온실 원예 농업 공학 기술 2022-12-02 17:30 베이징에서 발표

사막, 고비, 모래밭과 같은 경작되지 않은 지역에 태양열 온실을 개발함으로써 땅을 놓고 경쟁하는 음식과 채소 사이의 모순을 효과적으로 해결했습니다.온실작물 생산의 성패를 종종 좌우하는 온도작물의 생장과 발달에 결정적인 환경요인 중 하나이다.따라서 비경작지에 태양열온실을 개발하기 위해서는 먼저 온실의 환경온도 문제를 해결해야 한다.본 논문에서는 최근 비경작 육상온실에서 사용되는 온도 조절 방법을 정리하고, 비경작 육상 태양온실의 기존 문제점과 온도 및 환경보호의 발전방향을 분석하여 정리하였다.

중국은 인구가 많고 이용 가능한 토지 자원이 적습니다.토지 자원의 85% 이상이 비경작 토지 자원이며 주로 중국 서북부에 집중되어 있습니다.2022년 중앙위원회 문서 1호는 시설농업의 발전을 가속화하고 생태환경 보호를 바탕으로 착취 가능한 공터와 황무지를 발굴하여 시설농업을 발전시켜야 한다고 지적했다.중국 서북부는 사막, 고비, 황무지 등 경작되지 않은 토지 자원과 자연 채광 및 열 자원이 풍부하여 시설 농업의 발전에 적합합니다.따라서 미경지온실을 개발하기 위한 미경지자원의 개발 및 활용은 국가 식량안보 확보와 토지이용갈등 완화를 위한 전략적 의의가 크다.

현재 비경작 태양열 온실은 비경작지에서 고효율 농업 개발의 ​​주요 형태입니다.중국 서북지역은 낮과 밤의 온도차가 크고 겨울철 밤의 기온이 낮아 실내 최저온도가 정상적인 생육에 필요한 온도보다 낮은 현상이 종종 발생한다. 작물.기온은 작물의 생장과 발달에 없어서는 안 될 환경적 요인 중 하나이다.온도가 너무 낮으면 작물의 생리학적, 생화학적 반응이 느려지고 성장과 발달이 느려집니다.온도가 작물이 견딜 수 있는 한계보다 낮으면 동결 손상으로 이어질 수도 있습니다.따라서 작물의 정상적인 성장과 발달에 필요한 온도를 확보하는 것이 특히 중요합니다.태양열 온실의 적정 온도를 유지하기 위해서는 해결할 수 있는 일방적인 조치가 아닙니다.온실 설계, 시공, 자재 선택, 규정 및 일상 관리 측면에서 보장되어야 합니다.따라서 이 기사에서는 온실 설계 및 건설, 열 보존 및 온난화 조치 및 환경 관리 측면에서 최근 몇 년 동안 중국의 비경작 온실의 온도 제어에 대한 연구 상태 및 진행 상황을 요약하여 시스템에 대한 체계적인 참조를 제공합니다. 비경작 온실의 합리적 설계 및 관리

온실 구조 및 재료

온실의 열 환경은 주로 태양 복사에 대한 온실의 투과, 차단 및 저장 능력에 달려 있으며, 이는 온실 방향의 합리적인 설계, 투광면의 모양 및 재료, 벽 및 후면 지붕의 구조 및 재료와 관련이 있습니다. 기초 단열, 온실 크기, 야간 단열 모드 및 전면 지붕의 재료 등, 또한 온실의 건설 및 건설 과정이 설계 요구 사항의 효과적인 실현을 보장할 수 있는지 여부와 관련이 있습니다.

전면 루프의 광선 투과율

온실의 주요 에너지는 태양으로부터 옵니다.전면 지붕의 광투과율을 높이는 것은 온실이 더 많은 열을 얻는 데 유리하며, 겨울철 온실의 온도 환경을 보장하는 중요한 기반이기도 합니다.현재 온실 전면 지붕의 광 전송 용량과 광 수신 시간을 늘리는 세 가지 주요 방법이 있습니다.

01 합리적인 온실 방향 및 방위각 설계

온실의 방향은 온실의 조명 성능과 온실의 축열 용량에 영향을 미칩니다.따라서 온실에 더 많은 열을 저장하기 위해 중국 북서부의 비경작 온실의 방향은 남쪽을 향하고 있습니다.온실의 특정 방위각을 위해 남쪽에서 동쪽을 선택할 때 "태양을 잡는" 것이 유리하고 아침에 실내 온도가 빠르게 상승합니다.남쪽에서 서쪽으로 선택하면 오후 빛을 활용하는 것이 온실에 유리합니다.남쪽 방향은 위의 두 상황 사이의 절충안입니다.지구물리학 지식에 따르면 지구는 하루에 360° 회전하고 태양의 방위각은 4분마다 1°씩 움직입니다.따라서 온실의 방위각이 1°씩 다를 때마다 직사광선이 들어오는 시간은 약 4분씩 달라지게 됩니다. 즉, 온실의 방위각은 온실이 아침과 저녁에 빛을 보는 시간에 영향을 미칩니다.

아침과 오후의 빛 시간이 같고 동쪽이나 서쪽이 같은 각도에 있을 때 온실은 같은 빛 시간을 갖게 됩니다.다만, 북위 37° 이북 지역은 오전에 기온이 낮고 이불을 펴는 시간이 늦은 반면, 오후와 저녁에는 비교적 기온이 높기 때문에 이불을 펴는 시간을 늦추는 것이 적절하다. 단열 퀼트를 닫습니다.따라서 이러한 지역은 남쪽에서 서쪽으로 선택하고 오후 빛을 최대한 활용해야 합니다.북위 30°~35° 지역의 경우 아침에 채광 조건이 좋아 보온 및 덮개 개방 시간도 앞당길 수 있습니다.따라서 이러한 지역은 온실에 더 많은 아침 일사량을 얻기 위해 남동쪽 방향을 선택해야 합니다.다만, 북위 35°~37° 지역에서는 오전과 오후 일사량의 차이가 거의 없으므로 정남향을 선택하는 것이 좋다.남동쪽이든 남서쪽이든 편차각은 일반적으로 5° ~ 8°이며 최대값은 10°를 초과하지 않아야 합니다.중국 북서부는 북위 37°~50°의 범위에 있으므로 온실의 방위각은 일반적으로 남쪽에서 서쪽입니다.이를 고려하여 Taiyuan 지역의 Zhang Jingshe 등이 설계한 햇빛 온실은 남쪽에서 서쪽으로 5° 방향을 선택했고, Chang Meimei 등이 Hexi Corridor의 Gobi 지역에 건설한 햇빛 온실은 방향을 채택했습니다. 남쪽에서 서쪽으로 5°에서 10°, 신장 북부에 Ma Zhigui 등이 건설한 햇빛 온실은 남쪽에서 서쪽으로 8°의 방향을 채택했습니다.

02 합리적인 전면지붕 형상 및 경사각도 설계

전면 루프의 모양과 기울기는 태양 광선의 입사각을 결정합니다.입사각이 작을수록 투과율이 커집니다.Sun Juren은 전면 지붕의 모양이 주로 주요 조명 표면의 길이와 후면 경사의 비율에 의해 결정된다고 생각합니다.긴 전면 슬로프와 짧은 후면 슬로프는 전면 루프의 조명 및 열 보존에 유리합니다.Chen Wei-Qian 등은 Gobi 지역에서 사용되는 태양열 온실의 주요 조명 지붕이 추위를 효과적으로 견딜 수 있는 반경 4.5m의 원호를 채택한다고 생각합니다.Zhang Jingshe 등은 고산 및 고위도 지역의 온실 전면 지붕에 반원형 아치를 사용하는 것이 더 적절하다고 생각합니다.전면 루프의 경사각도는 플라스틱 필름의 광투과 특성상 입사각이 0~40°일 때 태양광에 대한 전면 루프의 반사율이 작고, 40°를 초과하면 반사율이 크게 증가합니다.따라서 40°를 최대 입사각으로 하여 전면 지붕의 경사각을 계산하여 동지에도 일사량이 최대로 온실 안으로 들어올 수 있도록 하였다.따라서 내몽고 우하이의 비경작지에 적합한 태양열 온실을 설계할 때 He Bin 등은 입사각 40°로 전면 지붕의 경사각을 계산하고 30° 이상이면 된다고 생각했다. °, 온실 조명 및 열 보존 요구 사항을 충족할 수 있습니다.Zhang Caihong과 다른 사람들은 신장의 비경작 지역에 온실을 지을 때 신장 남부의 온실 전면 지붕 경사각이 31°인 반면 신장 북부의 온실 지붕 경사각은 32°~33.5°라고 생각합니다.

03 적합한 투명 커버링 재료를 선택하십시오.

실외 일사 조건의 영향 외에도 온실 필름의 재료 및 광 투과 특성도 온실의 빛과 열 환경에 영향을 미치는 중요한 요소입니다.현재 PE, PVC, EVA 및 PO와 같은 플라스틱 필름의 광 투과율은 재료 및 필름 두께가 다르기 때문에 다릅니다.일반적으로 1-3년 동안 사용된 필름의 광선 투과율은 전체적으로 88% 이상을 보장할 수 있으며, 이는 빛과 온도에 대한 작물의 요구에 따라 선택되어야 합니다.또한, 온실의 빛 투과율 외에도 온실의 빛 환경 분포도 사람들이 점점 더 주목하는 요소입니다.따라서 최근 몇 년 동안 산란광이 향상된 광 투과 피복재는 특히 중국 북서부의 강한 태양 복사 지역에서 업계에서 높은 평가를 받았습니다.향상된 산란광 필름의 적용은 작물 캐노피 상단과 하단의 음영 효과를 감소시켰고, 작물 캐노피 중간과 하단의 빛을 증가시켰으며, 전체 작물의 광합성 특성을 개선하고, 성장과 생산 증가.

온실 크기의 합리적인 설계

온실의 길이가 너무 길거나 너무 짧으면 실내 온도 조절에 영향을 미칩니다.온실의 길이가 너무 짧으면 일출과 일몰 전에 동서 박공의 그늘진 면적이 커서 온실의 온난화에 도움이 되지 않으며 부피가 작기 때문에 실내 토양과 벽의 열의 흡수와 방출.길이가 너무 길면 실내 온도를 제어하기 어렵고 온실 구조의 견고성과 보온 퀼트 롤링 메커니즘의 구성에 영향을 미칩니다.온실의 높이와 폭은 전면 지붕의 채광, 온실 공간의 크기 및 단열 비율에 직접적인 영향을 미칩니다.온실의 길이와 길이가 고정되어 있을 때 온실의 높이를 높이면 광 투과에 도움이 되는 조명 환경의 관점에서 전면 지붕의 조명 각도를 증가시킬 수 있습니다.열 환경의 관점에서 벽의 높이가 증가하고 후면 벽의 축열 면적이 증가하여 후면 벽의 축열 및 열 방출에 유리합니다.또한 공간이 넓고 열용량 비율도 크며 온실의 열 환경이 더 안정적입니다.물론 온실 높이를 높이면 온실 비용이 증가하므로 종합적인 고려가 필요하다.따라서 온실을 설계할 때 지역 여건에 따라 합리적인 길이, 폭 및 높이를 선택해야 합니다.예를 들어, Zhang Caihong 등은 신장 북부의 온실 길이는 50~80m, 경간은 7m, 높이는 3.9m인 반면, 신장 남부의 온실 길이는 50~80m, 경간은 8m이고 온실의 높이는 3.6~4.0m입니다.또한 온실의 지간은 7m 이상이어야 하며, 지간이 8m일 때 보온효과가 가장 좋다고 판단된다.또한 천웨이첸(Chen Weiqian) 등은 간쑤(甘肅) 주취안(Jiuquan) 고비(Gobi) 지역에 태양열 온실을 지을 때 길이, 폭, 높이는 각각 80m, 8~10m, 3.8~4.2m가 되어야 한다고 생각한다.

벽의 축열 및 단열 능력 향상

낮 동안 벽은 태양 복사열과 일부 실내 공기의 열을 흡수하여 열을 축적합니다.밤에 실내 온도가 벽 온도보다 낮을 때 벽은 수동적으로 열을 방출하여 온실을 가열합니다.온실의 주요 축열체로서 벽은 축열 능력을 향상시켜 실내 야간 온도 환경을 크게 개선할 수 있습니다.동시에 벽의 단열 기능은 온실 열 환경의 안정성을 위한 기초입니다.현재 벽의 축열 및 단열 능력을 향상시키는 몇 가지 방법이 있습니다.

01 합리적인 벽체구조 설계

벽체의 기능은 주로 축열과 열 보존을 포함하며 동시에 대부분의 온실 벽체는 지붕 트러스를 지지하는 하중 지지 부재 역할도 합니다.좋은 열 환경을 얻는 관점에서 합리적인 벽체 구조는 내부에 충분한 축열 용량과 외부에 충분한 열 보존 용량을 확보하면서 불필요한 콜드 브리지를 줄여야 합니다.벽 축열 및 단열 연구에서 Bao Encai 등은 내몽골 우하이 사막 지역에서 응고된 모래 수동 축열 벽을 설계했습니다.외부는 다공성 벽돌을 단열층으로, 내부는 축열층으로 응고된 모래를 사용하였다.테스트 결과 맑은 날에는 실내 온도가 13.7℃까지 올라갈 수 있는 것으로 나타났습니다.Ma Yuehong 등은 신장 북부에서 생석회가 열 저장층으로 채워지고 슬래그 백이 단열층으로 옥외에 쌓이는 밀 껍질 모르타르 블록 복합 벽을 설계했습니다.Gansu성 Gobi 지역에서 Zhao Peng 등이 설계한 중공 블록 벽은 외부에 단열층으로 100mm 두께의 벤젠 보드를 사용하고 내부에 축열층으로 모래와 중공 블록 벽돌을 사용합니다.테스트 결과 겨울 평균 기온은 밤에 10℃ 이상이며 차이 재생 등도 간쑤성 고비 지역의 벽의 단열층과 축열층으로 모래와 자갈을 사용하고 있다.콜드 브리지 감소 측면에서 Yan Junyue 등은 벽의 열 저항을 향상시킬 뿐만 아니라 후면 외부에 폴리스티렌 보드를 붙여 벽의 밀봉 특성을 개선한 가볍고 단순화된 조립 후면 벽을 설계했습니다. 벽;Wu Letian 등은 온실 벽의 기초 위에 철근 콘크리트 링 빔을 설치하고 링 빔 바로 위의 사다리꼴 벽돌 스탬핑을 사용하여 뒷 지붕을 지지함으로써 Hotian의 온실에서 균열 및 기초 침하가 발생하기 쉬운 문제를 해결했습니다. 따라서 온실의 단열에 영향을 미칩니다.

02 적합한 축열 및 단열재를 선택하십시오.

벽의 축열 및 단열 효과는 먼저 재료 선택에 달려 있습니다.북서부 사막, 고비, 모래땅 등 부지 여건에 따라 연구자들은 현지 재료를 가져와 태양열 온실 뒷벽을 다양하게 디자인하기 위해 과감한 시도를 했다.예를 들어, Zhang Guosen과 다른 사람들이 Gansu의 모래와 자갈밭에 온실을 지을 때 모래와 자갈은 벽의 열 저장 및 단열층으로 사용되었습니다.중국 북서부의 고비와 사막의 특성에 따라 Zhao Peng은 사암과 중공 블록을 재료로 하는 일종의 중공 블록 벽을 설계했습니다.테스트 결과 평균 실내 야간 온도가 10℃ 이상인 것으로 나타났습니다.중국 북서부 고비(Gobi) 지역의 벽돌과 점토 등 건축 자재가 부족한 점을 감안해 저우 창지(Zhou Changji) 등은 신장 자치구 키르기즈(Kizilsu Kirgiz) 고비(Gobi) 지역의 태양열 온실을 조사할 때 현지 온실이 일반적으로 벽 재료로 자갈을 사용한다는 사실을 발견했다.조약돌의 열적 성능과 기계적 강도를 고려할 때 조약돌로 지어진 온실은 열 보존, 축열 및 하중 지지 측면에서 우수한 성능을 가지고 있습니다.마찬가지로 Zhang Yong 등도 자갈을 벽의 주요 재료로 사용하고 Shanxi 및 기타 지역에서 독립적인 축열 자갈 뒷벽을 설계했습니다.테스트 결과 열 저장 효과가 좋은 것으로 나타났습니다.Zhang 등은 북서 고비 지역의 특성에 따라 실내 온도를 2.5℃까지 올릴 수 있는 일종의 사암 벽을 설계했습니다.또한 Ma Yuehong과 다른 사람들은 신장 Hotian에서 블록으로 채워진 모래 벽, 블록 벽 및 벽돌 벽의 열 저장 용량을 테스트했습니다.결과는 블록으로 채워진 모래 벽이 가장 큰 열 저장 용량을 가짐을 보여주었습니다.또한 벽체의 축열 성능을 향상시키기 위해 연구자들은 새로운 축열 소재 및 기술 개발에 적극 나서고 있다.예를 들어, Bao Encai는 북서쪽 비경작 지역의 태양열 온실 뒷벽의 축열 용량을 개선하는 데 사용할 수 있는 상변화 경화제 재료를 제안했습니다.지역 재료의 탐색으로 건초 더미, 슬래그, 벤젠 보드 및 짚도 벽 재료로 사용되지만 이러한 재료는 일반적으로 열 보존 기능만 있고 축열 용량은 없습니다.일반적으로 자갈과 블록으로 채워진 벽은 열 저장 및 단열 능력이 좋습니다.

03 벽두께를 적절히 증가시킨다.

일반적으로 열저항은 벽체의 단열성능을 측정하는 중요한 지표이며, 열저항에 영향을 미치는 인자는 재료의 열전도율 외에 재료층의 두께이다.따라서 적절한 단열재 선택을 바탕으로 벽체의 두께를 적절하게 증가시키면 벽체 전체의 열 저항을 높이고 벽체를 통한 열 손실을 감소시켜 벽체의 단열 및 축열 능력을 증가시킬 수 있습니다. 전체 온실.예를 들어, 간쑤(甘肅) 등 지역의 장예(张波)시의 모래주머니 벽의 평균 두께는 2.6m인 반면 주취안(九泉)시의 모르타르 벽돌 벽의 평균 두께는 3.7m입니다.벽이 두꺼울수록 단열 및 열 저장 용량이 커집니다.그러나 너무 두꺼운 벽은 토지 점유와 온실 건설 비용을 증가시킬 것입니다.따라서 단열 능력 향상의 관점에서 폴리스티렌, 폴리우레탄 및 기타 재료와 같이 열전도율이 낮은 높은 단열 재료를 선택한 다음 적절하게 두께를 증가시켜야 합니다.

리어 루프의 합리적인 설계

리어루프 설계시 차광영향을 주지 않고 단열성능을 향상시키는 것을 주요 고려사항으로 한다.뒷지붕에 차양이 미치는 영향을 줄이기 위해 작물을 심고 생산하는 낮 시간에 뒷지붕이 직사광선을 받을 수 있다는 점을 중심으로 경사각을 설정했다.따라서 후방지붕의 앙각은 일반적으로 동지의 국지적 태양고도인 7°~8°보다 좋은 것을 선택한다.예를 들어, Zhang Caihong과 다른 사람들은 Gobi에 태양열 온실을 건설하고 신장의 염분-알칼리 토지 지역을 건설할 때 뒷지붕의 예상 길이가 1.6m이므로 뒷지붕의 경사각은 신장 남부에서 40°이고 신장 북부 45°.Chen Wei-Qian 등은 Jiuquan Gobi 지역의 태양열 온실 후면 지붕이 40° 기울어져야 한다고 생각합니다.후면 지붕의 단열을 위해 단열 성능은 주로 단열재 선택, 필요한 두께 설계 및 시공 중 단열재의 합리적인 랩 조인트에서 보장되어야 합니다.

토양 열 손실 감소

겨울 밤에는 실내 토양의 온도가 실외 토양보다 높기 때문에 실내 토양의 열이 열전도에 의해 외부로 전달되어 온실 열 손실이 발생합니다.토양 열 손실을 줄이는 방법에는 여러 가지가 있습니다.

01 토양 단열

지면이 제대로 가라앉아 동토층을 피하고 보온을 위해 흙을 사용한다.예를 들어, Chai Regeneration이 개발한 "1448 3재료 1체" 태양열 온실과 Hexi Corridor의 기타 비경작지는 얼어붙은 토양층을 효과적으로 피하면서 1m를 파서 건설했습니다.투르판 지역의 얼어붙은 토양의 깊이가 0.8m라는 ​​사실에 따라 Wang Huamin 등은 온실의 단열 능력을 향상시키기 위해 0.8m를 파도록 제안했습니다.Zhang Guosen 등이 비경작지에 이중 아치 이중 필름 굴착 태양열 온실의 뒷벽을 건설할 때 굴착 깊이는 1m였습니다.실험 결과 기존 2세대 태양광 온실 대비 야간 최저 기온이 2~3℃ 상승한 것으로 나타났다.

02 파운데이션 방한

주된 방법은 전면 지붕의 기초 부분을 따라 방한 도랑을 파거나 단열재를 채우거나 기초 벽체 부분을 따라 지하에 단열재를 지속적으로 매설하는 것입니다. 온실 경계 부분에서 토양을 통한 열 전달.사용 된 단열재는 주로 중국 북서부의 지역 조건을 기반으로 건초, 슬래그, 암면, 폴리스티렌 보드, 옥수수 짚, 말 거름, 낙엽, 부러진 풀, 톱밥, 잡초, 빨대 등

03 멀칭 필름

플라스틱 필름을 덮음으로써 낮에는 햇빛이 플라스틱 필름을 통해 토양에 도달할 수 있으며 토양은 태양열을 흡수하여 가열됩니다.또한 플라스틱 필름은 토양에서 반사되는 장파 복사를 차단하여 토양의 복사 손실을 줄이고 토양의 축열량을 증가시킬 수 있습니다.밤에는 플라스틱 필름이 토양과 실내 공기 사이의 대류 열 교환을 방해하여 토양의 열 손실을 줄일 수 있습니다.동시에 플라스틱 필름은 토양 수분 증발로 인한 잠열 손실도 줄일 수 있습니다.Wei Wenxiang은 칭하이 고원의 온실을 플라스틱 필름으로 덮었으며, 실험 결과 지상 온도가 약 1℃ 상승할 수 있음이 나타났습니다.

전면 루프의 단열 성능 강화

온실의 전면 지붕은 주요 방열면이며 손실된 열은 온실 전체 열 손실의 75% 이상을 차지합니다.따라서 온실 전면 지붕의 단열 능력을 강화하면 전면 지붕을 통한 손실을 효과적으로 줄이고 온실의 겨울철 기온 환경을 개선할 수 있다.현재 전면 지붕의 단열 성능을 개선하기 위한 세 가지 주요 조치가 있습니다.

01 다층투명커버 적용.

구조적으로 이중층 필름 또는 삼중층 필름을 온실의 투광면으로 사용하면 온실의 단열 성능을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다.예를 들어 Zhang Guosen과 다른 사람들은 Jiuquan시 Gobi 지역에서 이중 아치 이중 필름 굴착형 태양열 온실을 설계했습니다.온실 전면 지붕의 외부는 EVA 필름으로 만들어졌으며 온실 내부는 PVC 물방울 방지 노화 방지 필름으로 만들어졌습니다.실험결과 기존의 2세대 태양열온실에 비해 단열효과가 우수하며 야간 최저온도가 평균 2~3℃ 상승하는 것으로 나타났다.유사하게 Zhang Jingshe 등은 고위도 및 극한 지역의 기후 특성을 위해 이중 필름 덮개가 있는 태양열 온실을 설계하여 온실의 단열을 크게 개선했습니다.대조 온실과 비교하여 야간 온도는 3℃ 상승하였다.또한 Wu Letian 등은 신장 Hetian 사막 지역에서 설계된 태양열 온실 전면 지붕에 0.1mm 두께의 EVA 필름 3겹을 사용하려고 시도했습니다.다층 필름은 전면 지붕의 열 손실을 효과적으로 줄일 수 있지만 단층 필름의 광 투과율은 기본적으로 약 90%이기 때문에 다층 필름은 자연스럽게 광 투과율 감쇠로 이어집니다.따라서 다층 광투과율 차폐재를 선정할 때에는 온실의 채광조건과 채광조건을 충분히 고려할 필요가 있다.

02 전면 지붕 야간 단열 강화

전면 지붕에는 플라스틱 필름을 사용하여 낮에는 빛의 투과율을 높이고 밤에는 온실 전체에서 가장 약한 부분이 됩니다.따라서 전면 지붕의 외부 표면을 두꺼운 복합 단열 퀼트로 덮는 것은 태양열 온실에 필요한 단열 조치입니다.예를 들어, 칭하이 고산 지역에서 Liu Yanjie와 다른 사람들은 밀짚 커튼과 크라프트지를 실험용 단열 퀼트로 사용했습니다.테스트 결과 밤에 온실에서 가장 낮은 실내 온도는 7.7℃ 이상에 도달할 수 있는 것으로 나타났습니다.또한 Wei Wenxiang은 이 지역의 단열을 위해 잔디 커튼 외부에 이중 잔디 커튼 또는 크라프트지를 사용하여 온실의 열 손실을 90% 이상 줄일 수 있다고 믿습니다.또한 Zou Ping 등은 신장 고비 지역의 태양열 온실에서 재활용 섬유 니들 펠트 단열 퀼트를 사용했으며 Chang Meimei 등은 중국 고비 지역 태양 온실에서 단열 샌드위치 면 단열 퀼트를 사용했습니다. 허시 복도.현재 태양열 온실에 사용되는 많은 종류의 단열 퀼트가 있지만 대부분 바늘 펠트, 접착제 스프레이면, 진주면 등으로 만들어지며 양면에 방수 또는 노화 방지 표면층이 있습니다.단열 퀼트의 단열 메커니즘에 따르면 단열 성능을 향상시키기 위해서는 열 저항을 개선하고 열 전달 계수를 줄이는 것부터 시작해야 하며 주요 조치는 재료의 열전도율을 낮추고 두께를 늘리는 것입니다. 재료 층을 늘리거나 재료 층의 수를 늘리십시오. 따라서 현재 단열 성능이 높은 단열 퀼트의 핵심 재료는 종종 다층 복합 재료로 만들어집니다.테스트에 따르면 현재 단열 성능이 높은 단열 퀼트의 열 전달 계수는 0.5W/(m2℃)에 도달할 수 있으며 이는 겨울철 추운 지역의 온실 단열을 더 잘 보장합니다.물론 북서쪽 지역은 바람이 불고 먼지가 많고 자외선이 강하기 때문에 단열 표층은 좋은 노화 방지 성능을 가져야 합니다.

03 내부 단열 커튼을 추가합니다.

태양광 온실의 전면 지붕은 야간에 외부 단열 이불로 덮여 있지만 전체 온실의 다른 구조물에 관한 한 전면 지붕은 여전히 ​​야간에 전체 온실에 취약한 장소입니다.이에 “북서부 비경작지 비닐하우스의 구조 및 시공기술” 사업단은 전면 발판에 고정식 내부단열커튼과 상부 공간의 이동식 내부 단열 커튼.상부 이동식 단열 커튼은 온실 조명에 영향을 미치지 않는 낮 동안 온실 뒷벽에서 열리고 접힙니다.하단에 고정된 단열 퀼트는 야간에 실링 역할을 합니다.내부 단열 설계가 깔끔하고 조작이 간편하며 여름철 차광 및 냉방 역할도 할 수 있습니다.

액티브 온난화 기술

중국 북서부의 겨울 기온이 낮기 때문에 온실의 보온과 축열에만 의존하면 일부 추운 날씨에서 작물의 월동 생산 요구 사항을 여전히 충족시킬 수 없으므로 일부 적극적인 온난화 조치도 필요합니다. 관심 있는.

태양 에너지 저장 및 열 방출 시스템

벽이 열 보존, 열 저장 및 하중 지지 기능을 담당하는 중요한 이유는 태양 온실의 높은 건설 비용과 낮은 토지 이용률로 이어집니다.따라서 태양열 온실의 단순화 및 조립은 미래의 중요한 발전 방향이 될 수밖에 없습니다.그 중 벽의 기능을 단순화하는 것은 벽의 축열 및 방출 기능을 해제하여 뒷벽이 보온 기능만 갖도록 하는 것으로 개발을 단순화하는 효과적인 방법입니다.예를 들어, Fang Hui의 활성 열 저장 및 방출 시스템(그림 2)은 간쑤, 닝샤, 신장과 같은 비경작 지역에서 널리 사용됩니다.열 수집 장치는 북쪽 벽에 걸려 있습니다.낮에는 집열장치에서 집열된 열을 축열매체의 순환을 통해 축열체에 저장하고, 밤에는 축열매체의 순환으로 열을 방출하여 가열함으로써 시간과 공간에서의 열 전달.실험 결과 이 ​​장치를 사용하면 온실의 최저 온도를 3~5℃ 높일 수 있음이 밝혀졌습니다.Wang Zhiwei 등은 남부 신장 사막 지역의 태양열 온실용 수막 난방 시스템을 제안했으며, 이는 밤에 온실 온도를 2.1℃까지 높일 수 있습니다.

또한 Bao Encai 등은 북쪽 벽을 위한 활성 열 저장 순환 시스템을 설계했습니다.낮에는 축류팬의 순환을 통해 실내의 열기가 북벽에 매설된 전열덕트를 통해 흐르고 전열덕트는 벽체 내부의 축열층과 열교환하여 벽.또한, Yan Yantao 등이 설계한 태양열 상변화 축열 시스템은 낮에는 태양열 집열기를 통해 상변화 물질에 열을 저장했다가 밤에는 공기 순환을 통해 열을 실내 공기로 발산하여 열을 증가시킬 수 있습니다. 밤 평균기온 2.0℃.위의 태양 에너지 이용 기술 및 장비는 경제, 에너지 절약 및 저탄소 특성을 가지고 있습니다.최적화 및 개선 후 중국 북서부의 태양 에너지 자원이 풍부한 지역에서 좋은 응용 전망을 가져야 합니다.

기타 보조 난방 기술

01 바이오매스 에너지 난방

깔짚, 짚, 소똥, 양똥, 가금류 배설물은 생물학적 박테리아와 혼합되어 온실의 토양에 묻힙니다.발효 과정에서 많은 열이 발생하며 발효 과정에서 많은 유익균, 유기물 및 CO2가 생성됩니다.유익한 균주는 다양한 세균을 억제하고 죽일 수 있으며 온실 질병 및 해충의 발생을 줄일 수 있습니다.유기물은 농작물을 위한 비료가 될 수 있습니다.생성된 CO2는 작물의 광합성을 향상시킬 수 있습니다.예를 들어 Wei Wenxiang은 말 거름, 소 거름, 양 거름과 같은 뜨거운 유기 비료를 칭하이 고원의 태양열 온실 실내 토양에 묻어 효과적으로 땅 온도를 높였습니다.Gansu 사막 지역의 태양 온실에서 Zhou Zhilong은 짚과 유기 비료를 사용하여 작물 사이에서 발효했습니다.테스트 결과 온실의 온도를 2~3℃ 높일 수 있는 것으로 나타났습니다.

02 석탄 난방

인공 스토브, 에너지 절약형 온수기 및 난방 시설이 있습니다.예를 들어, Qinghai Plateau를 조사한 후 Wei Wenxiang은 인공 화로 난방이 주로 현지에서 사용된다는 사실을 발견했습니다.이 가열 방식은 가열 속도가 빠르고 가열 효과가 뚜렷하다는 장점이 있습니다.그러나 석탄을 태우는 과정에서 SO2, CO, H2S 등의 유해가스가 발생하므로 유해가스 배출을 잘 하여야 합니다.

03 전기 난방

전열선을 사용하여 비닐하우스 전면 지붕을 가열하거나 전기히터를 사용합니다.난방효과가 뛰어나고 사용이 안전하며 온실내 오염물질이 발생하지 않으며 난방기기의 조절이 용이합니다.Chen Weiqian과 다른 사람들은 Jiuquan 지역의 겨울철 동결 피해 문제가 지역 Gobi 농업의 발전을 방해하고 전기 가열 요소를 사용하여 온실 난방을 할 수 있다고 생각합니다.그러나 고품질의 전기에너지 자원을 사용하기 때문에 에너지 소모가 많고 비용이 많이 든다.극한의 추운 날씨에 일시적인 비상 난방 수단으로 사용하는 것이 좋습니다.

환경 관리 대책

온실 생산 및 사용 과정에서 완전한 장비와 정상 작동은 열 환경이 설계 요구 사항을 충족하는지 효과적으로 보장할 수 없습니다.실제로 장비의 사용과 관리는 열 환경의 형성과 유지에 중요한 역할을 하는 경우가 많으며, 그 중 가장 중요한 것은 단열 퀼트와 벤트의 일상적인 관리입니다.

보온퀼트 관리

보온 퀼트는 전면 지붕의 야간 단열의 핵심이므로 일상적인 관리 및 유지 관리가 매우 중요하며 특히 다음과 같은 문제에주의해야합니다. ① 보온 퀼트의 적절한 개폐 시간 선택 .단열 퀼트의 개폐 시간은 온실의 조명 시간에 영향을 미칠 뿐만 아니라 온실의 난방 과정에도 영향을 미칩니다.단열 퀼트를 너무 일찍 또는 너무 늦게 열고 닫는 것은 열 수집에 도움이 되지 않습니다.아침에 너무 일찍 이불을 덮으면 실외 온도가 낮고 빛이 약해 실내 온도가 너무 떨어집니다.반대로 이불을 펴는 시간이 너무 늦으면 온실에서 빛을 받는 시간이 짧아지고 실내 온도 상승 시간이 늦어진다.오후에는 단열 이불을 너무 일찍 끄면 실내 노출 시간이 단축되고 실내 흙과 벽의 축열량이 줄어듭니다.반대로 보온을 너무 늦게 끄면 낮은 실외 온도와 약한 빛으로 인해 온실의 열 발산이 증가합니다.따라서 일반적으로 아침에 보온이불을 켜면 1~2℃가 떨어진 후 온도가 올라가는 것이 좋으며, 보온이불을 끄면 온도가 올라가는 것이 좋습니다. 1~2℃ 떨어뜨린 후② 단열이불을 닫을 때 단열이불이 전면지붕을 모두 촘촘히 덮고 있는지 잘 살펴보고 틈이 있으면 시간을 맞춰 조정한다.③ 보온이불을 완전히 놓은 후, 밤에 바람에 보온효과가 들리지 않도록 하부가 다져졌는지 확인한다.④ 단열 퀼트를 적시에 점검하고 유지하십시오. 특히 단열 퀼트가 손상된 경우 적시에 수리하거나 교체하십시오.⑤ 제때 기상 조건에 주의하십시오.비나 눈이 오면 적시에 단열 이불을 덮고 적시에 눈을 제거하십시오.

통풍구 관리

겨울철 환기의 목적은 공기의 온도를 조절하여 정오 무렵의 과도한 온도를 방지하는 것입니다.두 번째는 실내 습기를 제거하고 온실의 공기 습도를 낮추며 해충과 질병을 통제하는 것입니다.세 번째는 실내 CO2 농도를 높이고 작물 성장을 촉진하는 것입니다.그러나 환기와 열 보존은 상충됩니다.환기가 제대로 관리되지 않으면 저온 문제가 발생할 수 있습니다.따라서 온실의 환경 조건에 따라 환기구를 언제, 얼마나 열어야 하는지를 동적으로 조정할 필요가 있습니다.북서부 비경작지에서 온실 통풍구 관리는 주로 수동 조작과 단순 기계 환기의 두 가지 방법으로 나뉩니다.그러나 통풍구의 개방 시간과 환기 시간은 주로 사람들의 주관적인 판단에 근거하므로 통풍구가 너무 일찍 열리거나 너무 늦게 열릴 수 있습니다.위의 문제를 해결하기 위해 Yin Yilei 등은 실내 환경 변화에 따라 환기구의 개방 시간과 개폐 크기를 결정할 수 있는 지붕 지능형 환기 장치를 설계했습니다.환경변화 법칙과 작물수요에 대한 연구가 심화되고 환경인식, 정보수집, 분석제어 등의 기술과 장비의 대중화와 진보로 태양온실의 환기관리 자동화는 앞으로의 중요한 발전 방향.

기타 관리 조치

다양한 종류의 차폐 필름을 사용하는 과정에서 빛 투과 능력이 점차 약해지며 약해지는 속도는 자체 물리적 특성과 관련이 있을 뿐만 아니라 사용 중 주변 환경 및 관리와 관련이 있습니다.사용 과정에서 빛 투과 성능을 저하시키는 가장 중요한 요인은 필름 표면의 오염입니다.따라서 정기적으로 청소하고 조건이 허락할 때 청소하는 것이 매우 중요합니다.또한 온실의 인클로저 구조를 정기적으로 점검해야 합니다.벽과 앞 지붕에 누수가 발생하면 적시에 수리하여 온실이 냉기 침투에 영향을 받지 않도록 해야 합니다.

기존 문제점 및 발전방향

연구자들은 수년 동안 서북 비경작지의 온실의 열 보존 및 저장 기술, 관리 기술 및 온난화 방법을 탐구하고 연구하여 기본적으로 야채의 월동 생산을 실현하고 온실의 저온 냉해에 대한 저항력을 크게 향상시켰습니다. , 기본적으로 야채의 월동 생산을 실현했습니다.그것은 중국에서 땅을 놓고 경쟁하는 음식과 채소 사이의 모순을 완화하는 데 역사적인 기여를 했습니다.그러나 중국 서북지역의 온도보장 기술에는 여전히 다음과 같은 문제가 있다.

업그레이드할 온실 유형

현재 온실의 종류는 20세기 말에서 금세기 초에 지어진 일반적인 형태로 구조가 단순하고 설계가 불합리하며 온실 열 환경 유지 및 자연 재해에 대한 저항력이 부족하고 표준화가 부족합니다.따라서 향후 온실 설계에서는 전면지붕의 형상과 경사, 온실의 방위각, 후면벽의 높이, 온실의 침하깊이 등이 지역의 지리적 위도를 충분히 조합하여 표준화되어야 한다. 및 기후 특성.동시에 온실에는 가능한 한 하나의 작물만 심을 수 있으므로 심은 작물의 빛과 온도 요구 사항에 따라 표준화된 온실 매칭이 수행될 수 있습니다.

온실 규모는 상대적으로 작습니다.

온실 규모가 너무 작으면 온실 열 환경의 안정성과 기계화 발달에 영향을 미칩니다.인건비가 점진적으로 증가함에 따라 기계화 개발은 미래의 중요한 방향입니다.따라서 앞으로는 지역개발 수준에 입각하여 기계화발전의 수요를 고려하여 온실의 내부공간과 배치를 합리적으로 설계하고 지역에 적합한 농기구 연구개발에 박차를 가하여 온실 생산의 기계화 속도를 향상시킵니다.동시에 작물의 수요와 재배 패턴에 따라 관련 장비를 표준에 맞추고 통합 연구 개발, 환기, 습도 감소, 보온 및 난방 장비의 혁신 및 대중화를 촉진해야 합니다.

모래와 속이 빈 블록과 같은 벽의 두께는 여전히 두껍습니다.

벽이 너무 두꺼우면 단열 효과는 좋지만 토양 이용률이 떨어지고 비용이 증가하며 시공이 어려워집니다.따라서 향후 개발에서 벽 두께는 지역 기후 조건에 따라 과학적으로 최적화될 수 있습니다.다른 한편으로 우리는 뒷벽의 가볍고 단순화된 개발을 촉진하여 온실 뒷벽이 열 보존 기능만 유지하고 태양열 집열기 및 기타 장비를 사용하여 벽의 열 저장 및 방출을 대체해야 합니다. .태양열 집열기는 높은 집열 효율, 강력한 집열 능력, 에너지 절약, 저탄소 등의 특성을 가지고 있으며 대부분은 적극적인 규제 및 제어를 실현할 수 있으며 온실의 환경 요구 사항에 따라 목표 발열 난방을 수행할 수 있습니다. 밤에는 열 이용 효율이 높아집니다.

특수 단열 퀼트를 개발해야 합니다.

전면 지붕은 온실에서 방열의 주체이며 단열 퀼트의 단열 성능은 실내 열 환경에 직접적인 영향을 미칩니다.현재 일부 지역의 온실 온도 환경은 부분적으로 단열 퀼트가 너무 얇고 재료의 단열 성능이 불충분하기 때문에 좋지 않습니다.동시에 단열 퀼트는 여전히 방수 및 스키 능력이 떨어지고 표면 및 코어 재료의 노화가 쉬운 등 몇 가지 문제가 있습니다. 따라서 앞으로 적절한 단열재는 지역에 따라 과학적으로 선택해야 합니다 기후 특성 및 요구 사항, 현지 사용 및 대중화에 적합한 특수 단열 퀼트 제품을 설계 및 개발해야 합니다.

끝

인용 정보

Luo Ganliang, Cheng Jieyu, Wang Pingzhi 등 북서쪽 비경작지[J]에서 태양열 온실의 환경 온도 보장 기술 상태를 연구합니다.농업공학기술, 2022,42(28):12-20.