เทคโนโลยีวิศวกรรมเกษตรเรือนกระจกพืชสวน 2022-12-02 17:30 เผยแพร่ในปักกิ่ง

การพัฒนาโรงเรือนพลังงานแสงอาทิตย์ในพื้นที่ที่ไม่ได้เพาะปลูก เช่น ทะเลทราย โกบี และผืนทรายได้แก้ไขความขัดแย้งระหว่างอาหารและผักที่แย่งชิงพื้นที่ได้อย่างมีประสิทธิภาพเป็นหนึ่งในปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่ชี้ขาดสำหรับการเจริญเติบโตและการพัฒนาของพืชอุณหภูมิ ซึ่งมักจะกำหนดความสำเร็จหรือความล้มเหลวของการผลิตพืชเรือนกระจกดังนั้นในการพัฒนาเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ในพื้นที่ที่ไม่มีการเพาะปลูก เราต้องแก้ปัญหาอุณหภูมิสิ่งแวดล้อมของเรือนกระจกก่อนในบทความนี้ สรุปวิธีการควบคุมอุณหภูมิที่ใช้ในเรือนกระจกบนบกที่ไม่ได้เพาะปลูกในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา และวิเคราะห์และสรุปปัญหาที่มีอยู่และทิศทางการพัฒนาของอุณหภูมิและการปกป้องสิ่งแวดล้อมในเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์บนบกที่ไม่ได้เพาะปลูก

จีนมีประชากรจำนวนมากและทรัพยากรที่ดินที่มีอยู่น้อยทรัพยากรที่ดินมากกว่า 85% เป็นทรัพยากรที่ดินที่ไม่ได้เพาะปลูก ซึ่งส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่ทางตะวันตกเฉียงเหนือของจีนเอกสารหมายเลข 1 ของคณะกรรมการกลางในปี 2565 ระบุว่าควรเร่งการพัฒนาสิ่งอำนวยความสะดวกด้านการเกษตร และบนพื้นฐานของการปกป้องสิ่งแวดล้อมทางนิเวศวิทยา ควรมีการสำรวจที่ดินว่างเปล่าที่ใช้ประโยชน์ได้และพื้นที่รกร้างเพื่อพัฒนาเกษตรกรรมสิ่งอำนวยความสะดวกภาคตะวันตกเฉียงเหนือของจีนอุดมไปด้วยทะเลทราย โกบี พื้นที่รกร้างและทรัพยากรที่ดินที่ไม่ได้เพาะปลูกอื่นๆ รวมถึงแหล่งแสงธรรมชาติและความร้อน ซึ่งเหมาะสำหรับการพัฒนาสิ่งอำนวยความสะดวกด้านการเกษตรดังนั้นการพัฒนาและการใช้ทรัพยากรที่ดินที่ไม่ได้เพาะปลูกเพื่อพัฒนาโรงเรือนบนบกที่ไม่ได้เพาะปลูกจึงมีความสำคัญเชิงกลยุทธ์อย่างยิ่งในการสร้างหลักประกันความมั่นคงด้านอาหารของประเทศและบรรเทาความขัดแย้งในการใช้ที่ดิน

ในปัจจุบัน เรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ที่ไม่ได้เพาะปลูกเป็นรูปแบบหลักของการพัฒนาการเกษตรที่มีประสิทธิภาพสูงในที่ดินที่ไม่ได้เพาะปลูกทางตะวันตกเฉียงเหนือของจีน ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างกลางวันและกลางคืนมีมาก และอุณหภูมิกลางคืนในฤดูหนาวจะต่ำ ซึ่งมักจะนำไปสู่ปรากฏการณ์ที่อุณหภูมิต่ำสุดภายในอาคารต่ำกว่าอุณหภูมิที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตและการพัฒนาตามปกติ พืชผล.อุณหภูมิเป็นหนึ่งในปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่ขาดไม่ได้สำหรับการเจริญเติบโตและพัฒนาการของพืชผลอุณหภูมิที่ต่ำเกินไปจะทำให้ปฏิกิริยาทางสรีรวิทยาและชีวเคมีของพืชช้าลง และทำให้การเจริญเติบโตและพัฒนาการช้าลงเมื่ออุณหภูมิต่ำกว่าขีดจำกัดที่พืชผลสามารถทนได้ มันจะนำไปสู่การบาดเจ็บจากการแช่แข็งดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องแน่ใจว่าอุณหภูมิที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตตามปกติและการพัฒนาของพืชผลเพื่อรักษาอุณหภูมิที่เหมาะสมของเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ มันไม่ใช่มาตรการเดียวที่สามารถแก้ไขได้จำเป็นต้องได้รับการรับรองจากการออกแบบเรือนกระจก การก่อสร้าง การเลือกวัสดุ กฎระเบียบ และการจัดการรายวันดังนั้น บทความนี้จะสรุปสถานะการวิจัยและความคืบหน้าของการควบคุมอุณหภูมิของโรงเรือนที่ไม่ได้เพาะปลูกในประเทศจีนในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา จากแง่มุมของการออกแบบและก่อสร้างเรือนกระจก มาตรการรักษาความร้อนและความร้อน และการจัดการสิ่งแวดล้อม เพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิงอย่างเป็นระบบสำหรับ การออกแบบและการจัดการอย่างมีเหตุผลของโรงเรือนที่ไม่ได้เพาะปลูก

โครงสร้างและวัสดุเรือนกระจก

สภาพแวดล้อมทางความร้อนของเรือนกระจกส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการส่งผ่าน การสกัดกั้น และความสามารถในการกักเก็บของเรือนกระจกต่อรังสีดวงอาทิตย์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการออกแบบที่เหมาะสมของการวางแนวเรือนกระจก รูปร่างและวัสดุของพื้นผิวที่ส่งผ่านแสง โครงสร้างและวัสดุของผนังและหลังคาด้านหลัง ฉนวนฐานราก ขนาดเรือนกระจก โหมดฉนวนกลางคืน และวัสดุของหลังคาด้านหน้า ฯลฯ และยังเกี่ยวข้องกับว่าการก่อสร้างและกระบวนการก่อสร้างเรือนกระจกสามารถรับประกันการปฏิบัติตามข้อกำหนดการออกแบบได้อย่างมีประสิทธิภาพหรือไม่

ความสามารถในการส่งผ่านแสงของหลังคาด้านหน้า

พลังงานหลักในเรือนกระจกมาจากดวงอาทิตย์การเพิ่มความสามารถในการส่งผ่านแสงของหลังคาด้านหน้าจะเป็นประโยชน์สำหรับเรือนกระจกในการรับความร้อนมากขึ้น และยังเป็นพื้นฐานสำคัญในการสร้างสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิของเรือนกระจกในฤดูหนาวในปัจจุบัน มีสามวิธีหลักในการเพิ่มความสามารถในการส่งผ่านแสงและเวลารับแสงของหลังคาด้านหน้าของเรือนกระจก

01 ออกแบบการวางแนวเรือนกระจกที่เหมาะสมและแนวราบ

การวางแนวของเรือนกระจกส่งผลต่อประสิทธิภาพการส่องสว่างของเรือนกระจกและความสามารถในการกักเก็บความร้อนของเรือนกระจกดังนั้นเพื่อให้เก็บความร้อนได้มากขึ้นในเรือนกระจก การวางแนวของเรือนกระจกที่ไม่ได้เพาะปลูกในภาคตะวันตกเฉียงเหนือของจีนจึงหันไปทางทิศใต้สำหรับ Azimuth เฉพาะของเรือนกระจก เมื่อเลือกจากทิศใต้ไปทิศตะวันออก จะเป็นประโยชน์ในการ "รับแสงแดด" และอุณหภูมิภายในอาคารจะสูงขึ้นอย่างรวดเร็วในตอนเช้าเมื่อเลือกทิศใต้ถึงทิศตะวันตก จะเป็นประโยชน์สำหรับเรือนกระจกในการใช้ประโยชน์จากแสงยามบ่ายทิศใต้เป็นการประนีประนอมระหว่างสองสถานการณ์ข้างต้นตามความรู้ธรณีฟิสิกส์ โลกหมุนรอบตัวเอง 360° ในหนึ่งวัน และแนวราบของดวงอาทิตย์เคลื่อนที่ประมาณ 1° ทุกๆ 4 นาทีดังนั้น ทุกครั้งที่มุมราบของเรือนกระจกแตกต่างกัน 1° เวลาที่ได้รับแสงแดดโดยตรงจะแตกต่างกันประมาณ 4 นาที นั่นคือ ราบของเรือนกระจกจะส่งผลต่อเวลาที่เรือนกระจกเห็นแสงในตอนเช้าและเย็น

เมื่อชั่วโมงแสงตอนเช้าและตอนบ่ายเท่ากัน และทิศตะวันออกหรือทิศตะวันตกอยู่ในมุมเดียวกัน เรือนกระจกจะได้รับชั่วโมงแสงเท่ากันอย่างไรก็ตาม สำหรับพื้นที่ทางตอนเหนือของละติจูด 37° เหนือ อุณหภูมิจะต่ำในตอนเช้า และเวลาของการห่มผ้าจะล่าช้า ในขณะที่อุณหภูมิจะค่อนข้างสูงในตอนบ่ายและเย็น ดังนั้นจึงเหมาะสมที่จะชะลอเวลาของ ปิดผ้านวมกันความร้อนดังนั้นพื้นที่เหล่านี้ควรเลือกจากทิศใต้ไปทิศตะวันตกและใช้ประโยชน์จากแสงยามบ่ายอย่างเต็มที่สำหรับพื้นที่ที่มีละติจูด 30°~35° เหนือ เนื่องจากสภาพแสงที่ดีกว่าในตอนเช้า เวลาของการรักษาความร้อนและการเปิดเผยที่กำบังจึงสามารถเลื่อนเวลาออกไปได้ดังนั้นพื้นที่เหล่านี้ควรเลือกทิศตะวันออกเฉียงใต้เพื่อพยายามรับรังสีดวงอาทิตย์ในตอนเช้ามากขึ้นสำหรับเรือนกระจกอย่างไรก็ตาม ในพื้นที่ละติจูด 35°~37°เหนือ การแผ่รังสีของดวงอาทิตย์ในช่วงเช้าและบ่ายมีความแตกต่างกันเล็กน้อย ดังนั้นจึงควรเลือกทางทิศใต้ที่เหมาะสมไม่ว่าจะเป็นทิศตะวันออกเฉียงใต้หรือทิศตะวันตกเฉียงใต้ โดยทั่วไป มุมเบี่ยงเบนจะอยู่ที่ 5° ~8° และค่าสูงสุดจะต้องไม่เกิน 10°ภาคตะวันตกเฉียงเหนือของจีนอยู่ในช่วงละติจูด 37°~50°เหนือ ดังนั้นมุมแอซิมัทของเรือนกระจกจึงโดยทั่วไปจากใต้ไปตะวันตกในมุมมองนี้ เรือนกระจกรับแสงแดดที่ออกแบบโดย Zhang Jingshe ฯลฯ ในพื้นที่ไท่หยวนได้เลือกการวางแนว 5° ไปทางทิศตะวันตกของทิศใต้ เรือนกระจกรับแสงแดดที่สร้างโดย Chang Meimei ฯลฯ ในพื้นที่ Gobi ของ Hexi Corridor ได้นำการวางแนวมาใช้ 5° ถึง 10° ไปทางตะวันตกของทิศใต้ และเรือนกระจกรับแสงแดดที่สร้างโดย Ma Zhigui เป็นต้น ทางตอนเหนือของซินเจียงได้นำการวางแนว 8° ไปทางตะวันตกของทิศใต้

02 ออกแบบรูปทรงหลังคาด้านหน้าที่เหมาะสมและมุมเอียง

รูปร่างและความลาดเอียงของหลังคาด้านหน้าจะเป็นตัวกำหนดมุมตกกระทบของรังสีดวงอาทิตย์ยิ่งมุมตกกระทบน้อยเท่าใด การส่งผ่านก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้นSun Juren เชื่อว่ารูปร่างของหลังคาด้านหน้านั้นพิจารณาจากอัตราส่วนของความยาวของพื้นผิวไฟหลักและความลาดเอียงด้านหลังเป็นหลักความลาดชันด้านหน้าที่ยาวและความลาดเอียงด้านหลังที่สั้นมีประโยชน์ต่อการส่องสว่างและการรักษาความร้อนของหลังคาด้านหน้าChen Wei-Qian และคนอื่นๆ คิดว่าหลังคาส่องสว่างหลักของเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใช้ในพื้นที่ Gobi ใช้ส่วนโค้งวงกลมที่มีรัศมี 4.5 เมตร ซึ่งสามารถต้านทานความหนาวเย็นได้อย่างมีประสิทธิภาพZhang Jingshe ฯลฯ คิดว่าเหมาะสมกว่าที่จะใช้ส่วนโค้งครึ่งวงกลมบนหลังคาด้านหน้าของเรือนกระจกในพื้นที่อัลไพน์และละติจูดสูงสำหรับมุมเอียงของหลังคาด้านหน้า ตามลักษณะการส่งผ่านแสงของฟิล์มพลาสติก เมื่อมุมตกกระทบเป็น 0 ~ 40° การสะท้อนแสงของหลังคาด้านหน้าต่อแสงแดดจะน้อย และเมื่อเกิน 40° การสะท้อนแสงเพิ่มขึ้นอย่างมากดังนั้นมุมตกกระทบสูงสุดจึงใช้มุม 40° ในการคำนวณมุมเอียงของหลังคาด้านหน้า ดังนั้นแม้ในฤดูหนาวครีษมายัน รังสีจากดวงอาทิตย์ก็สามารถเข้าสู่เรือนกระจกได้ในระดับสูงสุดดังนั้น เมื่อออกแบบเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ที่เหมาะสมสำหรับพื้นที่ที่ไม่มีการเพาะปลูกในอู่ไห่ มองโกเลียใน เหอปินและคนอื่นๆ คำนวณมุมเอียงของหลังคาด้านหน้าด้วยมุมตกกระทบ 40° และคิดว่าตราบใดที่มันมากกว่า 30° ° สามารถตอบสนองความต้องการของแสงเรือนกระจกและการเก็บรักษาความร้อนZhang Caihong และคนอื่นๆ คิดว่าเมื่อสร้างเรือนกระจกในพื้นที่ที่ไม่มีการเพาะปลูกของซินเจียง มุมเอียงของหลังคาด้านหน้าของเรือนกระจกในซินเจียงตอนใต้คือ 31° ในขณะที่ซินเจียงตอนเหนืออยู่ที่ 32°~33.5°

03 เลือกวัสดุปิดผิวใสที่เหมาะสม

นอกจากอิทธิพลของสภาพการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์ภายนอกแล้ว วัสดุและลักษณะการส่งผ่านแสงของฟิล์มเรือนกระจกยังเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อสภาพแวดล้อมของแสงและความร้อนของเรือนกระจกอีกด้วยในปัจจุบัน การส่งผ่านแสงของฟิล์มพลาสติก เช่น PE, PVC, EVA และ PO นั้นแตกต่างกัน เนื่องจากวัสดุและความหนาของฟิล์มต่างกันโดยทั่วไป การส่งผ่านแสงของฟิล์มที่ใช้เป็นเวลา 1-3 ปีสามารถรับประกันได้ว่าสูงกว่า 88% โดยรวม ซึ่งควรเลือกตามความต้องการของพืชสำหรับแสงและอุณหภูมินอกจากนี้ นอกจากการส่องผ่านของแสงในเรือนกระจกแล้ว การกระจายของสภาพแวดล้อมของแสงในเรือนกระจกยังเป็นปัจจัยที่ผู้คนให้ความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆดังนั้น ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การส่องผ่านของแสงที่ครอบคลุมวัสดุที่มีการกระเจิงแสงที่ปรับปรุงแล้วจึงได้รับการยอมรับอย่างสูงจากอุตสาหกรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ที่มีการแผ่รังสีแสงอาทิตย์แรงมากในภาคตะวันตกเฉียงเหนือของจีนการใช้ฟิล์มกรองแสงแบบกระจายที่ปรับปรุงแล้วช่วยลดเอฟเฟกต์แสงเงาที่ด้านบนและด้านล่างของทรงพุ่มพืชผล เพิ่มแสงที่ส่วนกลางและส่วนล่างของทรงพุ่มพืชผล ปรับปรุงลักษณะการสังเคราะห์แสงของพืชทั้งหมด และแสดงผลที่ดีในการส่งเสริม การเติบโตและการผลิตที่เพิ่มขึ้น

การออกแบบขนาดเรือนกระจกที่เหมาะสม

ความยาวของเรือนกระจกยาวหรือสั้นเกินไป ซึ่งจะส่งผลต่อการควบคุมอุณหภูมิภายในอาคารเมื่อความยาวของเรือนกระจกสั้นเกินไป ก่อนพระอาทิตย์ขึ้นและพระอาทิตย์ตก บริเวณที่บังแดดจากหน้าจั่วด้านทิศตะวันออกและทิศตะวันตกจะมีขนาดใหญ่ ซึ่งไม่เอื้อต่อภาวะโลกร้อน และเนื่องจากเรือนกระจกมีปริมาณน้อย จะส่งผลกระทบต่อดินและผนังในร่ม การดูดซับและการปล่อยความร้อนเมื่อความยาวมากเกินไป ควบคุมอุณหภูมิภายในอาคารได้ยาก และจะส่งผลต่อความแน่นของโครงสร้างเรือนกระจกและการกำหนดค่าของกลไกการม้วนผ้านวมรักษาความร้อนความสูงและช่วงของเรือนกระจกมีผลโดยตรงต่อแสงกลางวันของหลังคาด้านหน้า ขนาดของพื้นที่เรือนกระจก และอัตราส่วนของฉนวนเมื่อช่วงและความยาวของเรือนกระจกคงที่ การเพิ่มความสูงของเรือนกระจกจะสามารถเพิ่มมุมรับแสงของหลังคาด้านหน้าจากมุมมองของสภาพแวดล้อมที่มีแสง ซึ่งเอื้อต่อการส่องผ่านของแสงจากมุมมองของสภาพแวดล้อมทางความร้อน ความสูงของผนังจะเพิ่มขึ้น และพื้นที่เก็บความร้อนของผนังด้านหลังเพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการเก็บความร้อนและการปล่อยความร้อนของผนังด้านหลังยิ่งไปกว่านั้น พื้นที่มีขนาดใหญ่ อัตราความจุความร้อนก็สูงเช่นกัน และสภาพแวดล้อมทางความร้อนของเรือนกระจกก็มีเสถียรภาพมากขึ้นแน่นอน การเพิ่มความสูงของเรือนกระจกจะเพิ่มต้นทุนของเรือนกระจก ซึ่งจำเป็นต้องได้รับการพิจารณาอย่างรอบด้านดังนั้นเมื่อออกแบบเรือนกระจก เราควรเลือกความยาว ช่วง และความสูงที่เหมาะสมตามสภาพท้องถิ่นตัวอย่างเช่น Zhang Caihong และคนอื่นๆ คิดว่าทางตอนเหนือของซินเจียง ความยาวของเรือนกระจกคือ 50~80 ม. ช่วงกว้างคือ 7 ม. และความสูงของเรือนกระจกคือ 3.9 ม. ในขณะที่ทางตอนใต้ของซินเจียง ความยาวของเรือนกระจกคือ 50~80 ม. ช่วงคือ 8m และความสูงของเรือนกระจกคือ 3.6 ~ 4.0m;มีการพิจารณาด้วยว่าช่วงของเรือนกระจกไม่ควรน้อยกว่า 7 ม. และเมื่อช่วง 8 ม. ผลการรักษาความร้อนจะดีที่สุดนอกจากนี้ Chen Weiqian และคนอื่นๆ คิดว่าความยาว ช่วง และความสูงของเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ควรอยู่ที่ 80m, 8~10m และ 3.8~4.2m ตามลำดับ เมื่อสร้างในพื้นที่ Gobi ของ Jiuquan, Gansu

ปรับปรุงความสามารถในการกักเก็บความร้อนและความเป็นฉนวนของผนัง

ในช่วงกลางวัน ผนังจะสะสมความร้อนโดยการดูดซับรังสีดวงอาทิตย์และความร้อนจากอากาศภายในอาคารบางส่วนในตอนกลางคืน เมื่ออุณหภูมิภายในอาคารต่ำกว่าอุณหภูมิผนัง ผนังจะปล่อยความร้อนออกมาเพื่อให้ความร้อนแก่เรือนกระจกในฐานะที่เป็นตัวเก็บความร้อนหลักของเรือนกระจก ผนังสามารถปรับปรุงสภาพแวดล้อมอุณหภูมิกลางคืนภายในอาคารได้อย่างมากโดยการปรับปรุงความสามารถในการเก็บความร้อนในเวลาเดียวกัน ฟังก์ชั่นฉนวนกันความร้อนของผนังเป็นพื้นฐานสำหรับความมั่นคงของสภาพแวดล้อมทางความร้อนของเรือนกระจกในปัจจุบันมีหลายวิธีในการปรับปรุงการเก็บความร้อนและความสามารถในการเป็นฉนวนของผนัง

01 ออกแบบโครงสร้างผนังที่เหมาะสม

หน้าที่ของผนังส่วนใหญ่ประกอบด้วยการเก็บความร้อนและการรักษาความร้อน และในขณะเดียวกัน ผนังเรือนกระจกส่วนใหญ่ยังทำหน้าที่เป็นตัวรับน้ำหนักเพื่อรองรับโครงหลังคาจากมุมมองของการได้รับสภาพแวดล้อมทางความร้อนที่ดี โครงสร้างผนังที่เหมาะสมควรมีความจุความร้อนเพียงพอที่ด้านในและความจุความร้อนเพียงพอที่ด้านนอก ในขณะที่ลดสะพานเย็นที่ไม่จำเป็นในการวิจัยเกี่ยวกับผนังเก็บความร้อนและฉนวน Bao Encai และคนอื่นๆ ได้ออกแบบผนังเก็บความร้อนแบบพาสซีฟทรายแข็งในพื้นที่ทะเลทรายอู่ไห่ มองโกเลียในใช้อิฐรูพรุนเป็นชั้นฉนวนด้านนอก และใช้ทรายที่แข็งตัวเป็นชั้นเก็บความร้อนด้านในการทดสอบแสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิในร่มสามารถสูงถึง 13.7 ℃ในวันที่มีแดดMa Yuehong ฯลฯ ออกแบบผนังคอมโพสิตบล็อกครกเปลือกข้าวสาลีทางตอนเหนือของซินเจียง โดยใส่ปูนขาวลงในบล็อกปูนเป็นชั้นเก็บความร้อน และถุงตะกรันวางซ้อนกันกลางแจ้งเป็นชั้นฉนวนผนังบล็อกกลวงที่ออกแบบโดย Zhao Peng ฯลฯ ในพื้นที่ Gobi ของมณฑล Gansu ใช้แผ่นเบนซินหนา 100 มม. เป็นชั้นฉนวนด้านนอก และใช้ทรายและอิฐบล็อกกลวงเป็นชั้นเก็บความร้อนด้านในการทดสอบแสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิเฉลี่ยในฤดูหนาวสูงกว่า 10℃ ในเวลากลางคืน และ Chai Regeneration ฯลฯ ยังใช้ทรายและกรวดเป็นชั้นฉนวนและชั้นเก็บความร้อนของผนังในพื้นที่ Gobi ของมณฑลกานซูในแง่ของการลดสะพานเย็น Yan Junyue ฯลฯ ออกแบบผนังด้านหลังที่เบาและประกอบง่าย ซึ่งไม่เพียงแต่ปรับปรุงความต้านทานความร้อนของผนัง แต่ยังปรับปรุงคุณสมบัติการปิดผนึกของผนังด้วยการติดแผ่นโพลีสไตรีนที่ด้านนอกของด้านหลัง กำแพง;Wu Letian ฯลฯ ตั้งคานวงแหวนคอนกรีตเสริมเหล็กไว้เหนือฐานรากของผนังเรือนกระจก และใช้การตอกอิฐรูปสี่เหลี่ยมคางหมูเหนือคานวงแหวนเพื่อรองรับหลังคาด้านหลัง ซึ่งช่วยแก้ปัญหาการแตกร้าวและการทรุดตัวของฐานรากที่เกิดขึ้นได้ง่ายในโรงเรือนใน Hotian ซินเจียงจึงส่งผลต่อฉนวนกันความร้อนของโรงเรือน

02 เลือกวัสดุเก็บความร้อนและฉนวนที่เหมาะสม

การเก็บความร้อนและฉนวนของผนังขึ้นอยู่กับการเลือกใช้วัสดุเป็นอันดับแรกในทะเลทรายทางตะวันตกเฉียงเหนือ โกบี ดินทราย และพื้นที่อื่นๆ ตามเงื่อนไขของพื้นที่ นักวิจัยใช้วัสดุในท้องถิ่นและพยายามอย่างกล้าหาญในการออกแบบผนังด้านหลังของเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์หลายประเภทตัวอย่างเช่น เมื่อ Zhang Guosen และคนอื่นๆ สร้างโรงเรือนในทุ่งทรายและกรวดใน Gansu ทรายและกรวดถูกใช้เป็นที่เก็บความร้อนและชั้นฉนวนของผนังตามลักษณะของโกบีและทะเลทรายทางตะวันตกเฉียงเหนือของจีน Zhao Peng ได้ออกแบบกำแพงบล็อกกลวงชนิดหนึ่งโดยใช้หินทรายและบล็อกกลวงเป็นวัสดุการทดสอบแสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิกลางคืนในร่มโดยเฉลี่ยสูงกว่า 10 ℃เมื่อคำนึงถึงความขาดแคลนของวัสดุก่อสร้าง เช่น อิฐและดินเหนียวในภูมิภาคโกบีทางตะวันตกเฉียงเหนือของจีน โจว ชางจีและคนอื่นๆ พบว่าเรือนกระจกในท้องถิ่นมักจะใช้ก้อนกรวดเป็นวัสดุผนังเมื่อทำการตรวจสอบเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ในเขตโกบี ของคีซิลซู คีร์กิซ ซินเจียงในมุมมองของประสิทธิภาพการระบายความร้อนและความแข็งแรงเชิงกลของกรวด เรือนกระจกที่สร้างด้วยกรวดมีประสิทธิภาพที่ดีในแง่ของการเก็บรักษาความร้อน การเก็บความร้อน และการรับน้ำหนักในทำนองเดียวกัน Zhang Yong ฯลฯ ยังใช้ก้อนกรวดเป็นวัสดุหลักของผนัง และออกแบบผนังด้านหลังก้อนกรวดเก็บความร้อนอิสระในมณฑลซานซีและสถานที่อื่นๆการทดสอบแสดงให้เห็นว่าผลการกักเก็บความร้อนนั้นดีZhang ฯลฯ ออกแบบกำแพงหินทรายชนิดหนึ่งตามลักษณะของพื้นที่โกบีทางตะวันตกเฉียงเหนือ ซึ่งสามารถเพิ่มอุณหภูมิภายในอาคารได้ 2.5 องศาเซลเซียสนอกจากนี้ Ma Yuehong และคนอื่นๆ ได้ทดสอบความสามารถในการกักเก็บความร้อนของกำแพงทราย กำแพงบล็อก และกำแพงอิฐใน Hotian มณฑลซินเจียงผลการวิจัยพบว่าผนังทรายที่อัดบล็อกมีความจุความร้อนสูงสุดนอกจากนี้ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการเก็บความร้อนของผนัง นักวิจัยได้พัฒนาวัสดุและเทคโนโลยีการเก็บความร้อนใหม่ๆ อย่างแข็งขันตัวอย่างเช่น Bao Encai เสนอวัสดุตัวแทนการบ่มแบบเปลี่ยนเฟส ซึ่งสามารถใช้เพื่อปรับปรุงความจุความร้อนของผนังด้านหลังของเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ในพื้นที่ที่ไม่มีการเพาะปลูกทางตะวันตกเฉียงเหนือในการสำรวจวัสดุในท้องถิ่น กองหญ้าแห้ง ตะกรัน เบนซีนบอร์ด และฟางยังใช้เป็นวัสดุผนัง แต่วัสดุเหล่านี้มักจะมีหน้าที่ในการเก็บความร้อนเท่านั้นและไม่มีความจุความร้อนโดยทั่วไปแล้วผนังที่เต็มไปด้วยกรวดและบล็อกมีความสามารถในการเก็บความร้อนและฉนวนที่ดี

03 เพิ่มความหนาของผนังอย่างเหมาะสม

โดยปกติแล้ว ความต้านทานความร้อนเป็นดัชนีสำคัญในการวัดประสิทธิภาพของฉนวนความร้อนของผนัง และปัจจัยที่ส่งผลต่อการต้านทานความร้อนคือความหนาของชั้นวัสดุนอกเหนือจากค่าการนำความร้อนของวัสดุดังนั้น บนพื้นฐานของการเลือกวัสดุฉนวนความร้อนที่เหมาะสม การเพิ่มความหนาของผนังอย่างเหมาะสมจะสามารถเพิ่มความต้านทานความร้อนโดยรวมของผนัง และลดการสูญเสียความร้อนผ่านผนัง ซึ่งจะเป็นการเพิ่มฉนวนกันความร้อนและความสามารถในการเก็บความร้อนของผนังและ เรือนกระจกทั้งหมดตัวอย่างเช่น ในกานซูและพื้นที่อื่นๆ ความหนาเฉลี่ยของกำแพงกระสอบทรายในเมืองจางเย่คือ 2.6 ม. ในขณะที่กำแพงก่ออิฐปูนในเมืองจิ่วฉวนอยู่ที่ 3.7 ม.ยิ่งผนังหนาเท่าใด ฉนวนกันความร้อนและความจุความร้อนก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้นอย่างไรก็ตามกำแพงที่หนาเกินไปจะเพิ่มการยึดครองที่ดินและต้นทุนการก่อสร้างเรือนกระจกดังนั้น จากมุมมองของการปรับปรุงความสามารถของฉนวนกันความร้อน เราควรให้ความสำคัญกับการเลือกวัสดุฉนวนความร้อนสูงที่มีค่าการนำความร้อนต่ำ เช่น โพลีสไตรีน โพลียูรีเทน และวัสดุอื่นๆ แล้วจึงเพิ่มความหนาให้เหมาะสม

การออกแบบที่เหมาะสมของหลังคาด้านหลัง

สำหรับการออกแบบหลังคาด้านหลังนั้น ข้อพิจารณาหลักคือการไม่ก่อให้เกิดอิทธิพลของเงาและปรับปรุงความสามารถในการเป็นฉนวนความร้อนเพื่อลดอิทธิพลของเงาบนหลังคาด้านหลัง การตั้งค่ามุมเอียงขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าหลังคาด้านหลังสามารถรับแสงแดดโดยตรงในเวลากลางวันเมื่อมีการปลูกและผลิตพืชผลดังนั้น โดยทั่วไปแล้ว มุมเงยของหลังคาด้านหลังจึงถูกเลือกให้ดีกว่ามุมสูงแสงอาทิตย์ในท้องถิ่นของเหมายันที่ 7°~8°ตัวอย่างเช่น Zhang Caihong และคนอื่นๆ คิดว่าเมื่อสร้างเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ในพื้นที่โกบีและพื้นที่ดินเค็ม-ด่างในซินเจียง ความยาวของหลังคาด้านหลังที่คาดการณ์ไว้คือ 1.6 เมตร ดังนั้นมุมเอียงของหลังคาด้านหลังจึงเท่ากับ 40°ในซินเจียงตอนใต้และ 45° ทางตอนเหนือของซินเจียงChen Wei-Qian และคนอื่นๆ คิดว่าหลังคาด้านหลังของเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ในพื้นที่ Jiuquan Gobi ควรเอียง 40°สำหรับฉนวนกันความร้อนของหลังคาด้านหลัง ควรตรวจสอบความจุของฉนวนเป็นหลักในการเลือกวัสดุฉนวนความร้อน การออกแบบความหนาที่จำเป็น และรอยต่อรอบที่เหมาะสมของวัสดุฉนวนความร้อนในระหว่างการก่อสร้าง

ลดการสูญเสียความร้อนของดิน

ในช่วงกลางคืนของฤดูหนาว เนื่องจากอุณหภูมิของดินในร่มสูงกว่าอุณหภูมิของดินกลางแจ้ง ความร้อนของดินในร่มจะถูกถ่ายโอนไปยังกลางแจ้งโดยการนำความร้อน ทำให้เกิดการสูญเสียความร้อนในเรือนกระจกมีหลายวิธีในการลดการสูญเสียความร้อนของดิน

01 ฉนวนกันดิน

การจมดินอย่างเหมาะสม หลีกเลี่ยงชั้นดินแข็ง และใช้ดินเพื่อการรักษาความร้อนตัวอย่างเช่น เรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ “1448 สามวัสดุ-หนึ่งร่างกาย” ที่พัฒนาโดย Chai Regeneration และพื้นที่ที่ไม่ได้เพาะปลูกอื่นๆ ใน Hexi Corridor ถูกสร้างขึ้นโดยการขุดลึกลงไป 1 เมตร เพื่อหลีกเลี่ยงชั้นดินที่แข็งตัวได้อย่างมีประสิทธิภาพจากข้อเท็จจริงที่ว่าความลึกของดินแช่แข็งในพื้นที่ Turpan คือ 0.8 ม. Wang Huamin และคนอื่นๆ แนะนำให้ขุด 0.8 ม. เพื่อปรับปรุงความสามารถในการกันความร้อนของเรือนกระจกเมื่อ Zhang Guosen ฯลฯ สร้างกำแพงด้านหลังของเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์แบบขุดฟิล์มสองชั้นแบบ double-arch บนที่ดินที่ไม่เหมาะแก่การเพาะปลูก ความลึกในการขุดคือ 1 เมตรการทดลองแสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิต่ำสุดในตอนกลางคืนเพิ่มขึ้น 2~3℃ เมื่อเทียบกับเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์รุ่นที่สองแบบดั้งเดิม

02 รองพื้นสูตรเย็น

วิธีการหลักคือการขุดคูกันความเย็นตามแนวฐานรากของหลังคาด้านหน้า เติมวัสดุกันความร้อน หรือฝังวัสดุกันความร้อนไว้ใต้ดินตลอดแนวผนังฐานราก ทั้งหมดนี้มีเป้าหมายเพื่อลดการสูญเสียความร้อนที่เกิดจาก การถ่ายเทความร้อนผ่านดินบริเวณรอยต่อของเรือนกระจกวัสดุฉนวนกันความร้อนที่ใช้ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับสภาพท้องถิ่นในภาคตะวันตกเฉียงเหนือของจีน และสามารถหาได้ในท้องถิ่น เช่น หญ้าแห้ง ตะกรัน ขนหิน แผ่นโพลีสไตรีน ฟางข้าวโพด มูลม้า ใบไม้ร่วง หญ้าหัก ขี้เลื่อย วัชพืช ฟาง ฯลฯ

03 ฟิล์มคลุมด้วยหญ้า

โดยการคลุมฟิล์มพลาสติก แสงแดดสามารถส่องถึงดินผ่านฟิล์มพลาสติกในระหว่างวัน และดินจะดูดซับความร้อนของดวงอาทิตย์และทำให้ร้อนขึ้นนอกจากนี้ฟิล์มพลาสติกยังสามารถป้องกันรังสีคลื่นยาวที่สะท้อนจากดินได้ ซึ่งช่วยลดการสูญเสียรังสีของดินและเพิ่มการเก็บความร้อนของดินในตอนกลางคืน ฟิล์มพลาสติกสามารถขัดขวางการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างดินกับอากาศภายในอาคาร ซึ่งจะช่วยลดการสูญเสียความร้อนของดินในขณะเดียวกัน ฟิล์มพลาสติกยังสามารถลดการสูญเสียความร้อนแฝงที่เกิดจากการระเหยของน้ำในดินได้อีกด้วยWei Wenxiang คลุมเรือนกระจกด้วยฟิล์มพลาสติกในที่ราบสูงชิงไห่ และการทดลองแสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิพื้นดินอาจเพิ่มขึ้นประมาณ 1 ℃

เสริมประสิทธิภาพฉนวนกันความร้อนหลังคาคู่หน้า

หลังคาด้านหน้าของเรือนกระจกเป็นพื้นผิวหลักในการระบายความร้อน และความร้อนที่สูญเสียไปคิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 75% ของการสูญเสียความร้อนทั้งหมดในเรือนกระจกดังนั้นการเสริมความสามารถในการกันความร้อนของหลังคาด้านหน้าของเรือนกระจกจึงสามารถลดการสูญเสียผ่านทางหลังคาด้านหน้าและปรับปรุงสภาพแวดล้อมอุณหภูมิฤดูหนาวของเรือนกระจกได้อย่างมีประสิทธิภาพในปัจจุบันมีสามมาตรการหลักในการปรับปรุงความสามารถในการกันความร้อนของหลังคาด้านหน้า

01 เลือกใช้การเคลือบแบบโปร่งใสหลายชั้น

โครงสร้าง การใช้ฟิล์มสองชั้นหรือฟิล์มสามชั้นเป็นพื้นผิวที่ส่งผ่านแสงของเรือนกระจกสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพฉนวนกันความร้อนของเรือนกระจกได้อย่างมีประสิทธิภาพตัวอย่างเช่น Zhang Guosen และคนอื่นๆ ได้ออกแบบเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์แบบขุดฟิล์มสองชั้นแบบ double-arch ในพื้นที่ Gobi ของเมือง Jiuquanด้านนอกของหลังคาด้านหน้าเรือนกระจกทำจากฟิล์ม EVA และด้านในเรือนกระจกทำจากฟิล์มป้องกันการเกิดริ้วรอย PVC แบบไม่มีหยดน้ำการทดลองแสดงให้เห็นว่าเมื่อเปรียบเทียบกับเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์รุ่นที่สองแบบดั้งเดิม ผลของฉนวนกันความร้อนนั้นโดดเด่น และอุณหภูมิต่ำสุดในตอนกลางคืนจะเพิ่มขึ้นโดยเฉลี่ย 2~3 ℃ในทำนองเดียวกัน Zhang Jingshe และคนอื่นๆ ยังได้ออกแบบเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ด้วยฟิล์มสองชั้นสำหรับลักษณะภูมิอากาศของละติจูดสูงและพื้นที่เย็นจัด ซึ่งช่วยปรับปรุงฉนวนกันความร้อนของเรือนกระจกได้อย่างมากเมื่อเทียบกับเรือนกระจกควบคุม อุณหภูมิกลางคืนเพิ่มขึ้น 3 ℃นอกจากนี้ Wu Letian และคนอื่นๆ พยายามใช้ฟิล์ม EVA หนา 0.1 มม. สามชั้นบนหลังคาด้านหน้าของเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ที่ออกแบบในพื้นที่ทะเลทราย Hetian ซินเจียงฟิล์มหลายชั้นสามารถลดการสูญเสียความร้อนของหลังคาด้านหน้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่เนื่องจากการส่งผ่านแสงของฟิล์มชั้นเดียวโดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 90% ฟิล์มหลายชั้นจะนำไปสู่การลดทอนของการส่งผ่านแสงตามธรรมชาติดังนั้น เมื่อเลือกการเคลือบผ่านแสงแบบหลายชั้น จึงจำเป็นต้องคำนึงถึงสภาพแสงและความต้องการแสงของเรือนกระจกอย่างเหมาะสม

02 เสริมความแข็งแรงของฉนวนในตอนกลางคืนของหลังคาด้านหน้า

หลังคาด้านหน้าใช้ฟิล์มพลาสติกเพื่อเพิ่มการส่องผ่านของแสงในระหว่างวัน และกลายเป็นจุดที่อ่อนแอที่สุดในเรือนกระจกทั้งหมดในเวลากลางคืนดังนั้นการคลุมพื้นผิวด้านนอกของหลังคาด้านหน้าด้วยผ้านวมกันความร้อนแบบคอมโพสิตหนาจึงเป็นมาตรการฉนวนกันความร้อนที่จำเป็นสำหรับโรงเรือนพลังงานแสงอาทิตย์ตัวอย่างเช่น ในเขตเทือกเขาชิงไห่ Liu Yanjie และคนอื่นๆ ใช้ม่านฟางและกระดาษคราฟท์เป็นผ้านวมกันความร้อนสำหรับการทดลองผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิในร่มที่ต่ำที่สุดในเรือนกระจกตอนกลางคืนอาจสูงถึง 7.7 ℃นอกจากนี้ Wei Wenxiang เชื่อว่าการสูญเสียความร้อนของเรือนกระจกสามารถลดลงได้มากกว่า 90% โดยใช้ม่านหญ้าสองชั้นหรือกระดาษคราฟท์นอกม่านหญ้าเพื่อเป็นฉนวนกันความร้อนในบริเวณนี้นอกจากนี้ Zou Ping ฯลฯ ใช้เส้นใยรีไซเคิลที่หุ้มด้วยผ้าสักหลาดฉนวนกันความร้อนในเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ในเขตโกบีของซินเจียง และฉางเหม่ยเหม่ย ฯลฯ ใช้ผ้านวมผ้าฝ้ายแซนวิชฉนวนกันความร้อนในเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ในภูมิภาคโกบีของ ทางเดิน Hexiในปัจจุบัน มีผ้านวมกันความร้อนหลายชนิดที่ใช้ในเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ แต่ส่วนใหญ่ทำจากผ้าสักหลาด ผ้าฝ้ายพ่นกาว ผ้าฝ้ายมุก ฯลฯ โดยมีชั้นพื้นผิวกันน้ำหรือต่อต้านริ้วรอยทั้งสองด้านตามกลไกฉนวนกันความร้อนของผ้านวมฉนวนกันความร้อน เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพฉนวนกันความร้อน เราควรเริ่มต้นด้วยการปรับปรุงความต้านทานความร้อนและลดค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน และมาตรการหลักคือการลดการนำความร้อนของวัสดุ เพิ่มความหนาของ ชั้นวัสดุหรือเพิ่มจำนวนชั้นวัสดุ เป็นต้น ดังนั้น ในปัจจุบัน วัสดุหลักของผ้านวมกันความร้อนที่มีประสิทธิภาพของฉนวนกันความร้อนสูงมักทำจากวัสดุผสมหลายชั้นจากการทดสอบ ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนของผ้าห่มกันความร้อนที่มีประสิทธิภาพของฉนวนกันความร้อนสูงในปัจจุบันสามารถสูงถึง 0.5W/(m2℃) ซึ่งให้การรับประกันที่ดีกว่าสำหรับฉนวนกันความร้อนของโรงเรือนในพื้นที่เย็นในฤดูหนาวแน่นอนว่าพื้นที่ทางตะวันตกเฉียงเหนือมีลมแรงและมีฝุ่นมาก และรังสีอัลตราไวโอเลตก็แรง ดังนั้นชั้นพื้นผิวฉนวนกันความร้อนจึงควรมีประสิทธิภาพในการต่อต้านริ้วรอยที่ดี

03 ติดม่านกันความร้อนภายใน

แม้ว่าหลังคาด้านหน้าของเรือนกระจกรับแสงแดดจะถูกคลุมด้วยผ้านวมกันความร้อนภายนอกในตอนกลางคืน แต่เท่าที่มีความกังวลเกี่ยวกับโครงสร้างอื่นๆ ของเรือนกระจกทั้งหมด หลังคาด้านหน้ายังคงเป็นจุดที่อ่อนแอสำหรับเรือนกระจกทั้งหมดในเวลากลางคืนดังนั้น ทีมงานโครงการของ “เทคโนโลยีโครงสร้างและการก่อสร้างเรือนกระจกในที่ดินซึ่งไม่เหมาะแก่การเพาะปลูกทางตะวันตกเฉียงเหนือ” จึงออกแบบระบบม้วนเก็บความร้อนภายในอย่างง่าย (รูปที่ 1) ซึ่งมีโครงสร้างประกอบด้วยม่านฉนวนความร้อนภายในแบบคงที่ที่ส่วนหน้าเท้าและ ม่านกันความร้อนภายในแบบเคลื่อนย้ายได้ในพื้นที่ด้านบนม่านฉนวนกันความร้อนด้านบนที่เคลื่อนย้ายได้จะเปิดและพับไว้ที่ผนังด้านหลังของเรือนกระจกในระหว่างวัน ซึ่งไม่ส่งผลกระทบต่อแสงสว่างของเรือนกระจกผ้าห่มกันความร้อนแบบคงที่ที่ด้านล่างมีบทบาทในการปิดผนึกในเวลากลางคืนการออกแบบฉนวนภายในนั้นเรียบร้อยและใช้งานง่าย และยังสามารถทำหน้าที่บังแดดและระบายความร้อนในฤดูร้อน

เทคโนโลยีการอุ่นแบบแอคทีฟ

เนื่องจากอุณหภูมิต่ำในฤดูหนาวทางตะวันตกเฉียงเหนือของจีน หากเราพึ่งพาเพียงการเก็บรักษาความร้อนและการเก็บความร้อนในเรือนกระจก เรายังคงไม่สามารถปฏิบัติตามข้อกำหนดของการผลิตพืชผลในฤดูหนาวในสภาพอากาศหนาวเย็น ดังนั้น มาตรการป้องกันความร้อนที่ใช้งานอยู่ก็เช่นกัน น่ากังวล.

ระบบกักเก็บพลังงานแสงอาทิตย์และปล่อยความร้อน

เป็นเหตุผลสำคัญที่ผนังมีหน้าที่ในการเก็บรักษาความร้อน เก็บความร้อน และรับน้ำหนัก ซึ่งนำไปสู่ต้นทุนการก่อสร้างที่สูงและอัตราการใช้ที่ดินต่ำของเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ดังนั้นการลดความซับซ้อนและการประกอบเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์จึงเป็นทิศทางการพัฒนาที่สำคัญในอนาคตในหมู่พวกเขา การทำให้ฟังก์ชันของผนังง่ายขึ้นคือการปล่อยฟังก์ชันเก็บความร้อนและคลายความร้อนของผนัง เพื่อให้ผนังด้านหลังทำหน้าที่เก็บความร้อนเท่านั้น ซึ่งเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการลดความซับซ้อนของการพัฒนาตัวอย่างเช่น ระบบกักเก็บและปล่อยความร้อนแบบแอคทีฟของ Fang Hui (รูปที่ 2) ถูกใช้อย่างแพร่หลายในพื้นที่ที่ไม่มีการเพาะปลูก เช่น กานซู่ หนิงเซี่ย และซินเจียงอุปกรณ์เก็บความร้อนแขวนอยู่ที่ผนังด้านทิศเหนือในระหว่างวัน ความร้อนที่รวบรวมโดยอุปกรณ์เก็บความร้อนจะถูกเก็บไว้ในตัวเก็บความร้อนผ่านการหมุนเวียนของตัวกลางเก็บความร้อน และในตอนกลางคืน ความร้อนจะถูกปล่อยออกมาและทำให้ร้อนโดยการหมุนเวียนของตัวกลางเก็บความร้อน จึงตระหนักถึง การถ่ายเทความร้อนในเวลาและพื้นที่การทดลองแสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิต่ำสุดในเรือนกระจกสามารถเพิ่มได้ 3~5℃ โดยใช้อุปกรณ์นี้Wang Zhiwei เป็นต้น นำเสนอระบบทำความร้อนแบบม่านน้ำสำหรับเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ในพื้นที่ทะเลทรายซินเจียงตอนใต้ ซึ่งสามารถเพิ่มอุณหภูมิของเรือนกระจกได้ถึง 2.1 ℃ในตอนกลางคืน

นอกจากนี้ Bao Encai ฯลฯ ได้ออกแบบระบบหมุนเวียนเก็บความร้อนแบบแอคทีฟสำหรับผนังด้านเหนือในช่วงกลางวัน ผ่านการหมุนเวียนของพัดลมตามแนวแกน อากาศร้อนภายในอาคารจะไหลผ่านท่อถ่ายเทความร้อนที่ฝังอยู่ในผนังด้านเหนือ และท่อถ่ายเทความร้อนจะแลกเปลี่ยนความร้อนกับชั้นเก็บความร้อนภายในผนัง ซึ่งช่วยเพิ่มความจุในการเก็บความร้อนได้อย่างมาก กำแพง.นอกจากนี้ ระบบกักเก็บความร้อนแบบเปลี่ยนเฟสพลังงานแสงอาทิตย์ที่ออกแบบโดยหยาน หยานเทา ฯลฯ ยังเก็บความร้อนไว้ในวัสดุที่เปลี่ยนเฟสผ่านแผงรับแสงอาทิตย์ในช่วงกลางวัน จากนั้นจึงกระจายความร้อนสู่อากาศภายในอาคารผ่านการไหลเวียนของอากาศในตอนกลางคืน ซึ่งสามารถเพิ่ม อุณหภูมิเฉลี่ย 2.0℃ ในเวลากลางคืนเทคโนโลยีและอุปกรณ์การใช้พลังงานแสงอาทิตย์ข้างต้นมีลักษณะของการประหยัด การประหยัดพลังงาน และคาร์บอนต่ำหลังจากการเพิ่มประสิทธิภาพและปรับปรุงแล้ว พวกเขาควรจะมีโอกาสในการใช้งานที่ดีในพื้นที่ที่มีทรัพยากรพลังงานแสงอาทิตย์มากมายในภาคตะวันตกเฉียงเหนือของจีน

เทคโนโลยีเสริมความร้อนอื่นๆ

01 ความร้อนจากพลังงานชีวมวล

เครื่องนอน ฟาง มูลโค มูลแกะ และมูลสัตว์ปีกผสมกับแบคทีเรียชีวภาพและฝังไว้ในดินในเรือนกระจกความร้อนจำนวนมากเกิดขึ้นระหว่างกระบวนการหมัก และสายพันธุ์ที่เป็นประโยชน์ สารอินทรีย์ และ CO2 จำนวนมากถูกสร้างขึ้นในระหว่างกระบวนการหมักสายพันธุ์ที่เป็นประโยชน์สามารถยับยั้งและฆ่าเชื้อโรคได้หลายชนิด และสามารถลดการเกิดโรคและแมลงในเรือนกระจกได้อินทรียวัตถุสามารถกลายเป็นปุ๋ยสำหรับพืชผลได้คาร์บอนไดออกไซด์ที่ผลิตได้สามารถเพิ่มการสังเคราะห์แสงของพืชผลได้ตัวอย่างเช่น Wei Wenxiang ฝังปุ๋ยอินทรีย์ร้อน เช่น มูลม้า มูลวัว และมูลแกะ ในดินในร่มในเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ในที่ราบสูงชิงไห่ ซึ่งทำให้อุณหภูมิพื้นดินสูงขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพในเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ในพื้นที่ทะเลทรายกานซู Zhou Zhilong ใช้ฟางและปุ๋ยอินทรีย์ในการหมักระหว่างพืชผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิของเรือนกระจกสามารถเพิ่มได้ 2~3℃

02 ความร้อนจากถ่านหิน

มีเตาเทียม เครื่องทำน้ำอุ่นประหยัดพลังงานตัวอย่างเช่น หลังจากการตรวจสอบในที่ราบสูงชิงไห่ Wei Wenxiang พบว่าความร้อนจากเตาประดิษฐ์นั้นส่วนใหญ่ใช้ในท้องถิ่นวิธีการให้ความร้อนนี้มีข้อดีของการให้ความร้อนที่เร็วกว่าและให้ผลความร้อนที่ชัดเจนอย่างไรก็ตาม ก๊าซที่เป็นอันตราย เช่น SO2, CO และ H2S จะถูกผลิตขึ้นในกระบวนการเผาถ่านหิน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องทำงานที่ดีในการปล่อยก๊าซที่เป็นอันตราย

03 เครื่องทำความร้อนไฟฟ้า

ใช้ลวดความร้อนไฟฟ้าเพื่อให้ความร้อนกับหลังคาด้านหน้าของเรือนกระจก หรือใช้ฮีตเตอร์ไฟฟ้าเอฟเฟกต์ความร้อนโดดเด่น การใช้งานปลอดภัย ไม่สร้างมลพิษในเรือนกระจก และอุปกรณ์ทำความร้อนควบคุมง่ายChen Weiqian และคนอื่น ๆ คิดว่าปัญหาความเสียหายจากการแช่แข็งในฤดูหนาวในพื้นที่ Jiuquan เป็นอุปสรรคต่อการพัฒนาการเกษตร Gobi ในท้องถิ่น และองค์ประกอบความร้อนไฟฟ้าสามารถใช้เพื่อให้ความร้อนแก่เรือนกระจกอย่างไรก็ตาม เนื่องจากการใช้แหล่งพลังงานไฟฟ้าคุณภาพสูง การใช้พลังงานจึงสูงและมีค่าใช้จ่ายสูงแนะนำให้ใช้เป็นวิธีการทำความร้อนฉุกเฉินชั่วคราวในสภาพอากาศหนาวเย็นจัด

มาตรการจัดการสิ่งแวดล้อม

ในกระบวนการผลิตและการใช้เรือนกระจก อุปกรณ์ที่สมบูรณ์และการทำงานตามปกติไม่สามารถรับประกันได้อย่างมีประสิทธิภาพว่าสภาพแวดล้อมทางความร้อนนั้นเป็นไปตามข้อกำหนดการออกแบบในความเป็นจริง การใช้และการจัดการอุปกรณ์มักมีบทบาทสำคัญในการก่อตัวและการบำรุงรักษาสภาพแวดล้อมทางความร้อน สิ่งที่สำคัญที่สุดคือการจัดการผ้านวมและช่องระบายอากาศทุกวัน

การจัดการผ้านวมกันความร้อน

ผ้าห่มกันความร้อนเป็นกุญแจสำคัญในการกันความร้อนในตอนกลางคืนของหลังคาด้านหน้า ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องปรับแต่งการจัดการและบำรุงรักษาประจำวัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งปัญหาต่อไปนี้ที่ควรให้ความสนใจ: ①เลือกเวลาเปิดและปิดที่เหมาะสมของผ้านวมกันความร้อน .เวลาเปิดและปิดของผ้านวมกันความร้อนไม่เพียงแต่ส่งผลต่อเวลาแสงสว่างของเรือนกระจกเท่านั้น แต่ยังส่งผลต่อกระบวนการให้ความร้อนในเรือนกระจกด้วยการเปิดและปิดผ้านวมกันความร้อนเร็วหรือช้าเกินไปจะไม่เอื้อต่อการสะสมความร้อนในตอนเช้า หากห่มผ้านวมเร็วเกินไป อุณหภูมิภายในอาคารจะลดลงมากเกินไปเนื่องจากอุณหภูมิภายนอกต่ำและแสงน้อยในทางตรงกันข้าม หากเวลาในการเปิดผ้านวมช้าเกินไป เวลาในการรับแสงในเรือนกระจกจะสั้นลง และเวลาที่อุณหภูมิสูงขึ้นภายในอาคารจะล่าช้าออกไปในช่วงบ่าย หากปิดผ้านวมกันความร้อนเร็วเกินไป เวลาเปิดรับแสงภายในอาคารจะสั้นลง และการเก็บความร้อนของดินและผนังภายในอาคารจะลดลงในทางตรงกันข้าม หากปิดการเก็บความร้อนช้าเกินไป การกระจายความร้อนของเรือนกระจกจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากอุณหภูมิภายนอกต่ำและแสงน้อยดังนั้น โดยทั่วไป เมื่อเปิดผ้านวมกันความร้อนในตอนเช้า แนะนำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้นหลังจากลดลง 1~2 ℃ ในขณะที่ปิดผ้านวมกันความร้อน แนะนำให้อุณหภูมิสูงขึ้น หลังจากลดลง 1~2℃② เมื่อปิดผ้านวมกันความร้อน ให้สังเกตดูว่าผ้าห่มกันความร้อนครอบคลุมหลังคาด้านหน้าทั้งหมดแน่นหรือไม่ และปรับให้ทันเวลาหากมีช่องว่าง③ หลังจากใส่ผ้านวมกันความร้อนลงจนสุดแล้ว ให้ตรวจสอบว่าส่วนล่างกระชับหรือไม่ เพื่อป้องกันไม่ให้ลมช่วยดึงผลการรักษาความร้อนในตอนกลางคืน④ ตรวจสอบและบำรุงรักษาผ้านวมกันความร้อนให้ทันเวลา โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อผ้านวมกันความร้อนเสียหาย ให้ซ่อมแซมหรือเปลี่ยนให้ทันเวลา⑤ ใส่ใจกับสภาพอากาศให้ทันเวลาเมื่อมีฝนหรือหิมะ ให้คลุมผ้านวมกันความร้อนให้ทันเวลา และกำจัดหิมะออกให้ทันเวลา

การจัดการช่องระบายอากาศ

จุดประสงค์ของการระบายอากาศในฤดูหนาวคือการปรับอุณหภูมิของอากาศเพื่อไม่ให้อุณหภูมิสูงเกินไปในเวลาประมาณเที่ยงวันประการที่สองคือการกำจัดความชื้นภายในอาคาร ลดความชื้นในอากาศในเรือนกระจก และควบคุมศัตรูพืชและโรคประการที่สามคือการเพิ่มความเข้มข้นของ CO2 ในร่มและส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืชอย่างไรก็ตาม การระบายอากาศและการเก็บรักษาความร้อนนั้นขัดแย้งกันหากไม่ได้รับการจัดการการระบายอากาศอย่างเหมาะสม อาจนำไปสู่ปัญหาอุณหภูมิต่ำได้ดังนั้นการเปิดช่องระบายอากาศจะต้องปรับแบบไดนามิกเมื่อใดและนานแค่ไหนตามสภาพแวดล้อมของเรือนกระจกได้ตลอดเวลาในพื้นที่ที่ไม่มีการเพาะปลูกทางตะวันตกเฉียงเหนือ การจัดการช่องระบายอากาศเรือนกระจกส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นสองวิธี: การดำเนินการด้วยตนเองและการระบายอากาศด้วยเครื่องจักรอย่างง่ายอย่างไรก็ตาม เวลาเปิดและเวลาระบายอากาศของช่องระบายอากาศนั้นขึ้นอยู่กับวิจารณญาณของผู้คนเป็นหลัก ดังนั้นจึงอาจเกิดขึ้นได้หากเปิดช่องระบายอากาศเร็วเกินไปหรือช้าเกินไปเพื่อแก้ปัญหาข้างต้น Yin Yilei ฯลฯ ได้ออกแบบอุปกรณ์ระบายอากาศอัจฉริยะบนหลังคา ซึ่งสามารถกำหนดเวลาเปิดและขนาดการเปิดและปิดของรูระบายอากาศตามการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมภายในอาคารด้วยการวิจัยที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับกฎหมายการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมและความต้องการพืชผล เช่นเดียวกับความนิยมและความก้าวหน้าของเทคโนโลยีและอุปกรณ์ เช่น การรับรู้สิ่งแวดล้อม การรวบรวมข้อมูล การวิเคราะห์และการควบคุม ระบบอัตโนมัติของการจัดการการระบายอากาศในโรงเรือนพลังงานแสงอาทิตย์ควรเป็น ทิศทางการพัฒนาที่สำคัญในอนาคต

มาตรการจัดการอื่นๆ

ในกระบวนการใช้ฟิล์มกรองแสงชนิดต่างๆ ความสามารถในการส่งผ่านแสงจะค่อยๆ ลดลง และความเร็วที่ลดลงไม่เพียงแต่เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติทางกายภาพเท่านั้น แต่ยังเกี่ยวข้องกับสภาพแวดล้อมโดยรอบและการจัดการระหว่างการใช้งานด้วยในกระบวนการใช้งาน ปัจจัยที่สำคัญที่สุดที่ทำให้ประสิทธิภาพการส่งผ่านแสงลดลงคือมลภาวะบนผิวฟิล์มดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องทำความสะอาดและทำความสะอาดเป็นประจำเมื่อเงื่อนไขอนุญาตนอกจากนี้ควรตรวจสอบโครงสร้างโรงเรือนอย่างสม่ำเสมอเมื่อมีการรั่วซึมที่ผนังและหลังคาด้านหน้า ควรซ่อมแซมให้ทันเวลา เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้เรือนกระจกได้รับผลกระทบจากการแทรกซึมของอากาศเย็น

ปัญหาที่เป็นอยู่และแนวทางการพัฒนา

นักวิจัยได้สำรวจและศึกษาเทคโนโลยีการเก็บรักษาและการเก็บรักษาความร้อน เทคโนโลยีการจัดการ และวิธีการอุ่นเรือนกระจกในพื้นที่ที่ไม่ได้เพาะปลูกทางตะวันตกเฉียงเหนือเป็นเวลาหลายปี ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วได้ตระหนักถึงการผลิตผักในฤดูหนาว ซึ่งช่วยปรับปรุงความสามารถของเรือนกระจกอย่างมากในการต้านทานการบาดเจ็บจากความเย็นที่อุณหภูมิต่ำ และโดยพื้นฐานแล้วได้ตระหนักถึงการผลิตผักในฤดูหนาวมีส่วนสำคัญทางประวัติศาสตร์ในการบรรเทาความขัดแย้งระหว่างอาหารและผักที่แข่งขันกันเพื่อแย่งชิงที่ดินในจีนอย่างไรก็ตาม ยังคงมีปัญหาต่อไปนี้ในเทคโนโลยีการรับประกันอุณหภูมิในภาคตะวันตกเฉียงเหนือของจีน

ประเภทเรือนกระจกที่จะปรับปรุง

ในปัจจุบัน ประเภทของเรือนกระจกยังคงเป็นแบบทั่วไปที่สร้างขึ้นในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 และต้นศตวรรษนี้ โดยมีโครงสร้างเรียบง่าย การออกแบบที่ไม่สมเหตุสมผล ความสามารถในการรักษาสภาพแวดล้อมทางความร้อนของเรือนกระจกต่ำและต้านทานภัยพิบัติทางธรรมชาติ และขาดมาตรฐานดังนั้นในการออกแบบเรือนกระจกในอนาคต รูปร่างและความเอียงของหลังคาด้านหน้า มุมราบของเรือนกระจก ความสูงของผนังด้านหลัง ความลึกในการจมของเรือนกระจก ฯลฯ ควรได้รับการกำหนดมาตรฐานโดยการรวมละติจูดทางภูมิศาสตร์ในท้องถิ่นเข้าด้วยกันอย่างสมบูรณ์ และลักษณะภูมิอากาศในเวลาเดียวกัน สามารถปลูกพืชได้เพียงชนิดเดียวในเรือนกระจกเท่าที่จะเป็นไปได้ เพื่อให้การจับคู่เรือนกระจกที่ได้มาตรฐานสามารถดำเนินการได้ตามข้อกำหนดของแสงและอุณหภูมิของพืชที่ปลูก

ขนาดเรือนกระจกค่อนข้างเล็ก

หากขนาดเรือนกระจกมีขนาดเล็กเกินไป จะส่งผลต่อเสถียรภาพของสภาพแวดล้อมทางความร้อนของเรือนกระจกและการพัฒนาเครื่องจักรด้วยต้นทุนแรงงานที่เพิ่มขึ้นทีละน้อย การพัฒนาเครื่องจักรจึงเป็นทิศทางที่สำคัญในอนาคตดังนั้น ในอนาคต เราควรอิงจากระดับการพัฒนาในท้องถิ่น โดยคำนึงถึงความต้องการในการพัฒนาเครื่องจักรกล การออกแบบพื้นที่ภายในและเค้าโครงของโรงเรือนอย่างมีเหตุผล เร่งการวิจัยและพัฒนาอุปกรณ์การเกษตรที่เหมาะสมกับพื้นที่ท้องถิ่น และ ปรับปรุงอัตราการใช้เครื่องจักรของการผลิตเรือนกระจกในขณะเดียวกัน ตามความต้องการของพืชผลและรูปแบบการเพาะปลูก อุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องควรตรงกับมาตรฐาน และควรส่งเสริมการวิจัยและพัฒนาแบบบูรณาการ นวัตกรรมและความนิยมของการระบายอากาศ การลดความชื้น การเก็บรักษาความร้อน และอุปกรณ์ทำความร้อน

ความหนาของผนังเช่นทรายและบล็อกกลวงยังคงหนาอยู่

หากผนังหนาเกินไป แม้ว่าผลของการเป็นฉนวนจะดี แต่ก็จะลดอัตราการใช้ประโยชน์ของดิน เพิ่มต้นทุน และความยากในการก่อสร้างดังนั้น ในการพัฒนาในอนาคต ในแง่หนึ่ง ความหนาของผนังสามารถปรับให้เหมาะสมทางวิทยาศาสตร์ตามสภาพอากาศในท้องถิ่นในทางกลับกัน เราควรส่งเสริมแสงสว่างและการพัฒนาที่เรียบง่ายของผนังด้านหลัง เพื่อให้ผนังด้านหลังของเรือนกระจกคงไว้ซึ่งฟังก์ชันการเก็บรักษาความร้อนเท่านั้น ใช้ตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์และอุปกรณ์อื่น ๆ เพื่อแทนที่การเก็บความร้อนและการปล่อยของผนัง .แผงเก็บพลังงานแสงอาทิตย์มีลักษณะเฉพาะของประสิทธิภาพการเก็บความร้อนสูง ความสามารถในการเก็บความร้อนสูง การประหยัดพลังงาน คาร์บอนต่ำ และอื่นๆ และส่วนใหญ่สามารถตระหนักถึงการควบคุมและการควบคุมที่ใช้งานอยู่ และสามารถดำเนินการให้ความร้อนแบบคายความร้อนตามเป้าหมายตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมของเรือนกระจก ในเวลากลางคืนด้วยประสิทธิภาพการใช้ความร้อนที่สูงขึ้น

จำเป็นต้องมีการพัฒนาผ้านวมกันความร้อนแบบพิเศษ

หลังคาด้านหน้าเป็นตัวหลักในการระบายความร้อนในเรือนกระจก และประสิทธิภาพของฉนวนกันความร้อนของผ้าห่มกันความร้อนส่งผลโดยตรงต่อสภาพแวดล้อมความร้อนภายในอาคารในปัจจุบัน สภาพแวดล้อมอุณหภูมิเรือนกระจกในบางพื้นที่ไม่ดี ส่วนหนึ่งเป็นเพราะผ้าห่มกันความร้อนบางเกินไป และประสิทธิภาพของฉนวนกันความร้อนของวัสดุไม่เพียงพอในขณะเดียวกัน ผ้านวมกันความร้อนก็ยังมีปัญหาอยู่บ้าง เช่น ความสามารถในการกันน้ำและการเล่นสกีได้ไม่ดี พื้นผิวและวัสดุแกนกลางเสื่อมสภาพง่าย เป็นต้น ดังนั้น ในอนาคต ควรเลือกวัสดุฉนวนความร้อนที่เหมาะสมตามหลักวิทยาศาสตร์ตามท้องถิ่น ลักษณะภูมิอากาศและความต้องการ และผลิตภัณฑ์ผ้านวมกันความร้อนแบบพิเศษที่เหมาะกับการใช้งานในท้องถิ่นและความนิยมควรได้รับการออกแบบและพัฒนา

จบ

ข้อมูลที่อ้างถึง

Luo Ganliang, Cheng Jieyu, Wang Pingzhi ฯลฯ สถานะการวิจัยของเทคโนโลยีการรับประกันอุณหภูมิสิ่งแวดล้อมของเรือนกระจกพลังงานแสงอาทิตย์ในพื้นที่ที่ไม่ได้เพาะปลูกทางตะวันตกเฉียงเหนือ [J]เทคโนโลยีวิศวกรรมเกษตร, 2022,42(28):12-20.