진입 영역을 증가시킵니다. 온실의 조명 각도는 41.5 °이며, 이는 제어 온실의 것보다 거의 16 ° 높으므로 조명 속도가 향상됩니다. 실내 온도 분포는 균일하고 식물은 깔끔하게 자랍니다. 온실은 토지 사용 효율성을 향상시키고, 온실 크기를 유연하게 설계하고, 건축 기간을 단축시키는 장점이 있으며, 이는 경작 된 토지 자원과 환경을 보호하는 데 큰 의미가 있습니다.

태양 광 온실

농업 온실은 태양 광 발전 발전, 지능형 온도 제어 및 현대식 첨단 식재를 통합하는 온실입니다. 강철 뼈 프레임을 채택하고 태양 광 발전 모듈의 조명 요구 사항과 전체 온실의 조명 요구 사항을 보장하기 위해 태양 광 발전 모듈로 덮여 있습니다. 태양 에너지에 의해 생성 된 직류는 농업 온실의 빛을 직접 보충하고, 온실 장비의 정상적인 작동을 직접 지원하며, 수자원 관개를 유도하며, 온실 온도를 증가 시키며, 농작물의 빠른 성장을 촉진합니다. 이러한 방식으로 태양 광 모듈은 온실 지붕의 조명 효율에 영향을 미치고 온실 채소의 정상적인 성장에 영향을 미칩니다. 따라서 온실 지붕에있는 태양 광 패널의 합리적인 레이아웃이 핵심 적용 지점이됩니다. 농업 온실은 관광 농업 및 시설 원예의 유기적 조합의 산물이며, 광전지 발전, 농업 관광, 농업 작물, 농업 기술, 조경 및 문화 개발을 통합하는 혁신적인 농업 산업입니다.

다양한 유형의 온실 사이의 에너지 상호 작용을 가진 온실 그룹의 혁신적인 디자인

베이징 농업 및 임업 과학 아카데미의 연구원 인 Guo Wenzhong은 온실 사이의 난방 방법을 사용하여 하나 이상의 온실에서 남은 열 에너지를 수집하여 다른 온실을 가열합니다. 이 난방 방법은 시간과 공간에서 온실 에너지의 전달을 인식하고 나머지 온실 열 에너지의 에너지 활용 효율을 향상 시키며 총 가열 에너지 소비를 줄입니다. 두 가지 유형의 온실은 상추 및 토마토 온실과 같은 다양한 작물을 심기 위해 다른 온실 유형이거나 동일한 온실 유형 일 수 있습니다. 열 수집 방법에는 주로 실내 공기 열 추출과 직접 사고 방사선이 포함됩니다. 태양 에너지 수집을 통해 열교환 기에 의한 강제 대류 및 열 펌프에 의한 강제 추출을 통해, 가열 온실을 위해 고 에너지 온실의 잉여 열을 추출했습니다.

요약

이 새로운 태양열 온실은 빠른 조립, 건설 기간이 단축 및 토지 활용률 향상의 장점이 있습니다. 따라서 다른 지역에서 이러한 새로운 온실의 성능을 더 탐색하고 새로운 온실의 대중화 및 적용 가능성을 제공해야합니다. 동시에, 온실에서 새로운 에너지와 새로운 재료의 적용을 지속적으로 강화하여 온실의 구조적 개혁을위한 힘을 제공 할 필요가있다.

미래의 전망과 사고

전통적인 온실은 종종 높은 에너지 소비, 낮은 토지 활용률, 시간 소모 및 노동 소비, 성능 저하 등과 같은 몇 가지 단점이 있으며, 이는 더 이상 현대 농업의 생산 요구를 충족시킬 수 없으며 점차적으로 점차적으로 가능합니다. 제거. 따라서 태양 에너지, 바이오 매스 에너지, 지열 에너지 및 풍력 에너지, 새로운 온실 응용 재료 및 온실의 구조적 변화를 촉진하기위한 새로운 설계와 같은 새로운 에너지 원을 사용하는 것은 개발 경향입니다. 우선, 새로운 에너지와 새로운 재료로 구동되는 새로운 온실은 기계화 된 운영의 요구를 충족시킬뿐만 아니라 에너지, 토지 및 비용을 절약해야합니다. 둘째, 온실의 대규모 대중화를위한 토 트로 바이드 조건과 같이 다른 지역에서 새로운 온실의 성능을 지속적으로 탐색해야합니다. 앞으로 온실 애플리케이션에 적합한 새로운 에너지 및 새로운 재료를 더 검색하고 새로운 에너지, 새로운 재료 및 온실의 최상의 조합을 찾아 저렴한 단기 건설로 새로운 온실을 건설 할 수 있도록해야합니다. 기간, 낮은 에너지 소비 및 탁월한 성능은 온실 구조가 변화하고 중국의 온실의 현대화 개발을 촉진하도록 도와줍니다.

온실 건설에 새로운 에너지, 새로운 재료 및 새로운 디자인의 적용은 불가피한 추세이지만 여전히 연구하고 극복해야 할 많은 문제가 있습니다. (1) 건설 비용 증가. 석탄, 천연 가스 또는 석유로 전통적인 난방과 비교할 때 새로운 에너지 및 새로운 재료의 적용은 환경 친화적이며 오염이 없지만 건축 비용은 크게 증가하여 생산 및 운영의 투자 회복에 특정 영향을 미칩니다. . 에너지 활용과 비교할 때 새로운 재료의 비용이 크게 증가 할 것입니다. (2) 열 에너지의 불안정한 활용. 새로운 에너지 활용의 가장 큰 장점은 낮은 운영 비용과 저 이산화탄소 방출이지만 에너지와 열의 공급은 불안정하며 흐린 날은 태양 에너지 활용에서 가장 큰 제한 요인이됩니다. 발효에 의한 바이오 매스 열 생산 과정 에서이 에너지의 효과적인 활용은 발효 열 에너지가 낮은 문제, 어려운 관리 및 제어 및 원료 운송을위한 넓은 저장 공간에 의해 제한됩니다. (3) 기술 성숙도. 새로운 에너지 및 새로운 재료가 사용하는 이러한 기술은 고급 연구 및 기술 성취도이며, 응용 분야와 범위는 여전히 제한적입니다. 그들은 여러 번 통과하지 않았으며, 많은 사이트와 대규모 실무 검증을받지 않았으며, 응용 프로그램에서 개선 해야하는 일부 결함과 기술 내용이 필연적으로 있습니다. 사용자는 종종 경미한 결함으로 인해 기술의 발전을 거부합니다. (4) 기술 침투율은 낮다. 과학적, 기술적 성취도를 광범위하게 적용하려면 특정 인기가 필요합니다. 현재, 새로운 에너지, 새로운 기술 및 새로운 온실 디자인 기술은 모두 특정 혁신 능력을 가진 대학의 과학 연구 센터 팀에 있으며 대부분의 기술 요구 자나 디자이너는 여전히 알지 못합니다. 동시에, 새로운 기술의 핵심 장비가 특허를 받기 때문에 신기술의 대중화 및 적용은 여전히 ​​제한적입니다. (5) 새로운 에너지, 새로운 재료 및 온실 구조 설계의 통합은 더욱 강화되어야한다. 에너지, 재료 및 온실 구조 설계는 세 가지 분야에 속하기 때문에 온실 디자인 경험을 가진 재능은 종종 온실 관련 에너지 및 재료에 대한 연구가 부족하며 그 반대도 마찬가지입니다. 따라서 에너지 및 재료 연구와 관련된 연구원들은 온실 산업 개발의 ​​실제 요구에 대한 조사와 이해를 강화해야하며, 구조 설계자는 또한 세 가지 관계의 깊은 통합을 촉진하기 위해 새로운 재료와 새로운 에너지를 연구해야합니다. 실용 온실 연구 기술, 낮은 건축 비용 및 좋은 사용 효과의 목표. 위의 문제에 근거하여, 주, 지방 정부 및 과학 연구 센터는 기술 연구를 강화하고 공동 연구를 심층적으로 수행하며 과학 및 기술 성취도의 홍보를 강화하며 성과의 대중화를 개선하며 신속하게 실현해야한다고 제안됩니다. 온실 산업의 새로운 개발을 돕기위한 새로운 에너지 및 새로운 재료의 목표.

인용 된 정보

Li Jianming, Sun Guotao, Li Haojie, Li Rui, Hu Yixin. 새로운 에너지, 새로운 재료 및 새로운 디자인은 온실의 새로운 혁명에 도움이됩니다 [J]. 야채, 2022, (10) : 1-8.