リー・ジアンミング、サン・グオタオなど温室園芸農業工学技術2022-11-21 17:42北京で発行
近年、温室産業は活発に開発されています。温室の開発は、農産物の土地利用率と生産率を改善するだけでなく、オフシーズンの果物や野菜の供給問題を解決します。しかし、温室は前例のない課題にも遭遇しています。元の施設、暖房方法、構造形態は、環境と開発に対する抵抗を生み出しました。温室構造を変更するには、新しい材料と新しい設計が緊急に必要であり、省エネと環境保護の目的を達成し、生産と収入を増やすために、新しいエネルギー源が緊急に必要です。
この記事では、太陽エネルギー、バイオマスエネルギー、地熱エネルギー、その他の新しいエネルギー源の研究と革新、研究とアプリケーションの研究と革新など、「新しいエネルギー、新しい材料、新しい材料、新しいデザイン」のテーマについて説明します。カバー、熱断熱材、壁、その他の機器、および将来の新しいエネルギー、新しい材料、新しいデザインの将来の見通しと思考のための新しい材料の改革を支援し、業界に参照を提供します。
施設の農業の開発は、重要な指示と中央政府の意思決定の精神を実施するための政治的要件と避けられない選択です。 2020年には、中国の保護された農業の総面積は280万HM2になり、生産値は1兆元を超えます。これは、温室の生産能力を改善して、新しいエネルギー、新しい材料、新しい温室設計を通じて温室照明と熱断熱性の性能を改善する重要な方法です。従来の温室、燃料油、および従来の温室での加熱と暖房に使用されるその他のエネルギー源など、伝統的な温室生産には多くの欠点があり、環境を深刻に汚染する大量の二酸化物ガスをもたらしますが、天然ガス、電気エネルギー、および他のエネルギー源は、温室の運用コストを増加させます。温室壁の従来の熱貯蔵材料は、ほとんどが粘土とレンガであり、多くを消費し、土地資源に深刻な損害を与えます。地球の壁を備えた伝統的な太陽の温室の土地利用効率はわずか40％〜50％であり、普通の温室は熱の貯蔵容量が不十分なため、冬の間は中国北部で暖かい野菜を生産することはできません。したがって、温室の変化を促進する核心、または基礎研究は、温室の設計、新しい材料と新しいエネルギーの研究開発にあります。この記事では、温室の新しいエネルギー源の研究と革新に焦点を当て、太陽エネルギー、バイオマスエネルギー、地熱エネルギー、風力エネルギー、新しい透明なカバー材料、熱断熱材、壁材料などの新しいエネルギー源の研究状況を要約します。温室は、新しい温室の建設における新しいエネルギーと新しい材料の適用を分析し、温室の将来の開発と変革における彼らの役割を楽しみにしています。
新しいエネルギー温室の研究と革新
最大の農業利用の可能性を秘めたグリーンな新しいエネルギーには、太陽エネルギー、地熱エネルギー、バイオマスエネルギー、または互いの強みから学習することでエネルギーの効率的な使用を達成するために、さまざまな新しいエネルギー源の包括的な利用が含まれます。
太陽エネルギー/パワー
太陽エネルギー技術は、低炭素で、効率的で持続可能なエネルギー供給モードであり、中国の戦略的新興産業の重要な要素です。それは、将来の中国のエネルギー構造の変革とアップグレードのための避けられない選択になります。エネルギー利用の観点から見ると、温室自体は太陽エネルギー利用の施設構造です。温室効果により、太陽エネルギーが屋内で収集され、温室の温度が上昇し、作物の成長に必要な熱が提供されます。温室植物の光合成の主なエネルギー源は、直射日光であり、太陽エネルギーの直接的な利用です。
01熱を生成するための太陽光発電
太陽光発電発電は、太陽光発電効果に基づいて光エネルギーを電気エネルギーに直接変換する技術です。この技術の重要な要素は太陽電池です。太陽エネルギーが直列または並行してソーラーパネルの配列に輝くと、半導体成分が太陽放射エネルギーを直接電気エネルギーに変換します。太陽光発電技術は、光エネルギーを電気エネルギーに直接変換し、バッテリーを介して電気を保存し、夜間に温室を加熱することができますが、その高コストはさらなる開発を制限します。研究グループは、柔軟な太陽光発電パネル、オールインワンリバースコントロールマシン、ストレージバッテリー、グラフェン加熱棒で構成される太陽光発電グラフェン加熱装置を開発しました。植栽ラインの長さに応じて、グラフェン加熱棒は基板袋の下に埋められます。日中、太陽放射を吸収して電気を生成し、貯蔵バッテリーに保管し、グラフェン加熱棒のために夜間に電気を放出します。実際の測定では、17°から開始し、19℃で閉じる温度制御モードが採用されています。夜間（2日目に20：00-08：00）8時間走ると、植物の1列の加熱のエネルギー消費量は1.24 kW・hで、夜間の基板袋の平均温度は19.2°です。これは、コントロールのそれよりも3.5〜5.3°高くなっています。ホトボルタ酸発電と組み合わされたこの暖房方法は、冬の温室暖房における高エネルギー消費と高汚染の問題を解決します。
02光熱変換と利用
太陽光発熱変換とは、光熱変換材料で作られた特別な日光収集面の使用を指し、それに可能な限り放射された多くの太陽エネルギーを収集して吸収し、それを熱エネルギーに変換します。太陽光発電用途と比較して、太陽光発熱アプリケーションは近赤外帯の吸収を増加させるため、日光、低コスト、成熟技術のエネルギー利用効率が高く、太陽エネルギー利用の最も広く使用されています。
中国での光熱変換と利用の最も成熟した技術は太陽コレクターであり、そのコアコンポーネントは、カバープレートを通る太陽放射エネルギーを熱エネルギーに変換して送信することができます。それは熱吸収作業媒体に。ソーラーコレクターは、コレクターに真空スペースがあるかどうかに応じて2つのカテゴリに分けることができます。フラットソーラーコレクターと真空チューブソーラーコレクター。日光の港での太陽放射が方向を変えるかどうかに応じて、集中ソーラーコレクターと非集中ソーラーコレクター。熱伝達作業媒体の種類に応じた液体ソーラーコレクターとエアソーラーコレクター。
温室での太陽エネルギーの利用は、主にさまざまな種類のソーラーコレクターを通じて実施されます。モロッコのIBN ZOR大学は、温室温暖化のためのアクティブソーラーエネルギー暖房システム（ASH）を開発しました。これにより、冬のトマト総生産量は55％増加します。 China Agricultural Universityは、390.6°693.0 MJの熱収集容量を備えた表面クーラーファンの収集および放電システムのセットを設計および開発し、ヒートポンプによる熱収集プロセスから熱収集プロセスを分離するというアイデアを提唱しました。イタリアのバリ大学は、太陽エネルギーシステムと空気熱ポンプで構成される温室効果式の多次暖房システムを開発し、空気温度を3.6％、土壌温度を92％上げることができます。研究グループは、ソーラー温室の可変傾斜角を備えた一種のアクティブな太陽熱収集機器と、天候全体の温室用水域のサポート熱貯蔵装置を開発しました。可変的な傾向を持つアクティブな太陽熱収集技術は、限られた熱収集容量、粉末、栽培土地の占領など、従来の温室熱収集機器の制限を破ります。ソーラー温室の特別な温室構造を使用することにより、温室の非植え付けスペースが完全に利用されており、温室スペースの利用効率が大幅に向上します。典型的な日当たりの良い労働条件下では、可変傾向を持つアクティブな太陽熱収集システムは1.9 mJ/（M2H）に達し、エネルギー利用効率は85.1％に達し、エネルギー節約率は77％です。温室効果貯蔵技術では、多相変化熱貯蔵構造が設定され、熱貯蔵デバイスの熱貯蔵容量が増加し、デバイスからの熱の遅い放出が実現し、温室所の太陽熱収集機器によって収集された熱。
バイオマスエネルギー
バイオマス熱生産装置と温室を組み合わせることにより、新しい施設構造が構築され、豚の肥料、キノコの残留物、わらなどのバイオマス原材料は熱のために堆肥化され、生成された熱エネルギーが温室に直接供給されます[ 5]。バイオマス発酵暖房タンクのない温室と比較して、暖房温室は温室の地下温度を効果的に上昇させ、冬には通常の気候で土壌で栽培された作物の根の適切な温度を維持できます。例として、17mmのスパンと長さ30mの長さの単一層非対称熱断熱温室を服用し、屋内発酵タンクに8mの農業廃棄物（トマトストローと豚の肥料が混合）を加えて、自然発酵缶を上げずに自然発酵缶に加えます冬には温室の平均1日温度を4.2℃上昇させ、1日の平均最低気温は4.6°に達する可能性があります。
バイオマス制御された発酵のエネルギー利用は、バイオマス熱エネルギーとCO2ガス肥料を迅速に取得し、効率的に利用するために、機器と機器を使用して発酵プロセスを制御する発酵方法です。バイオマスのガス生産。換気条件下では、発酵ヒープの好気性微生物は、生命活動に酸素を使用し、生成されたエネルギーの一部は自分の生活活動に使用され、エネルギーの一部は熱エネルギーとして環境に放出されます。環境の台頭。水は発酵プロセス全体に参加し、微生物活性に必要な可溶性栄養素を提供し、同時に水を通して蒸気の形でヒープの熱を放出し、山の温度を下げるために、微生物とヒープのバルク温度を上げます。発酵タンクにストロー浸出装置を設置すると、冬に屋内温度が3〜5°増加し、植物の光合成を強化し、トマトの収量を29.6％増加させることができます。
地熱エネルギー
中国は地熱資源が豊富です。現在、農業施設が地熱エネルギーを利用する最も一般的な方法は、地上源ヒートポンプを使用することです。これは、少量の高品質エネルギーを入力することで低品位の熱エネルギーから高品質の熱エネルギーに移動できることです（電気エネルギー）。従来の温室暖房測定とは異なり、地上源ヒートポンプの暖房は重要な暖房効果を達成するだけでなく、温室を冷却して温室の湿度を減らすことができます。住宅建設の分野における地上源ヒートポンプのアプリケーション研究は成熟しています。地上源ヒートポンプの暖房と冷却能力に影響を与えるコア部分は、主に埋葬されたパイプ、地下井戸などを含む地下熱交換モジュールです。バランスのとれたコストと効果で地下熱交換システムを設計する方法この部分の研究の焦点でした。同時に、接地源ヒートポンプの適用における地下土壌層の温度の変化は、ヒートポンプシステムの使用効果にも影響します。地上源のヒートポンプを使用して夏に温室を冷却し、深い土壌層に熱エネルギーを保存すると、地下の土壌層の温度低下を軽減し、冬の地上源ヒートポンプの熱生成効率を改善できます。
現在、接地源ヒートポンプの性能と効率の研究では、実際の実験データを通じて、Tour2やTRNSYSなどのソフトウェアで数値モデルが確立されており、加熱性能とパフォーマンス係数が結論付けられています（COP ）地上源のヒートポンプは3.0〜4.5に達することがあり、これは良好な冷却と加熱効果があります。ヒートポンプシステムの操作戦略の研究では、Fu Yunzhunなどが、負荷側の流れと比較して、ユニットの性能と埋設パイプの熱伝達性能に大きな影響を与えることを発見しました。 。フロー設定の条件下では、ユニットの最大COP値は、2時間動作して2時間停止するという操作スキームを採用することにより、4.17に達することができます。 Shi Huixian et。貯水冷却システムの断続的な動作モードを採用しました。夏には、温度が高くなると、エネルギー供給システム全体のCOPが3.80に達することがあります。
温室の深い土壌熱貯蔵技術
温室の深い土壌熱貯蔵は、温室の「熱保管銀行」とも呼ばれます。冬の寒い損傷と夏の高温は、温室生産の主な障害です。深い土壌の強力な熱貯蔵容量に基づいて、研究グループは温室地の地下深熱貯蔵装置を設計しました。このデバイスは、温室の深さ1.5〜2.5mの深さに埋め込まれた二重層の平行熱伝達パイプラインで、温室の上部に空気の入口があり、地面に空気が入っています。温室の温度が高くなると、屋内空気はファンによって強制的に地面に汲み上げられ、熱の貯蔵と温度が低下します。温室の温度が低い場合、温室を温めるために土壌から熱が抽出されます。生産とアプリケーションの結果は、デバイスが冬の夜に温室温度を2.3℃上昇させ、夏の日に屋内温度を2.6℃上昇させ、667 mでトマト収量を1500kg増加させることができることを示しています。2。このデバイスは、深い地下土壌の「冬の暖かさと涼しい」と「一定温度」の特性を完全に使用し、温室に「エネルギーアクセスバンク」を提供し、温室冷却と暖房の補助機能を継続的に完了します。 。
マルチエネルギー調整
2つ以上のエネルギータイプを使用して温室を加熱することで、単一のエネルギータイプの欠点を効果的に補うことができ、「1つのプラス1は2を超える」の重ね合わせ効果に遊びを与えます。地熱エネルギーと太陽エネルギーの間の補完的な協力は、近年の農業生産における新しいエネルギー利用の研究ホットスポットです。エミエット。太陽光発電ハイブリッドソーラーコレクターを装備したマルチソースエネルギーシステム（図1）を研究しました。一般的な空気水ヒートポンプシステムと比較して、マルチソースエネルギーシステムのエネルギー効率は16％〜25％改善されています。 Zheng et。太陽エネルギーと地上源熱ポンプの新しいタイプの結合熱貯蔵システムを開発しました。ソーラーコレクターシステムは、暖房の高品質の季節貯蔵、つまり冬の高品質の暖房と夏の高品質の冷却を実現できます。埋もれたチューブ熱交換器と断続的な熱貯蔵タンクはすべてシステムでうまく動作し、システムのCOP値は6.96に達することができます。
太陽エネルギーと組み合わせて、商業電力の消費を削減し、温室での太陽光発電の安定性を高めることを目指しています。ワン・ヤet。太陽光発電と温室暖房の商用電力を組み合わせるという新しいインテリジェント制御技術スキームを提出します。バッテリーを使用せずに経済コストを削減します。
太陽エネルギー、バイオマスエネルギー、電気エネルギーは、温室を共同で加熱する可能性があり、高加熱効率も達成できます。 Zhang Liangruiおよびその他のヴァレー電気熱貯蔵水タンクと太陽真空チューブ熱収集を組み合わせたZhang Liangrui。温室暖房システムには熱快適性が良好であり、システムの平均暖房効率は68.70％です。電気熱貯蔵水タンクは、電気加熱を備えたバイオマス加熱貯水装置です。加熱端での水インレットの最低温度が設定されており、システムの動作戦略は、太陽熱収集部品の貯水温度とバイオマス熱貯蔵部分の水貯蔵温度に従って決定され、安定した加熱温度で安定した加熱温度を達成します。暖房の終了と電気エネルギーとバイオマスのエネルギー材料を最大限に節約します。
新しい温室効果材料の革新的な研究と応用
温室エリアの拡張により、レンガや土壌などの伝統的な温室効果材料のアプリケーションの欠点がますます明らかになっています。したがって、温室の熱性能をさらに改善し、現代の温室の開発ニーズを満たすために、新しい透明なカバー材料、熱断熱材、壁材料の多くの研究と応用があります。
新しい透明なカバー材料の研究と適用
温室用の透明なカバー材料の種類には、主にプラスチックフィルム、ガラス、ソーラーパネル、太陽光発電パネルが含まれており、その中にはプラスチックフィルムが最大の用途エリアがあります。伝統的な温室PEフィルムには、短いサービス寿命、非分解、単一機能の欠陥があります。現在、機能的な試薬またはコーティングを追加することにより、さまざまな新しい機能フィルムが開発されています。
軽変換フィルム：光変換フィルムは、希土類やナノ材料などの軽変換剤を使用してフィルムの光学特性を変化させ、紫外線光領域を植物の光合成に必要な赤いオレンジ光と青いバイオレット光に変換することができ、したがって作物の収量と削減を増加させることができますプラスチックの温室における作物や温室フィルムへの紫外線の損傷。たとえば、VTR-660の光変換剤を備えたワイドバンドの紫から赤い温室フィルムは、温室で適用された場合、赤外線透過率を大幅に改善し、コントロール温室と比較して、ヘクタールあたりのトマト収量、ビタミンC、およびリコピン含有量と比較できます。それぞれ25.71％、11.11％、33.04％が大幅に増加します。ただし、現在、新しい光変換フィルムのサービス寿命、分解性、コストをまだ研究する必要があります。
散らばったガラス：温室に散らばったガラスは、ガラスの表面に特別なパターンと反射技術であり、日光を散在した光に最大化して温室に入り、作物の光合成効率を改善し、作物の収穫量を増やすことができます。散乱ガラスは、温室に入る光を特別なパターンから散らばった光に変え、散らばった光を温室に均等に照射し、温室での骨格の影の影響を排除できます。通常のフロートガラスと超白色のフロートガラスと比較して、散乱ガラスの光透過率は91.5％で、通常のフロートガラスの光透過率は88％です。温室内の光透過率が1％増加するごとに、収量を約3％増加させることができ、果物や野菜の可溶性糖とビタミンCが増加しています。温室の散乱ガラスが最初にコーティングされ、次に和らげられ、自己探知速度は国家標準よりも高く、2‰に達します。
新しい熱断熱材の研究と応用
温室の従来の熱断熱材には、主にストローマット、紙のキルト、針の針の断熱キルトなどが含まれます。これらは、主に屋根の内部および外部熱断熱材、壁断熱、熱貯蔵および熱収集デバイスの熱断熱材に使用されます。 。それらのほとんどには、長期使用後の内部水分のために熱断熱性の性能を失う欠陥があります。したがって、新しい熱断熱材の多くの用途があり、その中に新しい熱断熱キルト、熱貯蔵、熱収集装置が研究の焦点です。
通常、新しい熱断熱材は、織りのフィルムやコーティングされたフィルムやコーティングされた耐久性材料を加工および調合することにより、スプレーコーティングコットン、その他のカシミヤ、パールコットンなどのふわふわした熱断熱材で作られています。中国北東部で、織られたフィルムスプレーコーティングコットン熱断熱キルトがテストされました。 500gのスプレーコーティングされた綿を追加することは、市場で4500gのブラックフェルト熱断熱キルトの熱断熱性能に相当することがわかりました。同じ条件下では、700gスプレーコーティングされた綿の熱断熱性能は、500gスプレーコーティングされた綿熱絶縁キルトと比較して1〜2°改善されました。同時に、他の研究では、市場で一般的に使用される熱断熱キルトと比較して、スプレーコーティング綿とその他のカシミア断熱キルトの熱断熱効果が優れていることがわかりました。 ％それぞれ。最も寒い屋外温度が-24.4℃の場合、屋内温度はそれぞれ5.4と4.2°に達することがあります。単一のストローブランケット断熱キルトと比較して、新しい複合断熱キルトは、軽量、高断熱速度、強力な防水性、老化抵抗の利点があり、太陽の温室用の新しいタイプの高効率断熱材として使用できます。
同時に、温室効果の熱収集および貯蔵装置の熱断熱材の研究によると、厚さが同じ場合、多層複合熱断熱材は単一材料よりも優れた熱断熱性能を持っていることがわかります。 Northwest A＆F UniversityのLi Jianming教授のチームは、真空ボード、エアロゲル、ゴム綿などの温室用貯水装置の22種類の熱断熱材を設計およびスクリーニングし、熱特性を測定しました。結果は、80mmの熱断熱コーティング+エアロゲル+ゴムプラスチック熱断熱綿綿断熱材が、80mmのゴムプラスチック綿と比較して、単位時間あたり0.367mJの熱放散を減らすことができ、その熱伝達係数は0.283W/（M2/・k）断熱材の組み合わせの厚さが100mmの場合。
相変化材料は、温室効果材料研究のホットスポットの1つです。 Northwest A＆F Universityは、2種類の位相変更材料ストレージデバイスを開発しました。1つは、サイズが50cm×30cm×14cm（長さ×高さ×厚さ）のサイズの黒いポリエチレンで作られたストレージボックスです。熱を保存して熱を解放できること。第二に、新しいタイプの位相変更ウォールボードが開発されます。位相変化の壁画は、位相変化材料、アルミニウムプレート、アルミニウムプラスチックプレート、アルミニウム合金で構成されています。位相変更材料は、壁板の最も中央の位置にあり、その仕様は200mm×200mm×50mmです。それは相変化前後の粉末状の固体であり、溶けたり流れるような現象はありません。位相変更材料の4つの壁は、それぞれアルミニウムプレートとアルミニウムプラスチックプレートです。このデバイスは、主に日中に熱を保存し、主に夜間に熱を放出する機能を実現できます。
したがって、低熱絶縁効率、大きな熱損失、短い熱貯蔵時間など、単一の熱断熱材の適用にはいくつかの問題があります。熱貯蔵装置の層を覆うことは、温室の熱断熱性能を効果的に改善し、温室の熱損失を減らし、したがってエネルギーを節約する効果を達成することができます。
新しい壁の研究と適用
一種のエンクロージャー構造として、壁は温室の寒い保護と熱保存のための重要な障壁です。壁の材料と構造によれば、温室の北の壁の発達は、土壌、レンガなどで作られた単一層の壁と、粘土レンガ、ブロックレンガ、ブロックレンガで作られた層状の北の壁の3つのタイプに分けることができます。内部熱貯蔵と外熱断熱材を備えたポリスチレンボードなど、これらの壁のほとんどは時間がかかり、労働集約的です。したがって、近年、多くの新しいタイプの壁が現れています。これらは簡単に構築でき、迅速なアセンブリに適しています。
新しいタイプの組み立てられた壁の出現は、外部の防水材やフェルト、パールコットン、スペースコットン、ガラス綿、またはリサイクルコットンなどの外部防水材やアンチエイジングの表面材料を備えた新しいタイプの複合壁を含む、組み立てられた温室の急速な発達を促進します。新jiangのスプレー結合綿の柔軟な組み立て壁などの断熱層。さらに、他の研究では、新jiangのレンガで充填された小麦シェルモルタルブロックなど、熱貯蔵層を備えた組み立てられた温室の北の壁も報告されています。同じ外部環境では、最低の屋外温度が-20.8℃である場合、小麦殻乳房ブロック壁の壁を備えた太陽の温室の温度は7.5°です。一方、レンガコンクリートの壁を備えた太陽の温室の温度は3.2℃です。レンガ造りの温室でのトマトの収穫時期は16日までに進むことができ、単一の温室の収穫量は18.4％増加することができます。
ノースウエストA＆F大学の施設チームは、ストロー、土壌、水、石、および位相変更材料を、光の角度と単純化された壁設計から断熱材と熱貯蔵モジュールに材料を作るという設計のアイデアを提唱し、モジュラー組み立てのアプリケーション研究を促進しました。壁。たとえば、通常のレンガの壁の温室と比較して、温室の平均温度は典型的な晴れた日に4.0°高くなっています。位相変化材料（PCM）とセメントで作られた3種類の無機相変化セメントモジュールは、74.5、88.0、および95.1 mj/mの熱を蓄積しています3、および59.8、67.8、84.2 mj/mの熱を放出しました3、 それぞれ。彼らは、昼間に「ピークカット」、夜の「バレーフィリング」の機能を持ち、夏に熱を吸収し、冬に熱を放出します。
これらの新しい壁は現場で組み立てられ、短い建設期間と長いサービス寿命があり、光の建設の条件を作り出し、シンプルで迅速に組み立てられたプレハブの温室を作り、温室の構造改革を大いに促進できます。ただし、この種の壁にはいくつかの欠陥があります。たとえば、スプレー結合綿熱絶縁キルト壁には優れた熱断熱性の性能がありますが、熱貯蔵容量がありません。また、フェーズ交換の建築材料には高い使用コストの問題があります。将来、組み立てられた壁のアプリケーション研究を強化する必要があります。
新しいエネルギー、新しい材料、新しいデザインは、温室構造の変化に役立ちます。
新しいエネルギーと新しい材料の研究と革新は、温室の設計革新の基盤を提供します。省エネ太陽の温室とアーチ小屋は、中国の農業生産における最大の小屋構造であり、農業生産において重要な役割を果たしています。しかし、中国の社会経済の発展により、2種類の施設構造の欠点がますます提示されています。第一に、施設構造の空間は小さく、機械化の程度は低いです。第二に、省エネ太陽の温室は良好な熱断熱材を持っていますが、土地利用は低く、これは温室効果エネルギーを土地に置き換えるのと同等です。普通のアーチ小屋には小さなスペースがあるだけでなく、断熱性が低い。マルチスパンの温室には大きなスペースがありますが、熱断熱性が低く、エネルギー消費量が高くなっています。したがって、中国の現在の社会的および経済的レベルに適した温室構造を研究および開発することが不可欠であり、新しいエネルギーと新しい材料の研究開発は、温室構造の変化を助け、さまざまな革新的な温室モデルまたは構造を生み出すのに役立ちます。
大規模な非対称の水制御醸造温室に関する革新的な研究
大型スパンの非対称水制御醸造温室（特許番号：ZL 201220391214.2）は、日光の温室の原理に基づいており、通常のプラスチック温室の対称構造を変え、南部のスパンを増やし、南の屋根の照明エリアを増やし、還元北部のスパンと熱散逸エリアの減少、スパンは18〜24m、尾根の高さは6〜7mです。設計の革新を通じて、空間構造は大幅に増加しました。同時に、冬の温室での熱不足と一般的な熱絶縁材料の熱断熱性の不十分な問題は、バイオマス醸造熱と熱絶縁材料の新しい技術を使用して解決されます。生産と研究の結果は、晴れた日に平均温度が11.7°、曇りの日には10.8°の大規模な非対称水制御醸造温室が、冬の作物の成長の需要を満たし、建設コストを満たすことができることを示しています。温室は39.6％削減され、土地利用率はポリスチレンレンガの壁の温室と比較して30％以上増加します。これは、黄色のさらなる普及と適用に適しています中国の川流域。
組み立てられた日光の温室
組み立てられた日光の温室は、柱と屋根の骨格を負荷を負担する構造として取り、その壁の材料は、主にベアリングと受動的な熱貯蔵と放出の代わりに熱断熱エンクロージャーです。主に：（1）コーティングされたフィルムまたはカラースチールプレート、ストローブロック、柔軟な熱断熱キルト、モルタルブロックなどのさまざまな材料を組み合わせることにより、新しいタイプの組み立てられた壁が形成されます。 - ポリスチレンボードセメントボード。 （3）プラスチックの正方形のバケツ熱貯蔵やパイプライン熱貯蔵など、アクティブな熱貯蔵および放出システムと除湿システムを備えた、断熱材の光と単純な組み立てタイプ。従来の地球壁の代わりに、さまざまな新しい熱断熱材と熱貯蔵材料を使用して太陽の温室を構築するには、大きなスペースと小さな土木工学があります。実験結果は、冬の夜間の温室の温度が従来のレンガ壁温室の温度よりも4.5°高く、後壁の厚さは166mmであることを示しています。 600mmの厚さのレンガ壁温室と比較して、壁の占有エリアは72％減少し、平方メートルあたりのコストは334.5元で、レンガ壁温室のそれよりも157.2元で、建設コストは157.2元です。大幅に低下しました。したがって、組み立てられた温室は、耕作された土地の破壊、土地の節約、速い建設速度、長いサービス寿命という利点があり、現在および将来の太陽光発電の革新と開発の重要な方向性です。
スライディングサンライトグリーンハウス
スケートボードが組み立てられた省エネ省鉱山鉱山温室は、Shekateang Agricultural Universityによって開発されています。太陽の温室の後ろの壁を使用して、水循環壁熱貯蔵システムを形成して熱を保存して温度を上げます。これは主にプールで構成されています（32m3）、軽い収集プレート（360m2）、ウォーターポンプ、ウォーターパイプ、コントローラー。柔軟な熱断熱キルトは、上部にある新しい軽量のロックウール色のスチールプレート材料に置き換えられます。この研究は、この設計が光光をブロックする問題を効果的に解決し、温室の光の入り口エリアを増加させることを示しています。温室の照明角は41.5°で、コントロール温室の照明角よりもほぼ16°高く、照明速度が改善されます。屋内温度分布は均一で、植物はきれいに成長します。温室は、土地利用効率を改善し、温室のサイズを柔軟に設計し、建設期間を短縮するという利点があります。これは、栽培された土地資源と環境を保護するために非常に重要です。
太陽光発電温室
農業温室は、太陽光発電の発電、インテリジェントな温度制御、最新のハイテク植栽を統合する温室です。鋼の骨フレームを採用し、太陽光発電モジュールで覆われており、太陽光発電モジュールの照明要件と温室全体の照明要件を確保しています。太陽エネルギーによって生成される直接電流は、農業用温室の光を直接補完し、温室機器の通常の操作を直接サポートし、水資源の灌漑を促進し、温室温度を上げ、作物の急速な成長を促進します。この方法での太陽光発電モジュールは、温室屋根の照明効率に影響を与え、温室野菜の通常の成長に影響します。したがって、温室の屋根にある太陽光発電パネルの合理的なレイアウトが適用の重要なポイントになります。農業温室は、観光農業と施設のガーデニングの有機的な組み合わせの製品であり、太陽光発電、農業観光、農作物、農業技術、景観、文化開発を統合する革新的な農業産業です。
さまざまなタイプの温室間でエネルギー相互作用を伴う温室グループの革新的なデザイン
北京農業林業科学アカデミーの研究者であるグオウェンゾンは、温室間のエネルギー移動の加熱方法を使用して、1つ以上の温室で残りの熱エネルギーを収集して、別の温室を加熱します。この暖房方法は、温室効果エネルギーの時間と空間の移動を実現し、残りの温室効率のエネルギー利用効率を改善し、総加熱エネルギー消費を削減します。 2種類の温室は、レタスやトマトの温室など、さまざまな作物を植えるための異なる温室タイプまたは同じ温室タイプです。熱収集方法には、主に屋内の空気の抽出と入射放射線を直接傍受することが含まれます。太陽エネルギーの収集、熱交換器による強制対流、ヒートポンプによる強制抽出を通じて、高エネルギー温室の余剰熱が温室の暖房のために抽出されました。
要約します
これらの新しい太陽光発電は、迅速なアセンブリ、建設期間の短縮、土地利用率の改善という利点があります。したがって、さまざまな地域でのこれらの新しい温室のパフォーマンスをさらに調査し、新しい温室の大規模な普及と適用の可能性を提供する必要があります。同時に、温室の構造改革の力を提供するために、温室での新しいエネルギーと新しい材料の適用を継続的に強化する必要があります。
将来の見通しと思考
従来の温室には、高エネルギー消費、低地の利用率、時間がかかり、労働消費量、パフォーマンスの低下など、現代の農業の生産ニーズを満たすことができず、徐々に徐々に拘束されるなど、いくつかの欠点があることがよくあります。排除されました。したがって、太陽エネルギー、バイオマスエネルギー、地熱エネルギーと風力エネルギー、新しい温室用途材料、新しい設計などの新しいエネルギー源を使用して、温室の構造変化を促進することは開発動向です。まず第一に、新しいエネルギーと新しい材料が推進する新しい温室は、機械化された運用のニーズを満たすだけでなく、エネルギー、土地、コストを節約する必要があります。第二に、温室の大規模な普及のための条件として、さまざまな地域での新しい温室のパフォーマンスを絶えず探求する必要があります。将来的には、温室用途に適した新しいエネルギーと新しい材料をさらに検索し、新しいエネルギー、新しい材料、温室の最適な組み合わせを見つけて、低コスト、短い建設で新しい温室を建設できるようにする必要があります。期間、低エネルギー消費、優れた性能は、温室構造の変化を支援し、中国の温室の近代化開発を促進します。
温室建設における新しいエネルギー、新しい材料、および新しい設計の適用は避けられない傾向ですが、研究して克服すべき多くの問題がまだあります。（1）建設コストが増加しています。石炭、天然ガス、または石油による従来の暖房と比較して、新しいエネルギーと新しい材料の適用は環境にやさしく、汚染のないものですが、建設コストは大幅に増加し、生産と運用の投資回収に特定の影響を与えます。 。エネルギー利用と比較して、新しい材料のコストが大幅に増加します。 （2）熱エネルギーの不安定な利用。新しいエネルギー利用の最大の利点は、低動作コストと低炭素二酸化炭素排出ですが、エネルギーと熱の供給は不安定であり、曇りの日は太陽エネルギー利用の最大の制限要因になります。発酵によるバイオマス熱生成の過程で、このエネルギーの効果的な利用は、低発酵熱エネルギー、困難な管理と制御、および原材料輸送のための大きな貯蔵スペースの問題によって制限されます。 （3）技術の成熟度。新しいエネルギーと新しい材料で使用されるこれらの技術は、高度な研究と技術的成果であり、そのアプリケーションエリアと範囲はまだかなり限られています。彼らは何度も合格しておらず、多くのサイトや大規模な慣行の検証を行っており、アプリケーションを改善する必要があるいくつかの欠陥と技術的内容が必然的にあります。多くの場合、ユーザーはマイナーな欠陥のためにテクノロジーの進歩を否定します。 （4）技術の浸透率は低い。科学的および技術的成果を幅広く適用するには、特定の人気が必要です。現在、新しいエネルギー、新しいテクノロジー、新しい温室設計テクノロジーはすべて、特定のイノベーション能力を備えた大学の科学研究センターのチームにあり、ほとんどの技術的な需要者やデザイナーはまだ知りません。同時に、新しいテクノロジーのコア機器が特許を取得しているため、新しいテクノロジーの普及と応用は依然として非常に限られています。 （5）新しいエネルギー、新しい材料、温室構造の設計の統合をさらに強化する必要があります。エネルギー、材料、温室構造の設計は3つの異なる分野に属しているため、温室の設計体験を持つ才能は、しばしば温室関連のエネルギーと材料に関する研究に欠けています。したがって、エネルギーと材料の研究に関連する研究者は、温室産業開発の実際のニーズの調査と理解を強化する必要があり、構造設計者は、3つの関係の深い統合を促進するために、新しい材料と新しいエネルギーを研究する必要があります。実用的な温室研究技術、低い建設コスト、有効使用効果の目標。上記の問題に基づいて、州、地方自治体、科学研究センターは、技術研究を強化し、深みのある共同研究を実施し、科学技術の成果の宣伝を強化し、成果の普及を改善し、すぐに実現することが示唆されています。温室産業の新しい開発を支援するための新しいエネルギーと新しい材料の目標。
引用された情報
Li Jianming、Sun Guotao、Li Haojie、Li Rui、Hu Yixin。新しいエネルギー、新しい材料、新しいデザインは、温室の新しい革命を支援します[J]。野菜、2022、（10）：1-8。
投稿時間：12月3日 - 2022年