温室内保温材料效果解析(图)

2012年03月06日 15:45中国花卉报

中国园林资材网3月6日消息:大型温室保温困难是生产中普遍存在的问题,加温耗能多,生产成本高,也是限制大型温室发展的主要因素。节能温室实施连跨后,传统温室的外保温措施已经很难实施,改外保温为内保温是至关重要的环节。

目前大型温室多沿用国外铝箔或遮阳网的二层幕形式,进行遮阳和保温一体化设计。但这些材料多为网状结构,气体交换十分容易,惯流传热系数较大。几年来的实践已经告诉人们,它的保温作用有局限,并且价格昂贵。不少人建议使用充气双层膜或阳光板,这样带来的是造价高、透光率下降、通风困难、湿度高、病害防治难度增加等问题。

有何种材料能够更好地实现内保温,已成为温室生产中迫切需要解决的难题。我国是纺织品大国,有着丰富的隔热保温材料资源,寻找适合我国国情的内保温材料,将对加速温室生产规模化、效率化起到重要作用,同时有利于温室降低造价和减少运行费用。

内保温材料的选择

在较多的纺织品材料中,考虑到价格和耐久性、材料的通用性和常见性、使用者的接受度等因素,选择了的确良、涤卡为主的一些化纤材料,制作成单层、双层、复合材料等进行试验,并以铝箔和黑色遮阳网作为对照。

根据不同材料物理性能可知:夹层涤棉的重量和厚度最大,密度最小,并且夹层涤棉的吸湿性也最大,是对照物铝箔吸湿性的4至5倍;双层的确良和双层涤棉的重量、密度、吸湿性相差不大,但是均大于铝箔;黑色遮阳网的重量、密度和吸湿性最小;涤棉的吸湿性要好于的确良;涂银粉的确良重量比铝箔轻,但是铝箔的吸湿性却大于涂银粉的确良。

不同材料保温性能比较

经过两个冬季,在未加温的非对称连跨式节能温室中,对于不同材料的保温性进行了多次连续测定。

结果表明:双层的确良、双层涤棉和夹层涤棉平均夜温相差不大,比对照物铝箔气温高3℃至3.5℃,最低温度提高1.2℃至1.8℃,以夹层涤棉效果最好,并且越是在低温条件下,越能表现出保温效果。

从整个夜间温度下降幅度来看,晚上覆盖后到早晨揭开前,双层的确良、双层涤棉、夹层涤棉的降温幅度是5.5℃至6.5℃,并且快速降温主要发生在刚刚覆盖后的两小时内,进一步反映出化纤材料良好的保温效果。

夜间对保温幕上下各20厘米处的温度差异进行观测,发现铝箔温差最小,仅0.7℃,其它三种材料均为2.8℃,相差4倍,且温度越低,这种差异越大。这一结果反映出保温原理的不同,即化纤材料比铝箔质密,从而使覆盖材料上下之间的对流传热大大减少,保持着上下较大的温差;铝箔是以减少长波辐射为主来加强保温的,由于铝箔结构中存在较大空隙,上下气体交换十分容易,交换热损失较大,所以幕上下层温差极小。

中间填充保温棉等材料的复合材料保温效果略好些,但没有预计的保温效果好,主要是这些材料吸湿后,传导散热速度相差不大。同时发现水气易在化纤保温材料上凝结,冬天在拉幕时可以看到水滴从幕中流出,释放出大量汽化热,更增加了幕的保温性。另外在低温期能看到幕结冰变硬的现象,这对保温性并不会降低,反而由于冰的绝热性高于湿布,会使保温性提高。

不同材料的调湿效果

试验中对材料的调湿效果也进行了测试。夜晚相对湿度的变化铝箔最快,往下依次是双层棉布、双层的确良和夹层涤棉。在刚覆盖后的几小时内,由于气温的下降速度较快,所以空气相对湿度变化较快;进入后半夜,随着温度的缓慢下降,空气相对湿度变化也趋于平缓,且随着最低气温的出现,空气相对湿度也达到最大值。铝箔覆盖的空气相对湿度可达到100%。

空气相对湿度除了与空气温度有关外,与不同材料的吸湿性也相关,夹层棉布的吸湿性最好,其次是双层棉布、双层的确良,再次是铝箔,涂银粉的确良吸湿性最差。

内保温幕的传动系统

由于化纤保温材料相对较厚重,要想使保温幕快速并且平稳地打开和关闭,其传动系统很重要,通过对侧边传动系统、驱动轴传动系统、齿轮链条传动系统等三种方式的研究,发现齿轮链条传动系统较适合于化纤材料保温幕的开启,即在传动轴上安装齿轮,齿轮带动链条运动,链条拉动驱动钢丝控制幕的开闭,这种系统结构简单,运行平稳、稳定性好,可以电动,也可以手动,成本低,适合适度规模温室采用。采用行程开关,还可实现自动化控制或智能控制。该方式已经在内蒙古和山西的5座现代化温室上使用,连续运行3年无故障,免维修。

综上所述,温室实现内保温是可能的,内保温幕采用化纤纺织材料,具有更好的保温调湿效果,单层的确凉通过喷涂银粉或双层的确凉,保温和调湿效果都好于铝箔,并且我们还发现这些材料在夏季的遮光降温效果也好于铝箔,因此极具开发利用价值。

此外从价格方面看,几种材料中,铝箔最贵,其次是夹层涤棉布和双层涤棉布,再次是以的确良为原材料的复合材料,即单层的确良、双层的确良和涂银粉的确良。经过一定时期的冬季试验后,大约半年的时间,以涤棉为原材料的内保温材料,由于吸水较多,棉纱开始腐烂,这大大缩短了它的使用寿命,增加生产成本,不宜作内保温材料。其他材料使用3年以上,均运行良好。

内保温幕的不同应用形式

单层平拉式内保温

单层平拉式内保温

单层三角斜拉内保温

单层三角斜拉内保温

双层同向内保温

双层同向内保温

双层交叉内保温

双层交叉内保温

两类常见遮阳幕性能分析

LI-ES101节能保温幕

功能:节能、控制空气湿度、保温。

特点:LI-ES101节能保温幕布由4米宽的复合塑料条经细而透明的高强聚酯纱线编织组成,编织结构可使充足的水汽透过,防止幕布下表面结露,避免生成苔藓,从而确保多年使用后,幕布仍然清洁。

该保温幕布对入射的阳光全散射,一方面可保护作物冠层免受灼伤,同时也使下部的叶面层能从不同的角度获得更多光照,在不损失光照的情况下,保护作物。

LI-ES101节能保温幕能有效降低温室的热量散失,其透光性的结构能适用于全天候的节能保温。保温幕布材质柔软,容易折叠,在收拢状态时,体积很小,从而保证温室内最大的光透过率。

透光率:直射光82%,散射光78%。

节能率:43%。

标准幅宽:3.20米、3.50米、4.30米、4.70米、5.20米。

铝箔内遮阳网

材料:双面高反射纯铝箔复合膜、抗UV高透光率PET膜、高强度低收缩抗紫外线FDY涤纶长丝。

功能特点:独特的双面高反射铝箔复合膜不但能高效反射太阳远红外射线,又能反射地层热量。在炎热的夏天,白天关闭网幕,太阳射线被反射到室外,起到降温、节水的作用,可降低温度4~7℃。冬季夜间关闭网幕,室内热量被网幕反射到作物表面而不被散失,起到节能、保温的作用,使用前后温差可达3-5℃。良好的室内气候条件避免了叶面结露,减少了病害,大大降低能耗,节约成本。

遮光率:44%-97%。

标准幅宽:3.20米、3.50米、4.30米、4.70米、5.20米。

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(来源:中国花卉报)