Li Jianming, Sun Guotao და ა.შ.სათბურის მებაღეობის სასოფლო-სამეურნეო ინჟინერიის ტექნოლოგია2022-11-21 17:42 გამოქვეყნდა პეკინში

ბოლო წლებში სათბურების ინდუსტრია აქტიურად ვითარდება. სათბურების განვითარება არა მხოლოდ აუმჯობესებს მიწის გამოყენების მაჩვენებელს და სასოფლო-სამეურნეო პროდუქციის წარმოების მაჩვენებელს, არამედ წყვეტს ხილისა და ბოსტნეულის მიწოდების პრობლემას არასეზონურ პერიოდში. თუმცა, სათბურები ასევე უპრეცედენტო გამოწვევების წინაშე დგანან. თავდაპირველმა ნაგებობებმა, გათბობის მეთოდებმა და სტრუქტურულმა ფორმებმა გარემოსდაცვითი და განვითარებისადმი წინააღმდეგობა გამოიწვია. სათბურის სტრუქტურის შესაცვლელად სასწრაფოდ საჭიროა ახალი მასალები და ახალი დიზაინი, ხოლო ენერგიის დაზოგვისა და გარემოს დაცვის მიზნების მისაღწევად, ასევე წარმოებისა და შემოსავლის გაზრდის მიზნით სასწრაფოდ საჭიროა ახალი ენერგიის წყაროები.

ეს სტატია განიხილავს თემას „ახალი ენერგია, ახალი მასალები, ახალი დიზაინი სათბურის ახალი რევოლუციის დასახმარებლად“, მათ შორის მზის ენერგიის, ბიომასის ენერგიის, გეოთერმული ენერგიის და სხვა ახალი ენერგიის წყაროების კვლევასა და ინოვაციას სათბურებში, ახალი მასალების კვლევასა და გამოყენებას საფარის, თბოიზოლაციის, კედლებისა და სხვა აღჭურვილობისთვის, ასევე სამომავლო პერსპექტივებს და ახალი ენერგიის, ახალი მასალებისა და ახალი დიზაინის განხილვას სათბურის რეფორმის დასახმარებლად, რათა უზრუნველყოს მითითება ინდუსტრიისთვის.

ინფრასტრუქტურული სოფლის მეურნეობის განვითარება პოლიტიკური მოთხოვნა და გარდაუვალი არჩევანია მნიშვნელოვანი ინსტრუქციებისა და ცენტრალური მთავრობის გადაწყვეტილების მიღების სულისკვეთების განსახორციელებლად. 2020 წელს ჩინეთში დაცული სოფლის მეურნეობის მთლიანი ფართობი 2.8 მილიონი ჰმ2 იქნება, ხოლო გამომავალი ღირებულება 1 ტრილიონ იუანს გადააჭარბებს. ეს მნიშვნელოვანი გზაა სათბურის წარმოების შესაძლებლობების გასაუმჯობესებლად, სათბურის განათების და თბოიზოლაციის მახასიათებლების გასაუმჯობესებლად ახალი ენერგიის, ახალი მასალებისა და სათბურის ახალი დიზაინის გამოყენებით. ტრადიციული სათბურის წარმოებას ბევრი ნაკლი აქვს, როგორიცაა ქვანახშირის, მაზუთის და სხვა ენერგიის წყაროების გამოყენება ტრადიციულ სათბურებში გათბობისა და გასათბობად, რაც იწვევს დიდი რაოდენობით დიოქსიდის გამოყოფას, რაც სერიოზულად აბინძურებს გარემოს, ხოლო ბუნებრივი აირი, ელექტროენერგია და სხვა ენერგიის წყაროები ზრდის სათბურების ექსპლუატაციის ხარჯებს. სათბურის კედლებისთვის ტრადიციული სითბოს შენახვის მასალები ძირითადად თიხა და აგურია, რომლებიც ბევრს მოიხმარენ და სერიოზულ ზიანს აყენებენ მიწის რესურსებს. ტრადიციული მზის სათბურის მიწის გამოყენების ეფექტურობა მიწის კედლით მხოლოდ 40%-50%-ია, ხოლო ჩვეულებრივ სათბურს აქვს სითბოს შენახვის სუსტი შესაძლებლობა, ამიტომ მას არ შეუძლია ზამთრის განმავლობაში თბილი ბოსტნეულის წარმოება ჩრდილოეთ ჩინეთში. ამგვარად, სათბურის ცვლილებების, ანუ ფუნდამენტური კვლევის ხელშეწყობის ძირითადი მიზანი სათბურის დიზაინში, ახალი მასალებისა და ახალი ენერგიის კვლევასა და განვითარებაშია. ეს სტატია ფოკუსირებული იქნება სათბურებში ახალი ენერგიის წყაროების კვლევასა და ინოვაციაზე, შეაჯამებს ახალი ენერგიის წყაროების, როგორიცაა მზის ენერგია, ბიომასის ენერგია, გეოთერმული ენერგია, ქარის ენერგია და ახალი გამჭვირვალე საფარის მასალები, თბოიზოლაციის მასალები და კედლის მასალები სათბურებში, გააანალიზებს ახალი ენერგიისა და ახალი მასალების გამოყენებას ახალი სათბურის მშენებლობაში და დაელოდება მათ როლს სათბურის მომავალ განვითარებასა და ტრანსფორმაციაში.

ახალი ენერგიის სათბურის კვლევა და ინოვაცია

სოფლის მეურნეობის უდიდესი გამოყენების პოტენციალის მქონე მწვანე ახალი ენერგია მოიცავს მზის ენერგიას, გეოთერმულ ენერგიას და ბიომასის ენერგიას, ან სხვადასხვა ახალი ენერგიის წყაროების ყოვლისმომცველ გამოყენებას, რათა ერთმანეთის ძლიერი მხარეებიდან სწავლის გზით მივაღწიოთ ენერგიის ეფექტურ გამოყენებას.

მზის ენერგია/ენერგია

მზის ენერგიის ტექნოლოგია დაბალნახშირბადიანი, ეფექტური და მდგრადი ენერგომომარაგების რეჟიმია და ჩინეთის სტრატეგიულად განვითარებადი ინდუსტრიების მნიშვნელოვან კომპონენტს წარმოადგენს. მომავალში ის ჩინეთის ენერგეტიკული სტრუქტურის ტრანსფორმაციისა და განახლების გარდაუვალი არჩევანი გახდება. ენერგიის გამოყენების თვალსაზრისით, სათბური თავად მზის ენერგიის გამოყენების ობიექტია. სათბურის ეფექტის მეშვეობით, მზის ენერგია გროვდება შენობაში, იზრდება სათბურის ტემპერატურა და უზრუნველყოფილია მოსავლის ზრდისთვის საჭირო სითბო. სათბურის მცენარეების ფოტოსინთეზის მთავარი ენერგიის წყაროა მზის პირდაპირი სხივები, რაც მზის ენერგიის პირდაპირ გამოყენებას წარმოადგენს.

01 ფოტოელექტრული ენერგიის გენერაცია სითბოს გენერირებისთვის

ფოტოელექტრული ენერგიის გენერაცია არის ტექნოლოგია, რომელიც პირდაპირ გარდაქმნის სინათლის ენერგიას ელექტროენერგიად ფოტოელექტრული ეფექტის საფუძველზე. ამ ტექნოლოგიის ძირითადი ელემენტია მზის უჯრედი. როდესაც მზის ენერგია თანმიმდევრულად ან პარალელურად ანათებს მზის პანელების მასივს, ნახევარგამტარული კომპონენტები პირდაპირ გარდაქმნიან მზის რადიაციის ენერგიას ელექტროენერგიად. ფოტოელექტრულ ტექნოლოგიას შეუძლია პირდაპირ გარდაქმნას სინათლის ენერგია ელექტროენერგიად, შეინახოს ელექტროენერგია ბატარეების საშუალებით და გაათბოს სათბური ღამით, მაგრამ მისი მაღალი ღირებულება ზღუდავს მის შემდგომ განვითარებას. კვლევითმა ჯგუფმა შეიმუშავა ფოტოელექტრული გრაფენის გამათბობელი მოწყობილობა, რომელიც შედგება მოქნილი ფოტოელექტრული პანელებისგან, ყველაფერში ერთში უკუქცევითი მართვის მანქანისგან, დამზოგავი ბატარეისგან და გრაფენის გამათბობელი ღეროსგან. დარგვის ხაზის სიგრძის მიხედვით, გრაფენის გამათბობელი ღერო იმალება სუბსტრატის ტომრის ქვეშ. დღის განმავლობაში, ფოტოელექტრული პანელები შთანთქავენ მზის რადიაციას ელექტროენერგიის გამოსამუშავებლად და შესანახად ბატარეაში, შემდეგ კი ელექტროენერგია გამოიყოფა ღამით გრაფენის გამათბობელი ღეროსთვის. ფაქტობრივი გაზომვისას გამოყენებულია ტემპერატურის კონტროლის რეჟიმი, რომელიც იწყება 17℃-დან და მთავრდება 19℃-ზე. ღამით (მეორე დღეს 20:00-08:00) 8 საათის განმავლობაში მუშაობისას, მცენარეების ერთი რიგის გათბობის ენერგომოხმარება 1.24 კვტ·სთ-ია, ხოლო სუბსტრატის ტომრის საშუალო ტემპერატურა ღამით 19.2℃-ია, რაც 3.5 ~ 5.3℃-ით მეტია საკონტროლო მეთოდთან შედარებით. გათბობის ეს მეთოდი ფოტოელექტრულ ელექტროენერგიის გენერაციასთან ერთად წყვეტს ზამთარში სათბურის გათბობისას მაღალი ენერგომოხმარებისა და მაღალი დაბინძურების პრობლემებს.

02 ფოტოთერმული გარდაქმნა და გამოყენება

მზის ფოტოთერმული კონვერსია გულისხმობს ფოტოთერმული კონვერსიის მასალებისგან დამზადებული სპეციალური მზის შუქის შემგროვებელი ზედაპირის გამოყენებას, რათა შეაგროვოს და შთანთქოს მასზე გამოსხივებული მზის ენერგია რაც შეიძლება მეტი და გარდაქმნას სითბურ ენერგიად. მზის ფოტოელექტრულ გამოყენებასთან შედარებით, მზის ფოტოთერმული გამოყენება ზრდის ახლო ინფრაწითელი დიაპაზონის შთანთქმას, ამიტომ მას აქვს მზის სინათლის უფრო მაღალი ენერგოეფექტურობა, დაბალი ღირებულება და განვითარებული ტექნოლოგია და წარმოადგენს მზის ენერგიის გამოყენების ყველაზე ფართოდ გამოყენებულ გზას.

ჩინეთში ფოტოთერმული გარდაქმნისა და გამოყენების ყველაზე განვითარებული ტექნოლოგია მზის კოლექტორია, რომლის ძირითადი კომპონენტია სითბოს შთამნთქმელი ფირფიტისებრი ბირთვი შერჩევითი შთამნთქმელი საფარით, რომელსაც შეუძლია საფარის ფირფიტაში გამავალი მზის რადიაციის ენერგია თერმულ ენერგიად გარდაქმნას და სითბოს შთამნთქმელ სამუშაო გარემოში გადასცეს. მზის კოლექტორები შეიძლება დაიყოს ორ კატეგორიად იმის მიხედვით, არის თუ არა კოლექტორში ვაკუუმური სივრცე: ბრტყელი მზის კოლექტორები და ვაკუუმური მილისებრი მზის კოლექტორები; კონცენტრირებული მზის კოლექტორები და არაკონცენტრირებული მზის კოლექტორები იმის მიხედვით, იცვლის თუ არა მზის რადიაცია მიმართულებას დღის განათების პორტში; და თხევადი მზის კოლექტორები და ჰაერის მზის კოლექტორები სითბოს გადაცემის სამუშაო გარემოს ტიპის მიხედვით.

სათბურებში მზის ენერგიის გამოყენება ძირითადად სხვადასხვა ტიპის მზის კოლექტორების მეშვეობით ხორციელდება. მაროკოში, იბნ ზორის უნივერსიტეტმა, სათბურის დათბობისთვის შეიმუშავა აქტიური მზის ენერგიის გათბობის სისტემა (ASHS), რომელსაც ზამთარში პომიდვრის მთლიანი წარმოების 55%-ით გაზრდა შეუძლია. ჩინეთის სოფლის მეურნეობის უნივერსიტეტმა შეიმუშავა და შეიმუშავა ზედაპირული გამაგრილებელი-ვენტილატორიანი შემგროვებელი და გამტარი სისტემის ნაკრები, სითბოს შეგროვების ტევადობით 390.6~693.0 მჯ და წამოაყენა იდეა, რომ სითბოს შეგროვების პროცესი სითბოს დაგროვების პროცესისგან გამოეყოს თბოტუმბოთი. იტალიის ბარის უნივერსიტეტმა შეიმუშავა სათბურის პოლიგენერაციული გათბობის სისტემა, რომელიც შედგება მზის ენერგიის სისტემისა და ჰაერ-წყლის თბოტუმბოსგან და შეუძლია ჰაერის ტემპერატურის 3.6%-ით და ნიადაგის ტემპერატურის 92%-ით გაზრდა. კვლევითმა ჯგუფმა შეიმუშავა აქტიური მზის სითბოს შემგროვებელი მოწყობილობა ცვლადი დახრილობის კუთხით მზის სათბურისთვის და დამხმარე სითბოს დაგროვების მოწყობილობა სათბურის წყლის ობიექტისთვის ამინდის პირობების მიხედვით. აქტიური მზის სითბოს შეგროვების ტექნოლოგია ცვლადი დახრილობის მქონე არღვევს ტრადიციული სათბურის სითბოს შემგროვებელი აღჭურვილობის შეზღუდვებს, როგორიცაა შეზღუდული სითბოს შეგროვების მოცულობა, დაჩრდილვა და კულტივირებული მიწის დაკავება. მზის სათბურის სპეციალური სათბურის სტრუქტურის გამოყენებით, სათბურის არადარგული სივრცე სრულად არის გამოყენებული, რაც მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს სათბურის სივრცის გამოყენების ეფექტურობას. ტიპიური მზიანი მუშაობის პირობებში, ცვლადი დახრილობის მქონე აქტიური მზის სითბოს შეგროვების სისტემა აღწევს 1.9 მჯ/(მ2სთ), ენერგიის გამოყენების ეფექტურობა აღწევს 85.1%-ს, ხოლო ენერგიის დაზოგვის მაჩვენებელი 77%-ია. სათბურის სითბოს შენახვის ტექნოლოგიაში დაყენებულია მრავალფაზიანი ცვლილების სითბოს შენახვის სტრუქტურა, იზრდება სითბოს შენახვის მოწყობილობის სითბოს შენახვის მოცულობა და ხორციელდება მოწყობილობიდან სითბოს ნელი გამოყოფა, რათა ეფექტურად იქნას გამოყენებული სათბურის მზის სითბოს შეგროვების მოწყობილობის მიერ შეგროვებული სითბო.

ბიომასის ენერგია

ახალი ობიექტის სტრუქტურა შენდება ბიომასის სითბოს წარმომქმნელი მოწყობილობისა და სათბურის შერწყმით, ხოლო ბიომასის ნედლეული, როგორიცაა ღორის ნაკელი, სოკოს ნარჩენები და ჩალა, კომპოსტირდება სითბოს წარმოსაქმნელად, ხოლო გენერირებული თერმული ენერგია პირდაპირ მიეწოდება სათბურს [5]. ბიომასის დუღილის გამათბობელი ავზის გარეშე არსებულ სათბურთან შედარებით, გამათბობელ სათბურს შეუძლია ეფექტურად გაზარდოს მიწის ტემპერატურა სათბურში და შეინარჩუნოს ნიადაგში მოყვანილი კულტურების ფესვების სათანადო ტემპერატურა ზამთარში ნორმალურ კლიმატში. მაგალითად, ერთშრიანი ასიმეტრიული თბოიზოლაციის სათბურის 17 მ სიგანისა და 30 მ სიგრძის გამოყენებით, 8 მ სასოფლო-სამეურნეო ნარჩენების (პომიდვრის ჩალისა და ღორის ნაკელის შერეული) დამატება დახურულ დუღილის ავზში ბუნებრივი დუღილისთვის გროვის გადაბრუნების გარეშე, შეიძლება გაზარდოს სათბურის საშუალო დღიური ტემპერატურა 4.2℃-ით ზამთარში, ხოლო საშუალო დღიური მინიმალური ტემპერატურა შეიძლება მიაღწიოს 4.6℃-ს.

ბიომასის კონტროლირებადი დუღილის ენერგიის გამოყენება არის დუღილის მეთოდი, რომელიც იყენებს ინსტრუმენტებსა და აღჭურვილობას დუღილის პროცესის საკონტროლებლად, რათა სწრაფად მიიღოთ და ეფექტურად გამოიყენოთ ბიომასის თერმული ენერგია და CO2 აირისებრი სასუქი, რომელთა შორის ვენტილაცია და ტენიანობა ბიომასის დუღილის სითბოს და აირის წარმოების რეგულირების ძირითადი ფაქტორებია. ვენტილირებად პირობებში, დუღილის გროვაში აერობული მიკროორგანიზმები სასიცოცხლო აქტივობებისთვის ჟანგბადს იყენებენ და გენერირებული ენერგიის ნაწილი საკუთარი სასიცოცხლო აქტივობებისთვის გამოიყენება, ხოლო ენერგიის ნაწილი გარემოში გამოიყოფა სითბური ენერგიის სახით, რაც სასარგებლოა გარემოს ტემპერატურის აწევისთვის. წყალი მონაწილეობს მთელ დუღილის პროცესში, უზრუნველყოფს მიკრობული აქტივობებისთვის აუცილებელ ხსნად საკვებ ნივთიერებებს და ამავდროულად, წყლის მეშვეობით გამოყოფს გროვის სითბოს ორთქლის სახით, რათა შეამციროს გროვის ტემპერატურა, გაახანგრძლივოს მიკროორგანიზმების სიცოცხლე და გაზარდოს გროვის მოცულობითი ტემპერატურა. დუღილის ავზში ჩალის გამორეცხვის მოწყობილობის დაყენებამ შეიძლება ზამთარში ოთახის ტემპერატურა 3-5°C-ით გაზარდოს, გააძლიეროს მცენარის ფოტოსინთეზი და 29.6%-ით გაზარდოს პომიდვრის მოსავლიანობა.

გეოთერმული ენერგია

ჩინეთი მდიდარია გეოთერმული რესურსებით. ამჟამად, სასოფლო-სამეურნეო ობიექტებისთვის გეოთერმული ენერგიის გამოყენების ყველაზე გავრცელებული გზაა მიწისქვეშა თბოტუმბოს გამოყენება, რომელსაც შეუძლია დაბალი ხარისხის თბოენერგიიდან მაღალი ხარისხის თბოენერგიად გარდაქმნა მაღალი ხარისხის ენერგიის (მაგალითად, ელექტროენერგიის) მცირე რაოდენობით შეყვანით. ტრადიციული სათბურის გათბობის ზომებისგან განსხვავებით, მიწისქვეშა თბოტუმბოს გათბობას შეუძლია არა მხოლოდ მნიშვნელოვანი გათბობის ეფექტის მიღწევა, არამედ სათბურის გაგრილების და სათბურში ტენიანობის შემცირების უნარიც. მიწისქვეშა თბოტუმბოს გამოყენების კვლევა საცხოვრებელი მშენებლობის სფეროში საკმაოდ განვითარებულია. მიწისქვეშა თბოტუმბოს გათბობისა და გაგრილების სიმძლავრეზე გავლენის მქონე ძირითადი ნაწილია მიწისქვეშა თბოგაცვლის მოდული, რომელიც ძირითადად მოიცავს დამარხულ მილებს, მიწისქვეშა ჭაბურღილებს და ა.შ. ამ ნაწილის კვლევის ფოკუსი ყოველთვის იყო მიწისქვეშა თბოგაცვლის სისტემის დაპროექტება დაბალანსებული ხარჯებითა და ეფექტით. ამავდროულად, მიწისქვეშა ნიადაგის ფენის ტემპერატურის ცვლილება მიწისქვეშა თბოტუმბოს გამოყენებისას ასევე გავლენას ახდენს თბოტუმბოს სისტემის გამოყენების ეფექტზე. ზაფხულში სათბურის გასაგრილებლად და თერმული ენერგიის ნიადაგის ღრმა ფენაში შესანახად მიწისქვეშა თბოტუმბოს გამოყენებამ შეიძლება შეამსუბუქოს მიწისქვეშა ნიადაგის ფენის ტემპერატურის ვარდნა და გააუმჯობესოს მიწისქვეშა თბოტუმბოს სითბოს წარმოების ეფექტურობა ზამთარში.

ამჟამად, მიწისზედა თბოტუმბოს მუშაობისა და ეფექტურობის კვლევის ფარგლებში, ფაქტობრივი ექსპერიმენტული მონაცემების საფუძველზე, TOUGH2 და TRNSYS პროგრამული უზრუნველყოფის გამოყენებით შექმნილია რიცხვითი მოდელი, რომლის დასკვნითაც დადგინდა, რომ მიწისზედა თბოტუმბოს გათბობის მუშაობა და მუშაობის კოეფიციენტი (COP) შეიძლება მიაღწიოს 3.0-4.5-ს, რაც კარგ გაგრილების და გათბობის ეფექტს იძლევა. სითბოს ტუმბოს სისტემის მუშაობის სტრატეგიის კვლევისას, ფუ იუნჟუნმა და სხვებმა აღმოაჩინეს, რომ დატვირთვის მხარეს ნაკადთან შედარებით, მიწისზედა დინებას უფრო დიდი გავლენა აქვს ბლოკის მუშაობასა და ჩამარხული მილის სითბოს გადაცემის მუშაობაზე. ნაკადის დაყენების პირობებში, ბლოკის მაქსიმალური COP მნიშვნელობა შეიძლება მიაღწიოს 4.17-ს 2 საათის განმავლობაში მუშაობისა და 2 საათის განმავლობაში გაჩერების ოპერაციული სქემის გამოყენებით; ში ჰუიქსიანმა და სხვებმა გამოიყენეს წყლის დაგროვების გაგრილების სისტემის წყვეტილი მუშაობის რეჟიმი. ზაფხულში, როდესაც ტემპერატურა მაღალია, მთელი ენერგომომარაგების სისტემის COP შეიძლება მიაღწიოს 3.80-ს.

ღრმა ნიადაგის სითბოს შენახვის ტექნოლოგია სათბურში

სათბურში ღრმა ნიადაგის სითბოს შენახვას ასევე „სითბოს შენახვის ბანკს“ უწოდებენ. ზამთარში სიცივისგან გამოწვეული ზიანი და ზაფხულში მაღალი ტემპერატურა სათბურის წარმოების მთავარ დაბრკოლებებს წარმოადგენს. ღრმა ნიადაგის სითბოს შენახვის ძლიერი უნარის საფუძველზე, კვლევითმა ჯგუფმა შეიმუშავა სათბურის მიწისქვეშა ღრმა სითბოს შენახვის მოწყობილობა. მოწყობილობა წარმოადგენს ორშრიან პარალელურ სითბოს გადაცემის მილსადენს, რომელიც ჩაფლულია სათბურში 1.5-2.5 მეტრის სიღრმეზე, ჰაერის შესასვლელით სათბურის ზედა ნაწილში და ჰაერის გამოსასვლელით მიწაზე. როდესაც სათბურში ტემპერატურა მაღალია, შიდა ჰაერი ვენტილატორის მეშვეობით იძულებით იტუმბება მიწაში სითბოს შესანახად და ტემპერატურის შესამცირებლად. როდესაც სათბურის ტემპერატურა დაბალია, ნიადაგიდან სითბო გამოიყოფა სათბურის გასათბობად. წარმოებისა და გამოყენების შედეგები აჩვენებს, რომ მოწყობილობას შეუძლია სათბურის ტემპერატურის გაზრდა 2.3°C-ით ზამთრის ღამით, შიდა ტემპერატურის შემცირება 2.6°C-ით ზაფხულში და პომიდვრის მოსავლიანობის გაზრდა 1500 კგ-ით 667 მეტრზე.²მოწყობილობა სრულად იყენებს „ზამთარში სითბოს და ზაფხულში სიგრილეს“ და ღრმა მიწისქვეშა ნიადაგის „მუდმივ ტემპერატურას“ მახასიათებლებს, უზრუნველყოფს სათბურისთვის „ენერგიის წვდომის ბანკს“ და უწყვეტად ასრულებს სათბურის გაგრილების და გათბობის დამხმარე ფუნქციებს.

მრავალენერგეტიკული კოორდინაცია

სათბურის გასათბობად ორი ან მეტი ენერგიის ტიპის გამოყენება ეფექტურად ანაზღაურებს ერთი ენერგიის ტიპის ნაკლოვანებებს და გამოავლენს „ერთს პლუს ერთი ორზე მეტია“ სუპერპოზიციის ეფექტს. გეოთერმულ ენერგიასა და მზის ენერგიას შორის დამატებითი თანამშრომლობა ბოლო წლებში სოფლის მეურნეობის წარმოებაში ახალი ენერგიის გამოყენების კვლევის ცენტრს წარმოადგენს. ემიმ და მისმა კოლეგებმა შეისწავლეს მრავალწყაროიანი ენერგეტიკული სისტემა (სურათი 1), რომელიც აღჭურვილია ფოტოელექტრულ-თერმული ჰიბრიდული მზის კოლექტორით. ჩვეულებრივ ჰაერ-წყლის თბოტუმბო სისტემასთან შედარებით, მრავალწყაროიანი ენერგეტიკული სისტემის ენერგოეფექტურობა გაუმჯობესებულია 16%-25%-ით. ჟენგმა და მისმა კოლეგებმა შეიმუშავეს მზის ენერგიისა და მიწის წყაროს თბოტუმბოს ახალი ტიპის შეწყვილებული სითბოს შენახვის სისტემა. მზის კოლექტორის სისტემას შეუძლია გათბობის მაღალი ხარისხის სეზონური შენახვის განხორციელება, ანუ ზამთარში მაღალი ხარისხის გათბობა და ზაფხულში მაღალი ხარისხის გაგრილება. სისტემაში კარგად მუშაობს ჩამარხული მილისებრი თბოგამცვლელი და წყვეტილი სითბოს შენახვის ავზი, ხოლო სისტემის COP მნიშვნელობამ შეიძლება 6.96-ს მიაღწიოს.

მზის ენერგიასთან ერთად, მისი მიზანია სათბურში კომერციული ენერგიის მოხმარების შემცირება და მზის ენერგიის მიწოდების სტაბილურობის გაზრდა. ვან იამ და მისმა კოლეგებმა წარმოადგინეს მზის ენერგიის გენერაციის კომერციულ ენერგიასთან შერწყმის ახალი ინტელექტუალური მართვის ტექნოლოგიური სქემა სათბურის გათბობისთვის, რომელსაც შეუძლია გამოიყენოს ფოტოელექტრული ენერგია სინათლის არსებობისას და გარდაქმნას იგი კომერციულ ენერგიად სინათლის არარსებობის შემთხვევაში, მნიშვნელოვნად შეამციროს დატვირთვის სიმძლავრის დეფიციტის მაჩვენებელი და შეამციროს ეკონომიკური ხარჯები ბატარეების გამოყენების გარეშე.

მზის ენერგიის, ბიომასის ენერგიისა და ელექტროენერგიის ერთობლივი გამოყენებით შესაძლებელია სათბურების გათბობა, რაც ასევე მაღალი გათბობის ეფექტურობის მიღწევას უწყობს ხელს. ჟანგ ლიანგრუიმ და სხვებმა მზის ვაკუუმური მილის სითბოს შეგროვების სისტემა ხეობის ელექტროენერგიის სითბოს დაგროვების წყლის ავზთან გააერთიანეს. სათბურის გათბობის სისტემას კარგი თერმული კომფორტი აქვს და სისტემის საშუალო გათბობის ეფექტურობა 68.70%-ია. ელექტრო სითბოს დაგროვების წყლის ავზი ბიომასის გამათბობელი წყლის დაგროვების მოწყობილობაა ელექტრო გათბობით. გათბობის ბოლოში წყლის შესასვლელის ყველაზე დაბალი ტემპერატურა დგინდება და სისტემის მუშაობის სტრატეგია განისაზღვრება მზის სითბოს შემგროვებელი ნაწილისა და ბიომასის სითბოს დაგროვების ნაწილის წყლის შენახვის ტემპერატურის მიხედვით, რათა გათბობის ბოლოში სტაბილური გათბობის ტემპერატურა მიღწეულ იქნას და ელექტროენერგია და ბიომასის ენერგეტიკული მასალები მაქსიმალურად დაიზოგოს.

ახალი სათბურის მასალების ინოვაციური კვლევა და გამოყენება

სათბურის ფართობის გაფართოებასთან ერთად, სულ უფრო მეტად ვლინდება ტრადიციული სათბურის მასალების, როგორიცაა აგური და მიწა, გამოყენების ნაკლოვანებები. ამიტომ, სათბურის თერმული მახასიათებლების შემდგომი გაუმჯობესებისა და თანამედროვე სათბურის განვითარების საჭიროებების დასაკმაყოფილებლად, მიმდინარეობს ახალი გამჭვირვალე საფარის მასალების, თბოიზოლაციის მასალებისა და კედლის მასალების მრავალი კვლევა და გამოყენება.

ახალი გამჭვირვალე საფარის მასალების კვლევა და გამოყენება

სათბურისთვის განკუთვნილი გამჭვირვალე საფარის მასალები ძირითადად მოიცავს პლასტმასის აპკს, მინას, მზის პანელს და ფოტოელექტრულ პანელს, რომელთა შორის პლასტმასის აპკს გამოყენების ყველაზე დიდი არეალი აქვს. ტრადიციულ სათბურის PE აპკს აქვს შემდეგი ნაკლოვანებები: მოკლე მომსახურების ვადა, არდეგრადირება და ერთჯერადი ფუნქცია. ამჟამად, ფუნქციური რეაგენტების ან საფარის დამატებით შემუშავდა სხვადასხვა ახალი ფუნქციური აპკი.

სინათლის გარდაქმნის ფირი:სინათლის გარდამქმნელი ფირი ცვლის ფირის ოპტიკურ თვისებებს სინათლის გარდამქმნელი აგენტების, როგორიცაა იშვიათმიწა ელემენტები და ნანომასალები, გამოყენებით და შეუძლია ულტრაიისფერი სინათლის რეგიონის გარდაქმნა წითელ-ნარინჯისფერ და ლურჯ-იისფერ სინათლედ, რაც აუცილებელია მცენარეთა ფოტოსინთეზისთვის, რითაც იზრდება მოსავლიანობა და მცირდება ულტრაიისფერი სინათლის დაზიანება კულტურებისა და სათბურის ფირებისთვის პლასტმასის სათბურებში. მაგალითად, VTR-660 სინათლის გარდამქმნელი აგენტის შემცველი ფართოზოლოვანი იისფერ-წითელი სათბურის ფირი მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს ინფრაწითელი გამტარობას სათბურში გამოყენებისას და საკონტროლო სათბურთან შედარებით, პომიდვრის მოსავლიანობა ჰექტარზე, C ვიტამინის და ლიკოპენის შემცველობა მნიშვნელოვნად იზრდება შესაბამისად 25.71%-ით, 11.11%-ით და 33.04%-ით. თუმცა, ამჟამად, ახალი სინათლის გარდამქმნელი ფირის მომსახურების ვადა, დაშლადობა და ღირებულება ჯერ კიდევ შესწავლის საჭროა.

გაფანტული მინასათბურში გაფანტული მინა არის სპეციალური ნიმუში და მინის ზედაპირზე არეკვლის საწინააღმდეგო ტექნოლოგია, რომელსაც შეუძლია მაქსიმალურად გაზარდოს მზის სინათლის გაფანტულ სინათლედ და სათბურში შეღწევა, გააუმჯობესოს კულტურების ფოტოსინთეზის ეფექტურობა და გაზარდოს მოსავლიანობა. გაფანტული მინა სპეციალური ნიმუშების მეშვეობით სათბურში შესულ სინათლეს გაფანტულ სინათლედ გარდაქმნის და გაფანტული სინათლე უფრო თანაბრად შეიძლება გადანაწილდეს სათბურში, რაც გამორიცხავს ჩონჩხის ჩრდილის გავლენას სათბურზე. ჩვეულებრივ მცურავ მინასთან და ულტრათეთრ მცურავ მინასთან შედარებით, გაფანტული მინის სინათლის გამტარობის სტანდარტი 91.5%-ია, ხოლო ჩვეულებრივი მცურავი მინის - 88%. სათბურში სინათლის გამტარობის ყოველი 1%-იანი ზრდის შემთხვევაში, მოსავლიანობა შეიძლება გაიზარდოს დაახლოებით 3%-ით, ხოლო ხილსა და ბოსტნეულში ხსნადი შაქრისა და C ვიტამინის შემცველობა იზრდება. სათბურში გაფანტული მინა ჯერ იფარება, შემდეგ კი იწრთობა, ხოლო თვითაფეთქების მაჩვენებელი ეროვნულ სტანდარტზე მაღალია და 2‰-ს აღწევს.

ახალი თბოიზოლაციის მასალების კვლევა და გამოყენება

სათბურებში ტრადიციული თბოიზოლაციის მასალები ძირითადად მოიცავს ჩალის ხალიჩას, ქაღალდის საბანს, ნემსით დამუშავებულ თექის თბოიზოლაციის საბანს და ა.შ., რომლებიც ძირითადად გამოიყენება სახურავების შიდა და გარე თბოიზოლაციისთვის, კედლების იზოლაციისთვის და ზოგიერთი სითბოს დაგროვებისა და სითბოს შემგროვებელი მოწყობილობის თბოიზოლაციისთვის. მათ უმეტესობას აქვს ნაკლი, რომელიც ხანგრძლივი გამოყენების შემდეგ შიდა ტენიანობის გამო კარგავს თბოიზოლაციის თვისებებს. ამიტომ, ახალი მაღალი თბოიზოლაციის მასალების მრავალი გამოყენება არსებობს, რომელთა შორის კვლევის ფოკუსშია ახალი თბოიზოლაციის საბანი, სითბოს დაგროვებისა და სითბოს შემგროვებელი მოწყობილობები.

ახალი თბოიზოლაციის მასალები, როგორც წესი, მზადდება ზედაპირულად წყალგაუმტარი და დაბერებისადმი მდგრადი მასალების, როგორიცაა ნაქსოვი ფირი და დაფარული თექა, დამუშავებითა და შერევით ფუმფულა თბოიზოლაციის მასალებით, როგორიცაა შესხურებით დაფარული ბამბა, სხვადასხვა ქაშმირი და მარგალიტისებრი ბამბა. ნაქსოვი ფირის შესხურებით დაფარული ბამბის თბოიზოლაციის საბნის ტესტირება ჩატარდა ჩრდილო-აღმოსავლეთ ჩინეთში. აღმოჩნდა, რომ 500 გრამი შესხურებით დაფარული ბამბის დამატება ექვივალენტური იყო ბაზარზე არსებული 4500 გრამიანი შავი თექის თბოიზოლაციის საბნის თბოიზოლაციის მახასიათებლების. იმავე პირობებში, 700 გრამი შესხურებით დაფარული ბამბის თბოიზოლაციის მახასიათებლები გაუმჯობესდა 1-2°C-ით 500 გრამი შესხურებით დაფარული ბამბის თბოიზოლაციის საბნთან შედარებით. ამავდროულად, სხვა კვლევებმა ასევე აჩვენა, რომ ბაზარზე ფართოდ გამოყენებულ თბოიზოლაციის საბნებთან შედარებით, შესხურებით დაფარული ბამბის და სხვადასხვა ქაშმირის თბოიზოლაციის საბნების თბოიზოლაციის ეფექტი უკეთესია, შესაბამისად, 84.0% და 83.3% თბოიზოლაციის მაჩვენებლებით. როდესაც ყველაზე დაბალი გარე ტემპერატურაა -24.4°C, შიდა ტემპერატურამ შეიძლება მიაღწიოს შესაბამისად 5.4 და 4.2°C-ს. ერთჩალის საბნის იზოლაციის საბანთან შედარებით, ახალ კომპოზიტურ იზოლაციის საბანს აქვს მსუბუქი წონის, მაღალი იზოლაციის მაჩვენებლის, ძლიერი წყალგაუმტარობისა და დაბერებისადმი მდგრადობის უპირატესობები და შეიძლება გამოყენებულ იქნას, როგორც მზის სათბურებისთვის ახალი ტიპის მაღალეფექტური იზოლაციის მასალა.

ამავდროულად, სათბურის სითბოს შემგროვებელი და შენახვის მოწყობილობებისთვის განკუთვნილი თბოიზოლაციის მასალების კვლევის თანახმად, ასევე დადგინდა, რომ ერთნაირი სისქის შემთხვევაში, მრავალშრიან კომპოზიტურ თბოიზოლაციის მასალებს უკეთესი თბოიზოლაციის მახასიათებლები აქვთ, ვიდრე ერთმასალას. პროფესორ ლი ჯიანმინგის გუნდმა ჩრდილო-დასავლეთის აეროგენული და ფლორიდის უნივერსიტეტისგან შეიმუშავა და შეამოწმა სათბურის წყლის შესანახი მოწყობილობების თბოიზოლაციის 22 სახეობის მასალა, როგორიცაა ვაკუუმის დაფა, აეროგელი და რეზინის ბამბა, და გაზომა მათი თერმული თვისებები. შედეგებმა აჩვენა, რომ 80 მმ თბოიზოლაციის საფარი + აეროგელი + რეზინ-პლასტმასის თბოიზოლაციის ბამბის კომპოზიტურ საიზოლაციო მასალას შეუძლია შეამციროს სითბოს გაფრქვევა 0.367 მჯ-ით დროის ერთეულზე, 80 მმ რეზინ-პლასტმასის ბამბასთან შედარებით, ხოლო მისი სითბოს გადაცემის კოეფიციენტი იყო 0.283 ვტ/(მ2·კ), როდესაც იზოლაციის კომბინაციის სისქე 100 მმ იყო.

ფაზური ცვლის მასალა სათბურის მასალების კვლევის ერთ-ერთი ცხელი წერტილია. ჩრდილო-დასავლეთის ალებრიკისა და ფლორიდის უნივერსიტეტმა შეიმუშავა ფაზური ცვლის მასალის შესანახი ორი სახის მოწყობილობა: ერთი არის შავი პოლიეთილენისგან დამზადებული შესანახი ყუთი, რომლის ზომებია 50 სმ × 30 სმ × 14 სმ (სიგრძე × სიმაღლე × სისქე) და შევსებულია ფაზური ცვლის მასალებით, რათა მას შეეძლოს სითბოს შენახვა და სითბოს გამოყოფა; მეორე, შემუშავებულია ფაზური ცვლის კედლის დაფის ახალი ტიპი. ფაზური ცვლის კედლის დაფა შედგება ფაზური ცვლის მასალისგან, ალუმინის ფირფიტისგან, ალუმინ-პლასტმასის ფირფიტისგან და ალუმინის შენადნობისგან. ფაზური ცვლის მასალა მდებარეობს კედლის დაფის ყველაზე ცენტრალურ პოზიციაზე და მისი სპეციფიკაციაა 200 მმ × 200 მმ × 50 მმ. ის არის ფხვნილისებრი მყარი სხეული ფაზური ცვლის წინ და შემდეგ და არ არსებობს დნობის ან დინების ფენომენი. ფაზური ცვლის მასალის ოთხი კედელი, შესაბამისად, ალუმინის ფირფიტისა და ალუმინ-პლასტმასის ფირფიტისგან შედგება. ამ მოწყობილობას შეუძლია ძირითადად დღის განმავლობაში სითბოს შენახვისა და ღამით სითბოს გამოყოფის ფუნქციების შესრულება.

ამიტომ, ერთი თბოიზოლაციის მასალის გამოყენებასთან დაკავშირებით არსებობს გარკვეული პრობლემები, როგორიცაა დაბალი თბოიზოლაციის ეფექტურობა, დიდი სითბოს დანაკარგები, სითბოს შენახვის მოკლე დრო და ა.შ. ამიტომ, კომპოზიტური თბოიზოლაციის მასალის გამოყენება თბოიზოლაციის ფენად და სითბოს შენახვის მოწყობილობის შიდა და გარე თბოიზოლაციის დამფარავ ფენად შეიძლება ეფექტურად გააუმჯობესოს სათბურის თბოიზოლაციის მახასიათებლები, შეამციროს სათბურის სითბოს დანაკარგები და ამით მიაღწიოს ენერგიის დაზოგვის ეფექტს.

ახალი კედლის კვლევა და გამოყენება

როგორც ერთგვარი შემოღობილი კონსტრუქცია, კედელი წარმოადგენს მნიშვნელოვან ბარიერს სათბურის სიცივისგან დაცვისა და სითბოს შესანარჩუნებლად. კედლის მასალისა და კონსტრუქციის მიხედვით, სათბურის ჩრდილოეთ კედლის განვითარება შეიძლება დაიყოს სამ ტიპად: ერთშრიანი კედელი, დამზადებული მიწისგან, აგურისგან და ა.შ., და ფენოვანი ჩრდილოეთი კედელი, დამზადებული თიხის აგურის, ბლოკის აგურის, პოლისტიროლის დაფებისგან და ა.შ., შიდა სითბოს დაგროვებით და გარე თბოიზოლაციით, და ამ კედლების უმეტესობა შრომატევადი და შრომატევადია; ამიტომ, ბოლო წლებში გამოჩნდა კედლის მრავალი ახალი ტიპი, რომლებიც ადვილად აშენდება და შესაფერისია სწრაფი აწყობისთვის.

ახალი ტიპის აწყობილი კედლების გაჩენა ხელს უწყობს აწყობილი სათბურების სწრაფ განვითარებას, მათ შორის ახალი ტიპის კომპოზიტური კედლების გამოყენებით გარე წყალგაუმტარი და დაბერების საწინააღმდეგო ზედაპირის მასალებით და ისეთი მასალებით, როგორიცაა თექა, მარგალიტისებრი ბამბა, კოსმოსური ბამბა, მინის ბამბა ან გადამუშავებული ბამბა, როგორც თბოიზოლაციის ფენები, როგორიცაა შესხურებით შეკრული ბამბის მოქნილი აწყობილი კედლები სინძიანგში. გარდა ამისა, სხვა კვლევებში ასევე აღწერილია აწყობილი სათბურის ჩრდილოეთი კედელი სითბოს დაგროვების ფენით, როგორიცაა აგურით შევსებული ხორბლის ნაჭუჭის ნაღმტყორცნის ბლოკი სინძიანგში. იმავე გარე გარემოში, როდესაც ყველაზე დაბალი გარე ტემპერატურაა -20.8℃, ხორბლის ნაჭუჭის ნაღმტყორცნის ბლოკის კომპოზიტური კედლით მზის სათბურში ტემპერატურა 7.5℃-ია, ხოლო აგურ-ბეტონის კედლით მზის სათბურში ტემპერატურა 3.2℃-ია. აგურის სათბურში პომიდვრის მოსავლის აღების დრო შეიძლება 16 დღით გადააჭარბოს, ხოლო ერთი სათბურის მოსავლიანობა შეიძლება გაიზარდოს 18.4%-ით.

ჩრდილო-დასავლეთის აეროპორტისა და ფლორიდის უნივერსიტეტის გუნდმა წამოაყენა დიზაინის იდეა, რომლის მიხედვითაც სინათლისა და გამარტივებული კედლის დიზაინის გათვალისწინებით, ჩალის, ნიადაგის, წყლის, ქვისა და ფაზის შეცვლის მასალებისგან თბოიზოლაციისა და სითბოს დაგროვების მოდულებად გარდაქმნა შესაძლებელი გახდა, რამაც ხელი შეუწყო მოდულური აწყობილი კედლის გამოყენების კვლევას. მაგალითად, ჩვეულებრივ აგურის კედლის სათბურთან შედარებით, სათბურში საშუალო ტემპერატურა ტიპურ მზიან დღეს 4.0°C-ით მაღალია. ფაზის შეცვლის მასალისა (PCM) და ცემენტისგან დამზადებული სამი სახის არაორგანული ფაზის შეცვლის ცემენტის მოდული 74.5, 88.0 და 95.1 მჯ/მ² სითბოს აგროვებს.³და გამოყო 59.8, 67.8 და 84.2 მჯ/მ² სითბო.³, შესაბამისად. მათ აქვთ დღისით „პიკური ჭრის“, ღამით „ხეობის შევსების“, ზაფხულში სითბოს შთანთქმის და ზამთარში სითბოს გამოყოფის ფუნქციები.

ეს ახალი კედლები ადგილზე იწყობა, მოკლე მშენებლობის პერიოდითა და ხანგრძლივი მომსახურების ვადით, რაც ქმნის პირობებს მსუბუქი, გამარტივებული და სწრაფად ასაწყობი ასაწყობი სათბურების მშენებლობისთვის და მნიშვნელოვნად უწყობს ხელს სათბურების სტრუქტურულ რეფორმას. თუმცა, ამ ტიპის კედელს აქვს გარკვეული დეფექტები, როგორიცაა შესხურებით შეკრული ბამბის თბოიზოლაციის საბნის კედელი, რომელსაც აქვს შესანიშნავი თბოიზოლაციის მახასიათებლები, მაგრამ არ გააჩნია სითბოს დაგროვების უნარი, ხოლო ფაზური ცვლილების სამშენებლო მასალას აქვს მაღალი გამოყენების ღირებულება. მომავალში, ასაწყობი კედლების გამოყენების კვლევა უნდა გაძლიერდეს.

ახალი ენერგია, ახალი მასალები და ახალი დიზაინი ხელს უწყობს სათბურის სტრუქტურის შეცვლას.

ახალი ენერგიისა და ახალი მასალების კვლევა და ინოვაცია სათბურის დიზაინის ინოვაციურ საფუძველს ქმნის. ენერგოდამზოგავი მზის სათბური და თაღოვანი ფარდული ჩინეთის სასოფლო-სამეურნეო წარმოებაში ყველაზე დიდი ფარდულის კონსტრუქციებია და მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ სასოფლო-სამეურნეო წარმოებაში. თუმცა, ჩინეთის სოციალური ეკონომიკის განვითარებასთან ერთად, ორი ტიპის ობიექტის კონსტრუქციის ნაკლოვანებები სულ უფრო მეტად იჩენს თავს. პირველი, ობიექტის კონსტრუქციების სივრცე მცირეა და მექანიზაციის ხარისხი დაბალია; მეორე, ენერგოდამზოგავ მზის სათბურს აქვს კარგი თბოიზოლაცია, მაგრამ მიწის გამოყენება დაბალია, რაც სათბურის ენერგიის მიწით ჩანაცვლების ეკვივალენტურია. ჩვეულებრივ თაღოვან ფარდულს არა მხოლოდ მცირე ფართობი აქვს, არამედ ცუდი თბოიზოლაციაც აქვს. მიუხედავად იმისა, რომ მრავალმაგი სათბურს დიდი ფართობი აქვს, მას აქვს ცუდი თბოიზოლაცია და მაღალი ენერგომოხმარება. ამიტომ, აუცილებელია ჩინეთის ამჟამინდელი სოციალური და ეკონომიკური დონის შესაბამისი სათბურის სტრუქტურის კვლევა და შემუშავება, ხოლო ახალი ენერგიისა და ახალი მასალების კვლევა და შემუშავება ხელს შეუწყობს სათბურის სტრუქტურის შეცვლას და სხვადასხვა ინოვაციური სათბურის მოდელების ან კონსტრუქციების წარმოებას.

ინოვაციური კვლევა დიდი ზომის ასიმეტრიული წყლის კონტროლირებადი ლუდის სათბურის შესახებ

დიდი ზომის ასიმეტრიული, წყლით კონტროლირებადი სახარში სათბური (პატენტის ნომერი: ZL 201220391214.2) დაფუძნებულია მზის სინათლის სათბურის პრინციპზე, რომელიც ცვლის ჩვეულებრივი პლასტმასის სათბურის სიმეტრიულ სტრუქტურას, ზრდის სამხრეთის მალის სიგრძეს, ზრდის სამხრეთის სახურავის განათების არეალს, ამცირებს ჩრდილოეთის მალის სიგრძეს და სითბოს გაფრქვევის არეალს, მალის სიგრძე 18~24 მ-ია, ხოლო ქედის სიმაღლე 6~7 მ. დიზაინის ინოვაციების წყალობით, მნიშვნელოვნად გაიზარდა სივრცითი სტრუქტურა. ამავდროულად, სათბურში ზამთარში არასაკმარისი სითბოს და გავრცელებული თბოიზოლაციის მასალების ცუდი თბოიზოლაციის პრობლემები მოგვარებულია ბიომასის წარმოების თბოიზოლაციისა და თბოიზოლაციის მასალების ახალი ტექნოლოგიების გამოყენებით. წარმოებისა და კვლევის შედეგები აჩვენებს, რომ დიდი ზომის ასიმეტრიული, წყლით კონტროლირებადი ლუდის სათბური, რომლის საშუალო ტემპერატურა მზიან დღეებში 11.7℃-ია, ხოლო მოღრუბლულ დღეებში 10.8℃-ია, ზამთარში მოსავლის ზრდის მოთხოვნილებას დააკმაყოფილებს, ხოლო სათბურის მშენებლობის ღირებულება 39.6%-ით მცირდება და მიწის გამოყენების მაჩვენებელი 30%-ზე მეტით იზრდება პოლისტიროლის აგურის სათბურთან შედარებით, რომელიც ჩინეთის ყვითელი ხუაიჰეს მდინარის აუზში შემდგომი პოპულარიზაციისა და გამოყენებისთვის შესაფერისია.

აწყობილი მზის სინათლეზე მომუშავე სათბური

აწყობილი მზის ენერგიის სათბური იყენებს სვეტებს და სახურავის ჩონჩხს, როგორც დატვირთვის მატარებელ კონსტრუქციას, ხოლო მისი კედლის მასალა ძირითადად თბოიზოლაციის გარსია, და არა საყრდენი და პასიური სითბოს დაგროვება და გამოყოფა. ძირითადად: (1) აწყობილი კედლის ახალი ტიპი იქმნება სხვადასხვა მასალის შერწყმით, როგორიცაა დაფარული ფირი ან ფერადი ფოლადის ფირფიტა, ჩალის ბლოკი, მოქნილი თბოიზოლაციის საბანი, ნაღმტყორცნის ბლოკი და ა.შ. (2) კომპოზიტური კედლის დაფა, დამზადებული წინასწარი ცემენტის დაფის, პოლისტიროლის დაფის და ცემენტის დაფისგან; (3) მსუბუქი და მარტივი ასაწყობი ტიპის თბოიზოლაციის მასალები აქტიური სითბოს დაგროვებისა და გამოყოფის სისტემით და დეჰუმიდიფიკაციის სისტემით, როგორიცაა პლასტმასის კვადრატული ვედროს სითბოს დაგროვება და მილსადენის სითბოს დაგროვება. მზის სათბურის ასაშენებლად სხვადასხვა ახალი თბოიზოლაციის მასალების და სითბოს დაგროვების მასალების გამოყენება ტრადიციული მიწის კედლის ნაცვლად დიდი სივრცისა და მცირე სამოქალაქო ინჟინერიის საშუალებას იძლევა. ექსპერიმენტული შედეგები აჩვენებს, რომ ზამთარში ღამით სათბურის ტემპერატურა 4.5℃-ით მაღალია ტრადიციული აგურის კედლის სათბურთან შედარებით, ხოლო უკანა კედლის სისქე 166 მმ-ია. 600 მმ სისქის აგურის კედლის სათბურთან შედარებით, კედლის დაკავებული ფართობი 72%-ით შემცირებულია და კვადრატულ მეტრზე ღირებულება 334.5 იუანს შეადგენს, რაც 157.2 იუანით ნაკლებია აგურის კედლის სათბურთან შედარებით და მშენებლობის ღირებულება მნიშვნელოვნად შემცირდა. ამრიგად, აწყობილ სათბურს აქვს ისეთი უპირატესობები, როგორიცაა ნაკლებად დამუშავებული მიწის განადგურება, მიწის დაზოგვა, სწრაფი მშენებლობის სიჩქარე და ხანგრძლივი მომსახურების ვადა და წარმოადგენს მზის სათბურების ინოვაციისა და განვითარების ძირითად მიმართულებას აწმყოსა და მომავალში.

მოცურების მზის სხივების სათბური მოცურების მზის სხივებისგან.

შენანგის სოფლის მეურნეობის უნივერსიტეტის მიერ შემუშავებული სკეიტბორდზე აწყობილი ენერგოდამზოგავი მზის სათბური მზის სათბურის უკანა კედელს იყენებს წყლის ცირკულირებადი კედლის სითბოს შესანახი სისტემის შესაქმნელად სითბოს შესანახად და ტემპერატურის ასამაღლებლად, რომელიც ძირითადად შედგება აუზისგან (32 მ).³), სინათლის შემგროვებელი ფირფიტა (360 მ²), წყლის ტუმბო, წყლის მილი და კონტროლერი. მოქნილი თბოიზოლაციის საბანი ზედა ნაწილში ახალი, მსუბუქი, ქვაბამბის ფერადი ფოლადის ფირფიტის მასალით შეიცვალა. კვლევა აჩვენებს, რომ ეს დიზაინი ეფექტურად წყვეტს სინათლის დაბლოკვის პრობლემას და ზრდის სათბურის სინათლის შეღწევის არეალს. სათბურის განათების კუთხე 41.5°-ია, რაც თითქმის 16°-ით მეტია საკონტროლო სათბურის კუთხესთან შედარებით, რითაც აუმჯობესებს განათების სიჩქარეს. შიდა ტემპერატურის განაწილება ერთგვაროვანია და მცენარეები მოწესრიგებულად იზრდება. სათბურს აქვს მიწათსარგებლობის ეფექტურობის გაუმჯობესების, სათბურის ზომის მოქნილი დიზაინისა და მშენებლობის პერიოდის შემცირების უპირატესობები, რაც დიდი მნიშვნელობა აქვს კულტივირებული მიწის რესურსებისა და გარემოს დაცვისთვის.

ფოტოელექტრული სათბური

სასოფლო-სამეურნეო სათბური არის სათბური, რომელიც აერთიანებს მზის ფოტოელექტრული ენერგიის გენერაციას, ინტელექტუალურ ტემპერატურის კონტროლს და თანამედროვე მაღალტექნოლოგიურ დარგვას. იგი დამზადებულია ფოლადის ძვლის ჩარჩოთი და დაფარულია მზის ფოტოელექტრული მოდულებით, რათა უზრუნველყოს ფოტოელექტრული ენერგიის გენერაციის მოდულების და მთელი სათბურის განათების მოთხოვნები. მზის ენერგიით გამომუშავებული პირდაპირი დენი პირდაპირ ავსებს სასოფლო-სამეურნეო სათბურების განათებას, პირდაპირ უჭერს მხარს სათბურის აღჭურვილობის ნორმალურ მუშაობას, არეგულირებს წყლის რესურსების მორწყვას, ზრდის სათბურის ტემპერატურას და ხელს უწყობს კულტურების სწრაფ ზრდას. ამ გზით ფოტოელექტრული მოდულები გავლენას მოახდენს სათბურის სახურავის განათების ეფექტურობაზე და შემდეგ სათბურის ბოსტნეულის ნორმალურ ზრდაზე. ამიტომ, სათბურის სახურავზე ფოტოელექტრული პანელების რაციონალური განლაგება ხდება გამოყენების მთავარი წერტილი. სასოფლო-სამეურნეო სათბური ღირსშესანიშნაობების სოფლის მეურნეობისა და მებაღეობის ორგანული კომბინაციის პროდუქტია და ეს არის ინოვაციური სასოფლო-სამეურნეო ინდუსტრია, რომელიც აერთიანებს ფოტოელექტრული ენერგიის წარმოებას, სასოფლო-სამეურნეო ღირსშესანიშნაობებს, სასოფლო-სამეურნეო კულტურებს, სასოფლო-სამეურნეო ტექნოლოგიებს, ლანდშაფტსა და კულტურულ განვითარებას.

სათბურის ჯგუფის ინოვაციური დიზაინი სხვადასხვა ტიპის სათბურებს შორის ენერგიის ურთიერთქმედებით

პეკინის სოფლის მეურნეობისა და სატყეო მეცნიერებათა აკადემიის მკვლევარი გუო ვენჟონგი იყენებს სათბურებს შორის ენერგიის გადაცემის გათბობის მეთოდს, რათა შეაგროვოს დარჩენილი თერმული ენერგია ერთ ან რამდენიმე სათბურში სხვა ან მეტი სათბურის გასათბობად. გათბობის ეს მეთოდი ახორციელებს სათბურის ენერგიის გადაცემას დროსა და სივრცეში, აუმჯობესებს დარჩენილი სათბურის თერმული ენერგიის ენერგოგამოყენების ეფექტურობას და ამცირებს გათბობის ენერგიის მთლიან მოხმარებას. სათბურის ორი ტიპი შეიძლება იყოს სხვადასხვა ტიპის ან ერთი და იგივე ტიპის სათბური სხვადასხვა კულტურების, მაგალითად, სალათის ფურცლისა და პომიდვრის სათბურების დარგვისთვის. სითბოს შეგროვების მეთოდები ძირითადად მოიცავს ოთახის ჰაერის სითბოს გამოყოფას და შემთხვევითი რადიაციის პირდაპირ ჩაჭერას. მზის ენერგიის შეგროვების, სითბოს გადამცვლელის მიერ იძულებითი კონვექციის და სითბოს ტუმბოს მიერ იძულებითი გამოყოფის გზით, მაღალი ენერგიის სათბურში ჭარბი სითბო გამოიყოფა სათბურის გასათბობად.

შეჯამება

ამ ახალ მზის სათბურებს აქვთ სწრაფი აწყობის, შემცირებული მშენებლობის პერიოდისა და გაუმჯობესებული მიწის გამოყენების მაჩვენებლის უპირატესობები. ამიტომ, აუცილებელია ამ ახალი სათბურების მუშაობის შემდგომი შესწავლა სხვადასხვა რეგიონში და ახალი სათბურების ფართომასშტაბიანი პოპულარიზაციისა და გამოყენების შესაძლებლობის შექმნა. ამავდროულად, აუცილებელია სათბურებში ახალი ენერგიისა და ახალი მასალების გამოყენების მუდმივი გაძლიერება, რათა უზრუნველყოფილი იყოს სათბურების სტრუქტურული რეფორმისთვის საჭირო ენერგია.

მომავლის პერსპექტივა და აზროვნება

ტრადიციულ სათბურებს ხშირად აქვთ გარკვეული ნაკლოვანებები, როგორიცაა მაღალი ენერგომოხმარება, მიწის გამოყენების დაბალი მაჩვენებელი, დროისა და შრომისმოყვარეობა, ცუდი შესრულება და ა.შ., რაც აღარ აკმაყოფილებს თანამედროვე სოფლის მეურნეობის წარმოების საჭიროებებს და თანდათანობით უნდა აღმოიფხვრას. ამიტომ, განვითარების ტენდენციაა ახალი ენერგიის წყაროების, როგორიცაა მზის ენერგია, ბიომასის ენერგია, გეოთერმული ენერგია და ქარის ენერგია, ახალი სათბურის გამოყენების მასალები და ახალი დიზაინი, გამოყენება სათბურის სტრუქტურული ცვლილებების ხელშესაწყობად. პირველ რიგში, ახალი ენერგიითა და ახალი მასალებით მოქმედი ახალი სათბური არა მხოლოდ მექანიზებული მუშაობის საჭიროებებს უნდა აკმაყოფილებდეს, არამედ ასევე უნდა ზოგავდეს ენერგიას, მიწას და ხარჯებს. მეორეც, აუცილებელია მუდმივად შევისწავლოთ ახალი სათბურების მუშაობა სხვადასხვა ტერიტორიაზე, რათა შეიქმნას პირობები სათბურების ფართომასშტაბიანი პოპულარიზაციისთვის. მომავალში, ჩვენ უნდა გავაგრძელოთ სათბურის გამოყენებისთვის შესაფერისი ახალი ენერგიისა და ახალი მასალების ძიება და ვიპოვოთ ახალი ენერგიის, ახალი მასალებისა და სათბურის საუკეთესო კომბინაცია, რათა შესაძლებელი გახდეს ახალი სათბურის აშენება დაბალი ღირებულებით, მოკლე მშენებლობის პერიოდით, დაბალი ენერგომოხმარებით და შესანიშნავი მუშაობით, რაც ხელს შეუწყობს სათბურის სტრუქტურის შეცვლას და ხელს შეუწყობს სათბურების მოდერნიზაციის განვითარებას ჩინეთში.

მიუხედავად იმისა, რომ სათბურის მშენებლობაში ახალი ენერგიის, ახალი მასალებისა და ახალი დიზაინის გამოყენება გარდაუვალი ტენდენციაა, ჯერ კიდევ არსებობს მრავალი პრობლემა, რომელიც უნდა შესწავლილ და გადაჭრას: (1) მშენებლობის ღირებულება იზრდება. ტრადიციულ გათბობასთან შედარებით, ქვანახშირით, ბუნებრივი აირით ან ნავთობით, ახალი ენერგიისა და ახალი მასალების გამოყენება ეკოლოგიურად სუფთა და დაბინძურებისგან თავისუფალია, მაგრამ მშენებლობის ღირებულება მნიშვნელოვნად იზრდება, რაც გარკვეულ გავლენას ახდენს წარმოებისა და ექსპლუატაციის ინვესტიციების აღდგენაზე. ენერგიის გამოყენებასთან შედარებით, ახალი მასალების ღირებულება მნიშვნელოვნად გაიზრდება. (2) თერმული ენერგიის არასტაბილური გამოყენება. ახალი ენერგიის გამოყენების უდიდესი უპირატესობაა დაბალი საოპერაციო ხარჯები და ნახშირორჟანგის დაბალი გამოყოფა, მაგრამ ენერგიისა და სითბოს მიწოდება არასტაბილურია და მოღრუბლული დღეები მზის ენერგიის გამოყენების ყველაზე დიდ შემზღუდველ ფაქტორად იქცევა. ბიომასის სითბოს დუღილის გზით წარმოების პროცესში, ამ ენერგიის ეფექტური გამოყენება შეზღუდულია დუღილის დაბალი თერმული ენერგიის, რთული მართვისა და კონტროლის და ნედლეულის ტრანსპორტირებისთვის დიდი შენახვის სივრცის პრობლემებით. (3) ტექნოლოგიური სიმწიფე. ახალი ენერგიისა და ახალი მასალების მიერ გამოყენებული ეს ტექნოლოგიები მოწინავე კვლევითი და ტექნოლოგიური მიღწევებია და მათი გამოყენების არეალი და მასშტაბები ჯერ კიდევ საკმაოდ შეზღუდულია. მათ ბევრი ჯერ არ გაუვლიათ, ბევრი საიტი და ფართომასშტაბიანი პრაქტიკული შემოწმება არ ჩაუტარებიათ და გარდაუვლად არსებობს გარკვეული ნაკლოვანებები და ტექნიკური შინაარსი, რომლებიც გამოყენებაში გაუმჯობესებას საჭიროებს. მომხმარებლები ხშირად უარყოფენ ტექნოლოგიის განვითარებას მცირე ნაკლოვანებების გამო. (4) ტექნოლოგიის შეღწევადობის მაჩვენებელი დაბალია. სამეცნიერო და ტექნოლოგიური მიღწევების ფართო გამოყენება გარკვეულ პოპულარობას მოითხოვს. ამჟამად, ახალი ენერგია, ახალი ტექნოლოგია და ახალი სათბურის დიზაინის ტექნოლოგია უნივერსიტეტების სამეცნიერო-კვლევით ცენტრებშია გარკვეული ინოვაციური შესაძლებლობებით და ტექნიკური მოთხოვნილებების მქონე პირთა უმეტესობამ ან დიზაინერებმა ჯერ კიდევ არ იციან ამის შესახებ; ამავდროულად, ახალი ტექნოლოგიების პოპულარიზაცია და გამოყენება ჯერ კიდევ საკმაოდ შეზღუდულია, რადგან ახალი ტექნოლოგიების ძირითადი აღჭურვილობა დაპატენტებულია. (5) ახალი ენერგიის, ახალი მასალების და სათბურის სტრუქტურის დიზაინის ინტეგრაცია კიდევ უფრო უნდა გაძლიერდეს. რადგან ენერგია, მასალები და სათბურის სტრუქტურის დიზაინი სამ სხვადასხვა დისციპლინას მიეკუთვნება, სათბურის დიზაინის გამოცდილების მქონე ნიჭიერ ადამიანებს ხშირად არ აქვთ სათბურთან დაკავშირებული ენერგიისა და მასალების კვლევა და პირიქით; ამიტომ, ენერგიისა და მასალების კვლევასთან დაკავშირებულმა მკვლევარებმა უნდა გააძლიერონ სათბურის ინდუსტრიის განვითარების რეალური საჭიროებების კვლევა და გაგება, ხოლო სტრუქტურულმა დიზაინერებმა ასევე უნდა შეისწავლონ ახალი მასალები და ახალი ენერგია, რათა ხელი შეუწყონ სამი ურთიერთობის ღრმა ინტეგრაციას, რათა მიღწეულ იქნას პრაქტიკული სათბურის კვლევის ტექნოლოგია, დაბალი მშენებლობის ღირებულება და კარგი გამოყენების ეფექტი. ზემოაღნიშნული პრობლემების საფუძველზე, შემოთავაზებულია, რომ სახელმწიფომ, ადგილობრივმა მთავრობებმა და სამეცნიერო-კვლევითმა ცენტრებმა გააძლიერონ ტექნიკური კვლევები, ჩაატარონ ერთობლივი კვლევები სიღრმისეულად, გააძლიერონ სამეცნიერო და ტექნოლოგიური მიღწევების საჯაროობა, გააუმჯობესონ მიღწევების პოპულარიზაცია და სწრაფად მიაღწიონ ახალი ენერგიისა და ახალი მასალების მიზანს, რათა ხელი შეუწყონ სათბურის ინდუსტრიის ახალ განვითარებას.

ციტირებული ინფორმაცია

ლი ჯიანმინგი, სუნ გუოტაო, ლი ჰაოჯიე, ლი რუი, ჰუ იქსინი. ახალი ენერგია, ახალი მასალები და ახალი დიზაინი ხელს უწყობს სათბურის ახალ რევოლუციას [J]. ბოსტნეული, 2022, (10):1-8.