Li Jianming, Sun Guotao, jsb.Téknologi rékayasa pertanian hortikultura rumah kaca2022-11-21 17:42 Diterbitkeun di Beijing

Dina taun anyar, industri rumah kaca geus vigorously dimekarkeun.Ngembangkeun rumah kaca henteu ngan ukur ningkatkeun tingkat pamanfaatan lahan sareng tingkat kaluaran produk pertanian, tapi ogé ngarengsekeun masalah pasokan buah sareng sayuran di luar usum.Tapi, rumah kaca ogé parantos ngalaman tangtangan anu teu pernah aya.Fasilitas asli, metode pemanasan sareng bentuk struktural parantos ngahasilkeun résistansi kana lingkungan sareng pangwangunan.Bahan anyar sareng desain énggal diperyogikeun pikeun ngarobih struktur rumah kaca, sareng sumber énergi énggal diperyogikeun pikeun ngahontal tujuan konservasi énergi sareng perlindungan lingkungan, sareng ningkatkeun produksi sareng panghasilan.

Artikel ieu ngabahas téma "énergi anyar, bahan anyar, desain anyar pikeun mantuan revolusi anyar rumah kaca", kaasup panalungtikan sarta inovasi tanaga surya, énérgi biomassa, énérgi geothermal jeung sumber énérgi anyar lianna di rumah kaca, panalungtikan sarta aplikasi. tina bahan anyar pikeun nutupan, insulasi termal, tembok jeung alat-alat sejen, sarta prospek hareup jeung pamikiran énergi anyar, bahan anyar jeung desain anyar pikeun mantuan reformasi rumah kaca, ku kituna nyadiakeun rujukan pikeun industri.

Ngembangkeun fasilitas tatanén mangrupikeun sarat politik sareng pilihan anu teu tiasa dihindari pikeun ngalaksanakeun sumanget paréntah penting sareng kaputusan pamaréntah pusat.Dina 2020, total aréa tatanén ditangtayungan di Cina bakal 2.8 juta hm2, sarta nilai kaluaran bakal ngaleuwihan 1 triliun yuan.Ieu cara penting pikeun ngaronjatkeun kapasitas produksi rumah kaca pikeun ngaronjatkeun cahaya rumah kaca jeung kinerja insulasi termal ngaliwatan énergi anyar, bahan anyar jeung desain rumah kaca anyar.Aya seueur kalemahan dina produksi rumah kaca tradisional, sapertos batubara, bahan bakar minyak sareng sumber énérgi sanés anu dianggo pikeun pemanasan sareng pemanasan di rumah kaca tradisional, nyababkeun jumlah gas dioksida anu ageung, anu parah ngotoran lingkungan, sedengkeun gas alam, énergi listrik sareng sumber énergi séjén ngaronjatkeun biaya operasi imah kaca.Bahan panyimpen panas tradisional pikeun témbok rumah kaca biasana liat sareng bata, anu seueur pisan sareng nyababkeun karusakan serius kana sumberdaya darat.Efisiensi pamakéan lahan rumah kaca surya tradisional kalayan témbok bumi ngan 40% ~ 50%, sarta rumah kaca biasa boga kapasitas gudang panas goréng, jadi teu bisa hirup ngaliwatan usum tiis pikeun ngahasilkeun sayuran haneut di Cina kalér.Ku alatan éta, inti promosi robah rumah kaca, atawa panalungtikan dasar perenahna di desain rumah kaca, panalungtikan sarta pamekaran bahan anyar jeung énergi anyar.Artikel ieu bakal difokuskeun panalungtikan sarta inovasi sumber énergi anyar di rumah kaca, nyimpulkeun status panalungtikan sumber énergi anyar kayaning tanaga surya, énergi biomassa, énérgi panas bumi, énergi angin jeung bahan panutup transparan anyar, bahan insulasi termal jeung bahan témbok di rumah kaca, nganalisis aplikasi énergi anyar jeung bahan anyar dina pangwangunan rumah kaca anyar, sarta kasampak maju ka peran maranéhanana dina ngembangkeun hareup jeung transformasi rumah kaca.

Panaliti sareng Inovasi Rumah Tangga Énergi Anyar

Énergi anyar héjo kalayan poténsi utilisasi tatanén anu pangageungna kalebet tanaga surya, énérgi panas bumi sareng énérgi biomassa, atanapi pamanfaatan komprehensif tina rupa-rupa sumber énérgi énggal, supados ngahontal panggunaan énergi anu éfisién ku diajar tina titik kuat masing-masing.

tanaga surya / kakuatan

Téknologi énérgi surya mangrupikeun mode suplai énergi karbon rendah, éfisién sareng lestari, sareng éta mangrupikeun komponén penting tina industri strategis munculna Cina.Éta bakal janten pilihan anu teu tiasa dihindari pikeun transformasi sareng ningkatkeun struktur énergi Cina di hareup.Tina jihat pemanfaatan energi, rumah kaca sorangan mangrupikeun struktur fasilitas pikeun pamanfaatan tanaga surya.Ngaliwatan éfék rumah kaca, tanaga surya dikumpulkeun di jero rohangan, suhu rumah kaca naék, sarta panas diperlukeun pikeun tumuwuh pamotongan disadiakeun.Sumber énergi utama pikeun fotosintésis pepelakan rumah kaca nyaéta sinar panonpoé langsung, nyaéta pamanfaatan langsung tanaga surya.

01 Generasi listrik photovoltaic pikeun ngahasilkeun panas

Generasi listrik fotovoltaik nyaéta téknologi anu langsung ngarobah énérgi cahaya jadi énérgi listrik dumasar kana pangaruh photovoltaic.Unsur konci téknologi ieu nyaéta sél surya.Nalika tanaga surya bersinar dina susunan panél surya sacara séri atanapi paralel, komponén semikonduktor langsung ngarobih énergi radiasi surya janten énergi listrik.Téknologi photovoltaic tiasa langsung ngarobih énérgi cahaya janten énérgi listrik, nyimpen listrik ngalangkungan batré, sareng memanaskeun rumah kaca nalika wengi, tapi biaya anu luhur ngabatesan pangwangunan salajengna.Grup panalungtikan ngembangkeun hiji alat pemanasan graphene photovoltaic, nu diwangun ku panels photovoltaic fléksibel, hiji sadaya-dina-hiji mesin kontrol sabalikna, batré gudang sarta rod pemanasan graphene.Numutkeun panjang garis penanaman, rod pemanasan graphene dikubur di handapeun kantong substrat.Beurang, panels photovoltaic nyerep radiasi panonpoé keur ngahasilkeun listrik sarta nyimpen eta dina batré gudang, lajeng listrik dileupaskeun peuting pikeun rod pemanasan graphene.Dina pangukuran sabenerna, mode kontrol hawa dimimitian dina 17 ℃ jeung nutup di 19 ℃ diadopsi.Ngajalankeun peuting (20:00-08:00 dina dinten kadua) pikeun 8 jam, konsumsi énergi pemanasan baris tunggal tutuwuhan nyaéta 1,24 kW·h, sarta hawa rata-rata kantong substrat peuting nyaéta 19,2 ℃, nu 3.5 ~ 5.3 ℃ leuwih luhur batan kontrol.Metoda pemanasan ieu digabungkeun jeung generasi kakuatan photovoltaic solves masalah konsumsi énérgi tinggi na polusi tinggi dina pemanasan rumah kaca dina usum tiis.

02 konversi photothermal sarta utilization

Konversi photothermal surya nujul kana pamakéan permukaan kempelan cahaya panonpoe husus dijieunna tina bahan konversi photothermal pikeun ngumpulkeun jeung nyerep saloba énergi surya radiated onto eta sabisa na ngarobah kana énergi panas.Dibandingkeun sareng aplikasi photovoltaic surya, aplikasi photothermal surya ningkatkeun nyerep band deukeut-infra red, ku kituna mibanda efisiensi utilization énérgi luhur cahya panonpoé, ongkos handap sarta téhnologi dewasa, sarta mangrupakeun cara paling loba dipaké utilization tanaga surya.

Téknologi anu paling dewasa pikeun konversi sareng pamanfaatan photothermal di Cina nyaéta kolektor surya, komponén inti nyaéta inti pelat nyerep panas kalayan palapis nyerep selektif, anu tiasa ngarobih énergi radiasi surya ngalangkungan piring panutup janten énergi panas sareng ngirimkeun. eta kana medium kerja nyerep panas.kolektor surya bisa dibagi kana dua kategori nurutkeun naha aya spasi vakum dina collector atawa henteu: kolektor surya datar jeung tube vakum kolektor surya;konsentrasi kolektor surya sarta non-concentrating kolektor surya nurutkeun naha radiasi panonpoé dina daylighting port robah arah;sareng kolektor surya cair sareng kolektor surya hawa dumasar kana jinis médium kerja mindahkeun panas.

Pemanfaatan tanaga surya di rumah kaca utamana dilaksanakeun ngaliwatan sababaraha jinis kolektor surya.Universitas Ibnu Zor di Maroko parantos ngembangkeun sistem pemanasan tanaga surya aktip (ASHS) pikeun pemanasan rumah kaca, anu tiasa ningkatkeun total produksi tomat ku 55% dina usum tiis.Universitas Pertanian Cina parantos ngararancang sareng ngembangkeun sakumpulan sistem pangumpulan sareng panyaluran kipas cooler permukaan, kalayan kapasitas kempelan panas 390.6 ~ 693.0 MJ, sareng teraskeun ideu pikeun misahkeun prosés pangumpulan panas tina prosés neundeun panas ku pompa panas.Universitas Bari di Italia parantos ngembangkeun sistem pemanasan poligenerasi rumah kaca, anu diwangun ku sistem tanaga surya sareng pompa panas hawa-cai, sareng tiasa ningkatkeun suhu hawa ku 3,6% sareng suhu taneuh ku 92%.Grup panalungtikan geus ngembangkeun hiji jenis alat pangumpulan panas surya aktip kalawan sudut inclination variabel pikeun rumah kaca surya, sarta alat panyimpen panas ngarojong pikeun awak cai rumah kaca sakuliah cuaca.Téknologi pangumpulan panas surya aktip kalayan inclination variabel ngarecah ngaliwatan keterbatasan alat pangumpulan panas rumah kaca tradisional, sapertos kapasitas pangumpulan panas kawates, shading sareng pendudukan lahan budidaya.Ku ngagunakeun struktur rumah kaca husus tina rumah kaca surya, spasi non-penanaman rumah kaca geus pinuh garapan, nu greatly ngaronjatkeun efisiensi utilization tina spasi rumah kaca.Dina kaayaan kerja cerah has, sistem kempelan panas surya aktip kalawan inclination variabel ngahontal 1.9 MJ / (m2h), efisiensi utilization énergi ngahontal 85.1% jeung laju hemat energi nyaeta 77%.Dina téhnologi gudang panas rumah kaca, struktur gudang panas robah multi-fase diatur, kapasitas neundeun panas tina alat panyimpen panas ngaronjat, sarta sékrési slow panas tina alat ieu sadar, ku kituna pikeun ngawujudkeun pamakéan efisien tina panas dikumpulkeun ku alat pangumpulan panas surya rumah kaca.

énergi biomassa

Struktur fasilitas anyar diwangun ku ngagabungkeun alat biomassa panas-ngahasilkeun jeung rumah kaca, sarta bahan baku biomassa kayaning kandang babi, résidu supa jeung jarami anu composted pikeun brew panas, sarta énergi panas dihasilkeun langsung disadiakeun ka rumah kaca [ 5].Dibandingkeun sareng rumah kaca tanpa tank pemanasan fermentasi biomassa, rumah kaca pemanasan sacara efektif tiasa ningkatkeun suhu taneuh di rumah kaca sareng ngajaga suhu anu leres tina akar pepelakan anu dibudidayakeun dina taneuh dina iklim normal dina usum tiis.Nyandak rumah kaca insulasi termal asimétri tunggal kalayan bentang 17m sareng panjangna 30m sabagé conto, nambihan 8m runtah tatanén (jarami tomat sareng kandang babi dicampur) kana tanki fermentasi jero ruangan pikeun fermentasi alami tanpa ngabalikeun tumpukan kaléng. ningkatkeun suhu poean rata-rata rumah kaca ku 4,2 ℃ dina usum tiis, sareng rata-rata suhu minimum poean tiasa ngahontal 4,6 ℃.

Pemanfaatan énergi fermentasi biomassa anu dikontrol nyaéta metode fermentasi anu ngagunakeun alat sareng alat pikeun ngontrol prosés fermentasi supados gancang kéngingkeun sareng éfisién ngagunakeun énergi panas biomassa sareng pupuk gas CO2, diantarana ventilasi sareng Uap mangrupikeun faktor konci pikeun ngatur panas fermentasi. jeung produksi gas biomassa.Dina kaayaan ventilasi, mikroorganisme aérobik dina tumpukan fermentasi nganggo oksigén pikeun kagiatan kahirupan, sareng bagian tina énergi anu dibangkitkeun dianggo pikeun kagiatan kahirupan sorangan, sareng bagian tina énergi dileupaskeun ka lingkungan salaku énergi panas, anu mangpaat pikeun suhu. kebangkitan lingkungan.Cai nyokot bagian dina sakabéh prosés fermentasi, nyadiakeun gizi leyur dipikabutuh pikeun kagiatan mikroba, sarta dina waktos anu sareng ngaleupaskeun panas numpuk dina bentuk uap ngaliwatan cai, ku kituna pikeun ngurangan suhu numpuk, manjangkeun umur numpuk. mikroorganisme sareng ningkatkeun suhu bulk tina tumpukan.Masang alat leaching jarami dina tank fermentasi bisa ningkatkeun suhu indoor ku 3 ~ 5 ℃ dina usum tiis, nguatkeun fotosintésis tutuwuhan jeung ningkatkeun ngahasilkeun tomat ku 29,6%.

Énergi geothermal

Cina beunghar sumberdaya panas bumi.Ayeuna, cara anu paling umum pikeun fasilitas tatanén ngagunakeun énérgi panas bumi nyaéta ngagunakeun pompa panas sumber taneuh, anu tiasa mindahkeun tina énérgi panas kelas rendah kana énergi panas kelas luhur ku cara ngalebetkeun sajumlah leutik énergi kelas luhur (sapertos énergi listrik).Béda tina ukuran pemanasan rumah kaca tradisional, pemanasan pompa panas sumber taneuh henteu ngan ukur tiasa ngahontal pangaruh pemanasan anu signifikan, tapi ogé gaduh kamampuan pikeun niiskeun rumah kaca sareng ngirangan kalembaban di rumah kaca.Panaliti aplikasi pompa panas sumber taneuh dina widang konstruksi perumahan parantos dewasa.Bagian inti anu mangaruhan pemanasan sarta cooling kapasitas pompa panas taneuh-sumber nyaéta modul bursa panas jero taneuh, nu utamana ngawengku pipa dikubur, sumur jero taneuh, jsb Kumaha mendesain hiji sistem bursa panas jero taneuh kalawan ongkos saimbang jeung pangaruh geus salawasna. anu jadi fokus panalungtikan dina ieu bagian.Dina waktos anu sami, parobihan suhu lapisan taneuh bawah tanah dina aplikasi pompa panas sumber taneuh ogé mangaruhan pangaruh panggunaan sistem pompa panas.Ngagunakeun pompa panas sumber taneuh pikeun niiskeun rumah kaca dina usum panas jeung nyimpen énergi panas dina lapisan taneuh jero bisa alleviate serelek suhu lapisan taneuh jero taneuh sarta ngaronjatkeun efisiensi produksi panas tina pompa panas sumber taneuh dina usum tiis.

Ayeuna, dina panalungtikan ngeunaan kinerja sarta efisiensi pompa panas sumber taneuh, ngaliwatan data eksperimen sabenerna, model numeris diadegkeun kalawan software kayaning TOUGH2 na TRNSYS, sarta eta disimpulkeun yen kinerja pemanasan sarta koefisien kinerja (COP). ) Pompa panas sumber taneuh tiasa ngahontal 3.0 ~ 4.5, anu ngagaduhan pangaruh penyejukan sareng pemanasan anu saé.Dina panalungtikan ngeunaan strategi operasi sistem pompa panas, Fu Yunzhun jeung nu lianna kapanggih yén dibandingkeun jeung aliran samping beban, aliran sisi sumber taneuh boga dampak gede dina kinerja unit jeung kinerja mindahkeun panas tina pipa dikubur. .Dina kaayaan setting aliran, nilai COP maksimum unit bisa ngahontal 4,17 ku ngadopsi skéma operasi operasi pikeun 2 jam jeung stopping pikeun 2 jam;Shi Huixian et.diadopsi hiji mode operasi intermittent Sistim cooling gudang cai.Dina usum panas, nalika suhu luhur, COP sadaya sistem suplai énergi tiasa ngahontal 3,80.

Téknologi panyimpen panas taneuh jero di rumah kaca

Panyimpen panas taneuh jero di rumah kaca disebut oge "bank panyimpen panas" dina rumah kaca.Karusakan tiis dina usum tiis sareng suhu luhur dina usum panas mangrupikeun halangan utama pikeun produksi rumah kaca.Dumasar kapasitas panyimpen panas anu kuat tina taneuh jero, kelompok panaliti ngarancang alat panyimpen panas jero rumah kaca di jero taneuh.Alatna nyaéta saluran pipa transfer panas paralel dua lapis anu dikubur dina jero taneuh 1,5 ~ 2,5m di rumah kaca, kalayan saluran asup hawa di luhureun rumah kaca sareng outlet hawa dina taneuh.Nalika suhu di rumah kaca luhur, hawa jero ruangan dipompa sacara paksa kana taneuh ku kipas pikeun ngawujudkeun neundeun panas sareng ngirangan suhu.Nalika suhu rumah kaca handap, panas dicandak tina taneuh pikeun ngahaneutkeun rumah kaca.Hasil produksi sareng aplikasi nunjukkeun yén alat tiasa ningkatkeun suhu rumah kaca ku 2.3 ℃ dina wengi usum tiis, ngirangan suhu jero ruangan ku 2.6 ℃ dina usum panas, sareng ningkatkeun ngahasilkeun tomat ku 1500kg dina 667 m.².Alat ngagunakeun pinuh ku ciri "haneut dina usum tiris sareng tiis dina usum panas" sareng "suhu konstan" tina taneuh jero taneuh jero, nyayogikeun "bank aksés énergi" pikeun rumah kaca, sareng terus-terusan ngalengkepan fungsi bantu tina penyejukan sareng pemanasan rumah kaca. .

Koordinasi multi-énergi

Ngagunakeun dua atawa leuwih jenis énergi panas rumah kaca bisa éféktif nyieun up for kalemahan tipe énergi tunggal, sarta masihan muter efek superposition tina "hiji tambah hiji leuwih gede ti dua".Kerjasama pelengkap antara énérgi panas bumi sareng tanaga surya mangrupikeun hotspot panalungtikan ngeunaan pemanfaatan énérgi énggal dina produksi pertanian dina taun-taun ayeuna.Emmi jeung.diajar sistem tanaga multi-sumber (Gambar 1), nu dilengkepan kolektor surya hibrid photovoltaic-thermal.Dibandingkeun sareng sistem pompa panas hawa-cai umum, efisiensi énergi sistem énergi multi-sumber ningkat ku 16% ~ 25%.Zheng et.ngembangkeun tipe anyar tina gandeng sistem gudang panas tanaga surya sarta sumber taneuh pompa panas.Sistem kolektor surya tiasa ngawujudkeun panyimpen musiman kualitas luhur, nyaéta, pemanasan kualitas luhur dina usum tiis sareng penyejukan kualitas luhur dina usum panas.The dikubur tube exchanger panas sarta tank gudang panas intermittent sadayana tiasa ngajalankeun ogé dina sistem, sarta nilai COP tina sistem bisa ngahontal 6,96.

Digabungkeun sareng tanaga surya, tujuanana pikeun ngirangan konsumsi kakuatan komérsial sareng ningkatkeun stabilitas suplai tanaga surya di rumah kaca.Wan Ya et.nempatkeun maju skéma téhnologi kontrol calakan anyar ngagabungkeun generasi tanaga surya jeung kakuatan komérsial pikeun pemanasan rumah kaca, nu bisa ngamangpaatkeun kakuatan photovoltaic lamun aya lampu, sarta ngahurungkeun kana kakuatan komérsial lamun euweuh lampu, greatly ngurangan kakurangan kakuatan beban. ongkos, sarta ngurangan biaya ékonomi tanpa ngagunakeun accu.

Énergi surya, énergi biomassa jeung énergi listrik bisa babarengan panas imah kaca, nu ogé bisa ngahontal efisiensi pemanasan tinggi.Zhang Liangrui sareng anu sanésna ngahijikeun koléksi panas tabung vakum surya sareng tank cai panyimpen panas listrik lebak.Sistem pemanasan rumah kaca ngagaduhan kanyamanan termal anu saé, sareng efisiensi pemanasan rata-rata sistem nyaéta 68,70%.Tangki cai panyimpen panas listrik nyaéta alat panyimpen cai pamanas biomassa kalayan pemanasan listrik.Suhu panghandapna tina inlet cai dina tungtung pemanasan diatur, sarta strategi operasi sistem ditangtukeun nurutkeun suhu gudang cai tina bagian kempelan panas surya sarta bagian gudang panas biomassa, ku kituna pikeun ngahontal suhu pemanasan stabil dina pemanasan tungtung sarta simpen énergi listrik sarta bahan énergi biomassa extent maksimum.

Panalungtikan Inovatif jeung Aplikasi tina Bahan Rumah Tangga Anyar

Kalayan ékspansi daérah rumah kaca, kalemahan aplikasi bahan rumah kaca tradisional sapertos bata sareng taneuh beuki kaungkap.Ku alatan éta, dina raraga jang meberkeun ngaronjatkeun kinerja termal rumah kaca sarta minuhan kaperluan ngembangkeun rumah kaca modern, aya loba researches sarta aplikasi bahan panutup transparan anyar, bahan insulasi termal jeung bahan témbok.

Panaliti sareng aplikasi bahan panutup transparan anyar

Jenis bahan panutup transparan pikeun rumah kaca utamana kaasup pilem plastik, kaca, panel surya sarta panel photovoltaic, diantara nu pilem plastik boga aréa aplikasi pangbadagna.Film pe rumah kaca tradisional boga cacad hirup layanan pondok, non-degradasi sarta fungsi tunggal.Kiwari, rupa-rupa film fungsional anyar geus dimekarkeun ku nambahkeun réagen fungsi atawa coatings.

Film konvérsi cahaya:Film konvérsi cahaya ngarobah sipat optik film ku ngagunakeun agén konvérsi lampu kayaning bumi jarang jeung bahan nano, sarta bisa ngarobah wewengkon sinar ultraviolét jadi lampu jeruk beureum jeung lampu Violet bulao diperlukeun ku fotosintésis tutuwuhan, sahingga ngaronjatkeun ngahasilkeun pamotongan sarta ngurangan. ruksakna sinar ultraviolét ka pepelakan sareng pilem rumah kaca di rumah kaca plastik.Contona, film rumah kaca ungu-to-beureum lega-band kalawan VTR-660 agén konvérsi lampu nyata bisa ngaronjatkeun transmittance infra red lamun dilarapkeun di rumah kaca, sarta dibandingkeun jeung rumah kaca kontrol, ngahasilkeun tomat per héktar, vitamin C jeung eusi Lycopene. ngaronjat sacara signifikan masing-masing ku 25,71%, 11,11% jeung 33,04%.Nanging, ayeuna, umur jasa, degradasi sareng biaya pilem konvérsi cahaya énggal masih kedah ditaliti.

Kaca paburencay: Kaca paburencay di rumah kaca mangrupakeun pola husus sarta téhnologi anti-pantulan dina beungeut kaca, nu bisa maksimalkeun pungsi cahya panonpoé kana lampu sumebar tur asupkeun rumah kaca, ngaronjatkeun efisiensi fotosintésis pepelakan sarta ngaronjatkeun ngahasilkeun pamotongan.Kaca paburencay ngarobah cahaya asup ka rumah kaca kana lampu sumebar ngaliwatan pola husus, sarta lampu sumebar bisa leuwih merata irradiated kana rumah kaca, ngaleungitkeun pangaruh kalangkang tina rorongkong on rumah kaca.Dibandingkeun sareng kaca ngambang biasa sareng kaca ngambang ultra-bodas, standar transmitansi cahaya kaca paburencay nyaéta 91,5%, sareng kaca ngambang biasa nyaéta 88%.Pikeun unggal kanaékan 1% dina transmitansi cahaya di jero rumah kaca, ngahasilkeun bisa ngaronjat ku kira 3%, sarta gula larut jeung vitamin C dina bungbuahan sarta sayuran geus ngaronjat.Kaca scattering di rumah kaca ieu coated munggaran lajeng tempered, sarta laju timer ngabeledugna leuwih luhur ti standar nasional, ngahontal 2‰.

Panalungtikan sarta Aplikasi tina Bahan Insulasi Termal Anyar

Bahan insulasi termal tradisional di rumah kaca utamana ngawengku jarami mat, kertas quilt, needled dirasakeun insulasi termal quilt, jeung sajabana, nu utamana dipaké pikeun insulasi termal internal tur éksternal of roofs, insulasi témbok jeung insulasi termal sababaraha gudang panas jeung alat kempelan panas. .Kaseueuran aranjeunna gaduh cacad kaleungitan kinerja insulasi termal kusabab kalembaban internal saatos panggunaan jangka panjang.Ku alatan éta, aya loba aplikasi bahan insulasi termal tinggi anyar, diantara nu quilt insulasi termal anyar, neundeun panas jeung alat kempelan panas anu fokus panalungtikan.

Bahan insulasi termal anyar biasana dilakukeun ku ngolah sareng nyampur bahan tahan cai sareng tahan sepuh sapertos pilem anyaman sareng dilapis ku bahan insulasi termal anu mengembang sapertos katun anu disemprot, kasmir rupa-rupa sareng katun mutiara.A anyaman pilem semprot-coated kapas insulasi termal quilt diuji di Northeast Cina.Ieu kapanggih yén nambahkeun 500g katun semprot-coated éta sarua jeung kinerja insulasi termal 4500g hideung ngarasa insulasi termal quilt di pasar.Dina kaayaan anu sarua, kinerja insulasi termal 700g katun semprot-coated ieu ningkat ku 1 ~ 2 ℃ dibandingkeun jeung 500g katun semprot-coated katun insulasi termal.Dina waktos anu sami, panilitian sanésna ogé mendakan yén dibandingkeun sareng quilts insulasi termal anu biasa dianggo di pasar, pangaruh insulasi termal tina katun anu dilapis semprot sareng rupa-rupa quilts insulasi termal kasmir langkung saé, kalayan tingkat insulasi termal 84,0% sareng 83,3. %masing-masing.Lamun hawa outdoor coldest nyaeta -24,4 ℃, hawa indoor bisa ngahontal 5,4 jeung 4,2 ℃ mungguh.Dibandingkeun sareng quilt insulasi jarami simbut tunggal, quilt insulasi komposit anyar gaduh kaunggulan beurat hampang, tingkat insulasi anu luhur, tahan tahan cai sareng sepuh anu kuat, sareng tiasa dianggo salaku jinis bahan insulasi efisiensi tinggi pikeun imah kaca surya.

Dina waktos anu sami, dumasar kana panilitian bahan insulasi termal pikeun kempelan panas rumah kaca sareng alat panyimpen, éta ogé mendakan yén nalika ketebalanna sami, bahan insulasi termal komposit multi-lapisan gaduh prestasi insulasi termal anu langkung saé tibatan bahan tunggal.Tim Professor Li Jianming ti Northwest A&F University dirancang jeung diayak 22 rupa bahan insulasi termal alat panyimpen cai rumah kaca, kayaning dewan vakum, airgel jeung katun karét, sarta diukur sipat termal maranéhanana.Hasilna nunjukkeun yén 80mm insulasi termal palapis + aerogel + karét-plastik insulasi termal katun bahan insulasi komposit bisa ngurangan dissipation panas ku 0.367MJ per Unit waktos dibandingkeun kalawan 80mm karét-plastik katun, sarta koefisien mindahkeun panas na éta 0.283W / (m2). ·k) nalika ketebalan tina kombinasi insulasi éta 100mm.

Bahan parobahan fase mangrupikeun salah sahiji titik panas dina panalungtikan bahan rumah kaca.Northwest A&F University geus ngembangkeun dua rupa fase robah alat panyimpen bahan: hiji kotak gudang dijieunna tina poliétilén hideung, nu boga ukuran 50cm × 30cm × 14cm (panjang × jangkungna × ketebalan) jeung ngeusi bahan robah fase, jadi yén éta tiasa nyimpen panas sareng ngaleupaskeun panas;Bréh, tipe anyar wallboard-robah fase dimekarkeun.Wallboard fase-robah diwangun ku bahan fase-robah, plat aluminium, plat aluminium-plastik jeung alloy aluminium.Bahan fase-robah lokasina di posisi paling sentral dina wallboard, sarta spésifikasi nyaeta 200mm × 200mm × 50mm.Ieu mangrupakeun padet powdery saméméh jeung sanggeus robah fase, sarta euweuh fenomena lebur atawa ngalir.Opat tembok bahan robah-fase nyaéta pelat aluminium sareng pelat aluminium-plastik, masing-masing.Alat ieu bisa ngawujudkeun pungsi utamana nyimpen panas beurang jeung utamana ngaleupaskeun panas peuting.

Ku alatan éta, aya sababaraha masalah dina aplikasi tina bahan insulasi termal tunggal, kayaning efisiensi insulasi termal low, leungitna panas badag, waktu neundeun panas pondok, jsb Ku alatan éta, ngagunakeun bahan insulasi termal komposit salaku lapisan insulasi termal jeung insulasi termal indoor na outdoor. nutupan lapisan alat panyimpen panas sacara efektif tiasa ningkatkeun kinerja insulasi termal rumah kaca, ngirangan leungitna panas rumah kaca, sahingga ngahontal pangaruh hemat energi.

Panalungtikan sarta Aplikasi Tembok Anyar

Salaku jenis struktur dipager, témbok mangrupa panghalang penting pikeun panyalindungan tiis rumah kaca sarta pelestarian panas.Numutkeun bahan témbok sareng strukturna, pangwangunan témbok kalér rumah kaca tiasa dibagi kana tilu jinis: témbok lapisan tunggal tina taneuh, bata, sareng sajabana, sareng témbok kalér berlapis tina bata liat, bata blok, papan polystyrene, jeung sajabana, jeung neundeun panas jero sarta insulasi panas luar, sarta lolobana tembok ieu consuming waktu jeung kuli-intensif;Ku alatan éta, dina taun anyar, loba tipe anyar tembok geus mucunghul, nu gampang pikeun ngawangun sarta cocog pikeun assembly gancang.

Mecenghulna tipe anyar témbok dirakit promotes ngembangkeun gancang imah kaca dirakit, kaasup anyar-tipe tembok komposit jeung waterproof éksternal sarta anti sepuh bahan permukaan jeung bahan kayaning dirasakeun, katun mutiara, katun spasi, katun kaca atawa katun didaur salaku panas. lapisan insulasi, kayaning témbok dirakit fléksibel tina katun semprot-kabeungkeut di Xinjiang.Salaku tambahan, panilitian sanésna ogé ngalaporkeun témbok kalér rumah kaca anu dirakit kalayan lapisan panyimpen panas, sapertos blok mortir cangkang gandum anu dieusi bata di Xinjiang.Dina lingkungan éksternal anu sami, nalika suhu luar ruangan panghandapna -20.8 ℃, suhu di rumah kaca surya kalayan témbok komposit blok mortir cangkang gandum 7,5 ℃, sedengkeun suhu di rumah kaca surya kalayan témbok bata-beton nyaéta 3,2 ℃.Waktu panén tomat di rumah kaca bata tiasa maju ku 16 dinten, sareng ngahasilkeun rumah kaca tunggal tiasa ningkat ku 18,4%.

Tim fasilitas Northwest A & F Universitas nempatkeun maju gagasan desain nyieun jarami, taneuh, cai, batu jeung bahan robah fase kana insulasi termal jeung modul gudang panas tina sudut lampu jeung desain témbok disederhanakeun, nu diwanohkeun panalungtikan aplikasi tina modular dirakit. témbok.Salaku conto, dibandingkeun sareng rumah kaca témbok bata biasa, suhu rata-rata di rumah kaca nyaéta 4,0 ℃ langkung luhur dina dinten anu cerah.Tilu rupa modul semén robah fase anorganik, nu dijieun tina bahan robah fase (PCM) jeung semén, geus akumulasi panas 74,5, 88,0 jeung 95,1 MJ / m³, sarta dileupaskeun panas 59,8, 67,8 jeung 84,2 MJ/m³, masing-masing.Aranjeunna mibanda fungsi "puncak motong" dina daytime, "lebak ngeusian" peuting, nyerep panas dina usum panas jeung ngaleupaskeun panas dina usum tiis.

Tembok anyar ieu dirakit dina situs, kalayan periode konstruksi pondok sareng umur panjang, anu nyiptakeun kaayaan pikeun pangwangunan lampu, disederhanakeun sareng gancang dirakit rumah kaca prefabricated, sareng tiasa ngamajukeun reformasi struktural imah kaca.Sanajan kitu, aya sababaraha defects dina jenis ieu témbok, kayaning katun semprot-kabeungkeut termal insulasi quilt témbok boga kinerja insulasi termal alus teuing, tapi lacks kapasitas gudang panas, sarta bahan wangunan robah fase boga masalah ongkos pamakéan tinggi.Dina mangsa nu bakal datang, panalungtikan aplikasi tina témbok dirakit kudu strengthened.

Énergi anyar, bahan anyar sareng desain anyar ngabantosan parobahan struktur rumah kaca.

Panaliti sareng inovasi énergi énggal sareng bahan énggal nyayogikeun pondasi pikeun inovasi desain rumah kaca.Rumah kaca surya hemat energi sareng gudang lengkung mangrupikeun struktur gudang panggedéna dina produksi pertanian Cina, sareng aranjeunna maénkeun peran penting dina produksi pertanian.Nanging, ku kamekaran ékonomi sosial Cina, kakurangan tina dua jinis struktur fasilitas ieu beuki dibere.Kahiji, spasi struktur fasilitas leutik sarta darajat mechanization low;Kadua, rumah kaca surya hemat energi gaduh insulasi termal anu saé, tapi panggunaan lahan rendah, anu sami sareng ngagentos énérgi rumah kaca sareng lahan.Gudang Arch biasa teu ngan boga spasi leutik, tapi ogé boga insulasi termal goréng.Sanaos rumah kaca multi-span ngagaduhan rohangan anu ageung, éta gaduh insulasi termal anu goréng sareng konsumsi énergi anu luhur.Ku alatan éta, éta imperatif panalungtikan sarta ngamekarkeun struktur rumah kaca cocog pikeun tingkat sosial jeung ékonomi Cina urang ayeuna, sarta panalungtikan sarta pamekaran énérgi anyar jeung bahan anyar bakal ngabantu parobahan struktur rumah kaca sarta ngahasilkeun rupa-rupa model imah kaca atawa struktur inovatif.

Panalungtikan Inovatif on Big-span Asymmetric Cai-dikawasa Brewing Tangkuban Parahu

The badag-bentang asimétri cai-dikawasa brewing rumah kaca (nomer patén: ZL 201220391214.2) dumasar kana prinsip rumah kaca sinar panonpoé, ngarobah struktur simetris rumah kaca plastik biasa, ngaronjatkeun bentang kidul, ngaronjatna aréa cahaya hateup kidul, ngurangan bentang kalér jeung ngurangan aréa dissipation panas, kalawan bentang 18 ~ 24m sarta jangkungna lamping 6 ~ 7m.Ngaliwatan inovasi desain, struktur spasial geus ngaronjat sacara signifikan.Dina waktos anu sami, masalah panas anu teu cekap di rumah kaca dina usum tiis sareng insulasi termal anu goréng tina bahan insulasi termal umum direngsekeun ku ngagunakeun téknologi anyar biomassa brewing panas sareng bahan insulasi termal.Hasil produksi jeung panalungtikan némbongkeun yén badag-bentang asimétri cai-dikawasa brewing rumah kaca, kalawan suhu rata-rata 11.7 ℃ dina poé cerah sarta 10.8 ℃ dina poé mendung, bisa minuhan paménta tumuwuh pamotongan dina usum tiis, jeung biaya pangwangunan. rumah kaca diréduksi ku 39,6% jeung laju utilization lahan ngaronjat ku leuwih ti 30% dibandingkeun jeung rumah kaca tembok bata polystyrene, nu cocog pikeun popularization salajengna jeung aplikasi dina Konéng Huaihe Walungan Citarum Cina.

Rumah kaca sinar panonpoé dirakit

Rumah kaca sinar panonpoé anu dirakit nyandak kolom sareng kerangka hateup salaku struktur beban-beban, sareng bahan témbokna utamina kandang insulasi panas, tibatan bantalan sareng neundeun panas pasip sareng sékrési.Utamana: (1) tipe anyar témbok dirakit kabentuk ku ngagabungkeun rupa-rupa bahan kayaning pilem coated atawa warna plat baja, blok jarami, quilt insulasi termal fléksibel, blok mortir, jsb (2) dewan témbok komposit dijieunna tina dewan semén prefabricated. - papan polystyrene-semén;(3) Lampu jeung tipe assembly basajan bahan insulasi termal jeung neundeun panas aktif jeung sistem release jeung sistem dehumidification, saperti palastik ember panyimpen panas jeung pipa gudang panas.Ngagunakeun bahan insulasi panas anyar béda jeung bahan panyimpen panas tinimbang témbok bumi tradisional pikeun ngawangun rumah kaca surya boga spasi badag sarta rékayasa sipil leutik.Hasil ékspérimén nunjukkeun yén suhu rumah kaca wengi dina usum tiis 4,5 ℃ langkung luhur tibatan rumah kaca bata-témbok tradisional, sareng ketebalan témbok tukang 166mm.Dibandingkeun jeung 600mm kandel bata-témbok rumah kaca, wewengkon nempatan tembok diréduksi ku 72%, sarta biaya per méter pasagi nyaeta 334,5 yuan, nu 157,2 yuan leuwih handap ti nu ti rumah kaca bata-témbok, sarta biaya konstruksi. geus turun signifikan.Ku alatan éta, rumah kaca dirakit boga kaunggulan karuksakan lahan kirang dibudidayakan, hemat lahan, speed konstruksi gancang sarta hirup layanan panjang, sarta eta mangrupakeun arah konci pikeun inovasi sarta ngembangkeun imah kaca surya ayeuna jeung di mangsa nu bakal datang.

Rumah kaca sinar panonpoé ngageser

Rumah kaca surya hemat energi anu dirakit skateboard dikembangkeun ku Universitas Pertanian Shenyang ngagunakeun témbok tukang rumah kaca surya pikeun ngabentuk sistem panyimpen panas témbok anu sirkulasi cai pikeun nyimpen panas sareng ningkatkeun suhu, anu utamina diwangun ku kolam renang (32m).³), piring ngumpulkeun cahaya (360m²), pompa cai, pipa cai sareng controller.The quilt insulasi termal fléksibel diganti ku bahan pelat baja warna wol batu lightweight anyar di luhur.Panalungtikan némbongkeun yén desain ieu éféktif solves masalah gables blocking lampu, sarta ngaronjatkeun aréa Éntri lampu tina rumah kaca.Sudut pencahyaan rumah kaca nyaéta 41,5 °, anu ampir 16 ° langkung luhur tibatan rumah kaca kontrol, sahingga ningkatkeun tingkat pencahyaan.Distribusi suhu jero ruangan seragam, sareng pepelakan tumbuh rapih.Rumah kaca boga kaunggulan pikeun ngaronjatkeun efisiensi pamakéan lahan, flexibly ngarancang ukuran rumah kaca jeung pondok jaman konstruksi, nu mangrupa significance hébat ngajaga sumberdaya lahan budidaya jeung lingkungan.

rumah kaca photovoltaic

Rumah kaca pertanian mangrupikeun rumah kaca anu ngahijikeun pembangkit listrik fotovoltaik surya, kontrol suhu anu cerdas sareng penanaman téknologi tinggi modern.Ieu adopts pigura tulang baja jeung katutupan ku modul photovoltaic surya pikeun mastikeun sarat cahaya modul generasi kakuatan photovoltaic jeung sarat cahaya tina sakabeh rumah kaca.Arus langsung dihasilkeun ku tanaga surya langsung suplemén lampu imah kaca tatanén, langsung ngarojong operasi normal pakakas rumah kaca, drive nu irigasi sumberdaya cai, ngaronjatkeun suhu rumah kaca sarta promotes tumuwuhna gancang pepelakan.Modul photovoltaic ku cara ieu bakal mangaruhan efisiensi pencahyaan hateup rumah kaca, teras mangaruhan pertumbuhan normal sayuran rumah kaca.Ku alatan éta, perenah rasional panels photovoltaic dina hateup rumah kaca janten titik konci aplikasi.Rumah kaca pertanian mangrupikeun produk tina kombinasi organik tatanén tatanén sareng fasilitas kebon, sareng éta mangrupikeun industri pertanian inovatif anu ngahijikeun pembangkit listrik fotovoltaik, wisata tatanén, pepelakan tatanén, téknologi tatanén, bentang sareng pamekaran budaya.

Desain inovatif grup rumah kaca kalayan interaksi énergi diantara tipena béda rumah kaca

Guo Wenzhong, panalungtik di Beijing Academy of Agricultural and Forestry Sciences, ngagunakeun métode pemanasan transfer énérgi antara imah kaca pikeun ngumpulkeun énergi panas sésana dina hiji atawa leuwih imah kaca pikeun panas imah kaca séjén atawa leuwih.Metoda pemanasan ieu nyadar mindahkeun énergi rumah kaca dina waktu jeung spasi, ngaronjatkeun efisiensi utilization énérgi tina énergi panas rumah kaca sésana, sarta ngurangan total konsumsi énergi pemanasan.Dua jinis rumah kaca tiasa janten jinis rumah kaca anu béda atanapi jinis rumah kaca anu sami pikeun melak rupa-rupa pepelakan, sapertos rumah kaca apu sareng tomat.Métode ngumpulkeun panas utamana kaasup ékstraksi panas hawa jero rohangan jeung langsung intercepting radiasi kajadian.Ngaliwatan kempelan tanaga surya, convection kapaksa ku exchanger panas sarta ékstraksi kapaksa ku pompa panas, panas surplus di rumah kaca-énergi tinggi ieu sasari pikeun pemanasan rumah kaca.

nyimpulkeun

Ieu imah kaca surya anyar boga kaunggulan tina assembly gancang, periode konstruksi disingget tur tingkat utilization lahan ningkat.Ku alatan éta, perlu leuwih ngajajah kinerja ieu imah kaca anyar di wewengkon béda, sarta nyadiakeun kamungkinan pikeun popularization skala badag sarta aplikasi imah kaca anyar.Dina waktu nu sarua, perlu terus-terusan nguatkeun aplikasi énergi anyar jeung bahan anyar di imah kaca, ku kituna nyadiakeun kakuatan pikeun reformasi struktural imah kaca.

Prospek sareng pamikiran kahareup

Rumah kaca tradisional sering gaduh sababaraha kalemahan, sapertos konsumsi énérgi anu luhur, tingkat pamanfaatan lahan anu rendah, nyéépkeun waktos sareng ngonsumsi tenaga kerja, kinerja anu goréng, jsb. ngaleungitkeun.Ku alatan éta, éta trend ngembangkeun ngagunakeun sumber énergi anyar kayaning tanaga surya, énergi biomassa, énérgi panas bumi jeung énergi angin, bahan aplikasi rumah kaca anyar jeung desain anyar pikeun ngamajukeun parobahan struktural rumah kaca.Munggaran sadaya, rumah kaca anyar disetir ku énergi anyar jeung bahan anyar teu kudu ngan minuhan kaperluan operasi mechanized, tapi ogé ngahemat énergi, taneuh jeung ongkos.Kadua, perlu terus-terusan ngajalajah kinerja imah kaca anyar di daérah anu béda-béda, ku kituna nyayogikeun kaayaan pikeun populérisasi rumah kaca skala ageung.Dina mangsa nu bakal datang, urang kudu salajengna neangan énérgi anyar jeung bahan anyar cocog pikeun aplikasi rumah kaca, sarta manggihan kombinasi pangalusna énergi anyar, bahan anyar jeung rumah kaca, ku kituna nyieun mungkin pikeun ngawangun rumah kaca anyar kalawan béaya rendah, konstruksi pondok. jaman, konsumsi énérgi lemah sareng kinerja alus teuing, mantuan parobahan struktur rumah kaca jeung ngamajukeun ngembangkeun modernisasi imah kaca di Cina.

Sanajan aplikasi tanaga anyar, bahan anyar jeung desain anyar dina konstruksi rumah kaca mangrupa trend dilawan, masih aya loba masalah pikeun nalungtik tur nungkulan: (1) ongkos konstruksi naek.Dibandingkeun jeung pemanasan tradisional jeung batubara, gas alam atawa minyak, aplikasi énergi anyar jeung bahan anyar téh ramah lingkungan jeung polusi-gratis, tapi biaya konstruksi ngaronjat sacara signifikan, nu boga dampak tangtu dina recovery investasi produksi jeung operasi. .Dibandingkeun sareng panggunaan énergi, biaya bahan énggal bakal ningkat sacara signifikan.(2) Unstable utilization énergi panas.Kauntungan pangbadagna tina utilization énergi anyar nyaéta béaya rendah operasi sarta émisi karbon dioksida low, tapi suplai énergi jeung panas teu stabil, sarta poé mendung jadi faktor pangwatesan pangbadagna dina utilization tanaga surya.Dina prosés produksi panas biomassa ku fermentasi, utilization éféktif énergi ieu diwatesan ku masalah énergi panas fermentasi low, manajemén hésé tur kontrol, sarta gudang badag pikeun transportasi bahan baku.(3) Kematangan téhnologi.Téknologi ieu anu dianggo ku énergi énggal sareng bahan énggal mangrupikeun panalitian maju sareng prestasi téknologi, sareng aréa sareng wengkuan aplikasina masih terbatas.Aranjeunna teu lulus sababaraha kali, loba situs na verifikasi prakték badag skala, sarta aya inevitably sababaraha deficiencies jeung eusi teknis anu kudu ningkat dina aplikasi.Pamaké sering nampik kamajuan téknologi kusabab kakurangan minor.(4) Laju penetrasi téknologi rendah.Aplikasi anu lega pikeun prestasi ilmiah sareng téknologi butuh popularitas anu tangtu.Ayeuna, tanaga anyar, téknologi anyar sareng téknologi desain rumah kaca anyar sadayana aya dina tim pusat panalungtikan ilmiah di paguron luhur anu gaduh kamampuan inovasi anu tangtu, sareng seueur anu nungtut téknis atanapi desainer masih henteu terang;Dina waktos anu sami, ngapopulérkeun sareng aplikasi téknologi anyar masih rada terbatas sabab alat-alat inti téknologi anyar dipaténkeun.(5) Integrasi énergi anyar, bahan anyar sareng desain struktur rumah kaca kedah dikuatkeun deui.Kusabab tanaga, bahan sareng desain struktur rumah kaca milik tilu disiplin anu béda, bakat sareng pangalaman desain rumah kaca sering kakurangan panalungtikan ngeunaan énergi sareng bahan anu aya hubunganana sareng rumah kaca, sareng sabalikna;Ku alatan éta, panalungtik patali énergi jeung bahan panalungtikan perlu nguatkeun panalungtikan sarta pamahaman kaperluan sabenerna ngembangkeun industri rumah kaca, sarta désainer struktural ogé kudu diajar bahan anyar jeung énergi anyar pikeun ngamajukeun integrasi jero tina tilu hubungan, ku kituna pikeun ngahontal. Tujuan tina téhnologi panalungtikan rumah kaca praktis, ongkos konstruksi low jeung pangaruh pamakéan alus.Dumasar kana pasualan-pasualan di luhur, diusulkeun yén nagara, pamaréntah daérah jeung pusat-pusat panalungtikan ilmiah kudu ngagiatkeun panalungtikan téhnis, ngayakeun panalungtikan babarengan sacara jero, nguatkeun publisitas prestasi ilmiah jeung téhnologis, ngaronjatkeun popularisasi prestasi, jeung gancang ngawujudkeun Tujuan énergi anyar jeung bahan anyar pikeun mantuan ngembangkeun anyar industri rumah kaca.

Inpo dicutat

Li Jianming, Sun Guotao, Li Haojie, Li Rui, Hu Yixin.Énergi anyar, bahan anyar jeung desain anyar mantuan revolusi anyar rumah kaca [J].Sayuran, 2022, (10): 1-8.