Как охладить теплицы для выращивания клубники летом? Как снизить расходы на электроэнергию для производителей?

Чрезмерно высокие температуры при выращивании клубники теплицы летом могут негативно влиять на дифференциацию цветочных почек, опыление, увеличение размеров плодов и конечное качество урожая. Для контроля температуры во многих теплицах используют вентиляторы, охлаждающие панели, системы туманообразования или другое охладительное оборудование.

Хотя такие системы эффективно снижают температуру, увеличение продолжительности их работы также повышает потребление электроэнергии и производственные затраты. Помимо использования активного охладительного оборудования, на этапе строительства теплицы можно выбрать поликарбонатные панели или тепличную плёнку с подходящими оптическими и термоизоляционными свойствами. Такие материалы уменьшают накопление тепла, вызванное солнечной радиацией, замедляя тем самым нагрев теплицы и снижая нагрузку на оборудование.

1. Почему температура в теплице так легко становится слишком высокой?

Во-первых, необходимо понимать, что после проникновения солнечной радиации в теплицу часть её поглощается растениями, почвой, лотками для выращивания и оборудованием и преобразуется в тепло. Поскольку движение воздуха и скорость отвода тепла внутри теплицы ограничены, тепло продолжает накапливаться, в результате чего температура внутри помещения повышается.

Следовательно, высокая температура в теплице обусловлена не только жаркой погодой. Она также зависит от того, сколько солнечной энергии сама теплица пропускает внутрь и насколько оперативно может быть удалено образующееся тепло. Хотя покровные материалы расположены снаружи теплицы, именно они определяют количество и характер солнечной радиации, проникающей внутрь, а значит, влияют и на объём тепла, который впоследствии должен быть отведён системой охлаждения.

2на какие свойства покровных материалов теплиц, связанные с охлаждением, следует обратить внимание?

Если ваша цель — снизить температуру в теплице и сократить время работы оборудования, например, вентиляторов и охлаждающих подушек, при выборе поликарбонатных панелей или плёнки для теплиц не следует ориентироваться исключительно на толщину, цену или название продукта. Вместо этого необходимо уделить особое внимание следующим свойствам:

1. Пропускание солнечного света;

2. Рассеивающая способность света;

3. Отражение солнечного излучения;

4. Контроль ближнего инфракрасного теплового излучения;

5. Теплоизоляционные свойства;

6. Совместимость с системами вентиляции и внешнего затенения.

Чрезмерно высокая прозрачность для света может привести к чрезмерному поступлению солнечной радиации в теплицу, тогда как слишком низкая прозрачность может негативно повлиять на фотосинтез клубники. Поэтому материал должен обеспечивать баланс между эффективным освещением и контролем температуры.

Способность рассеивать свет может рассеивать часть прямых солнечных лучей и уменьшать концентрацию интенсивного света на поверхности листьев и плодов. Отражающая способность позволяет отражать часть солнечной радиации обратно за пределы теплицы. Контроль ближнего инфракрасного излучения в первую очередь направлен на ту часть солнечной радиации, которая наиболее склонна преобразовываться в тепло.

3. Как поликарбонатные панели могут помочь снизить тепловую нагрузку в теплице?

Поликарбонатные панели влияют на температуру в теплице главным образом за счёт своей конструкции, светопропускания, способности рассеивать свет и теплоизоляционных свойств.

Если ваш проект расположен в регионе с жарким летом и интенсивной солнечной радиацией, следует особое внимание уделить следующему:

1. Светопропусканию, соответствующему местным условиям освещённости;

2. Способности рассеивать свет, улучшающей распределение прямых солнечных лучей;

3. Контролю ближнего инфракрасного теплового излучения;

4. Теплоизоляции, обеспечиваемой полой конструкцией;

5. Совместимость с системами вентиляции кровли и внешнего затенения.

Важно отметить, что различия между поликарбонатными панелями и парниковыми плёнками не обязательно проявляются в виде эффекта охлаждения летом. Например, в ходе сравнительного испытания парников, покрытых поликарбонатными панелями и двухслойной полиэтиленовой плёнкой, было установлено, что при обогреве в ночное время общее энергопотребление на отопление в парнике с поликарбонатным покрытием было примерно на 27,89 % ниже, чем в парнике, покрытом двухслойной полиэтиленовой плёнкой. Это указывает на то, что преимущество поликарбонатных панелей в теплоизоляции проявляется преимущественно в снижении теплопередачи и улучшении сохранения тепла зимой. Нельзя напрямую интерпретировать это как означающее, что поликарбонатные панели всегда обеспечивают более низкие температуры летом по сравнению с парниковыми плёнками.

4. Как парниковые плёнки могут способствовать снижению летних температур?

Пленки для теплиц могут значительно различаться по своим функциям, поэтому при выборе пленки не следует ориентироваться исключительно на ее толщину и цену. Если ваш проект направлен на охлаждение в летний период и снижение потребления электроэнергии, обратите особое внимание на следующие типы пленок.

1. Пленка рассеянного света

Пленка рассеянного света способна рассеивать часть прямого солнечного света, обеспечивая более равномерное проникновение света в крону клубники.

В одном из испытаний в теплице использовались пленки рассеянного света с уровнем матовости примерно 20 % и 29 %. Результаты показали, что такие пленки улучшили вертикальное и горизонтальное распределение света внутри кроны растений и снизили температуру листьев. В ходе испытания на отдельных точках измерения была зафиксирована разница между температурой листа и температурой воздуха около 2,64 ° C по сравнению с примерно 4,08 ° C при другом условии покрытия. Это показывает, что ценность пленки для рассеянного света не ограничивается снижением температуры воздуха внутри помещения. Она также может помочь снизить локальный тепловой стресс на поверхности листьев и плодов.

2. Отражающая или затеняющая пленка

Отражающая пленка подходит для регионов с интенсивным солнечным светом и значительно высокими летними температурами.

В сравнительном исследовании в теплице, проведенном в засушливом регионе, отражающая пленка снизила температуру воздуха внутри помещения примерно на 3 ° C в полдень по сравнению с обычной ПЭ-пленкой.

3. Пленка, блокирующая ближний инфракрасный диапазон

Основная цель пленки, блокирующей ближний инфракрасный диапазон, заключается не просто в снижении видимого света, а в уменьшении количества ближнего инфракрасного излучения, которое с большей вероятностью преобразуется в тепло при проникновении в теплицу.

Результаты исследования в теплице с использованием пленки контроля ближнего инфракрасного диапазона показали, что ПЭ-пленка контроля ближнего инфракрасного диапазона снижает температуру воздуха в теплице максимум примерно на 2 ° C и обеспечивал лучший контроль тепловой нагрузки летом по сравнению с традиционной покровной плёнкой.

В другом моделировании энергопотребления в теплице при условии, что покровный материал отражает всё ближнее инфракрасное излучение, температура воздуха в теплице в полдень летом снизилась примерно на 2 ° C, а потребность в охлаждении уменьшилась до 50 %. Однако этот результат получен при определённых условиях модели. Фактические показатели по-прежнему зависят от конструкции теплицы, вентиляции, затенения и растительного покрова.

4. Теплоизоляционная плёнка

Теплоизоляционная плёнка применяется в основном для снижения потерь тепла из теплицы ночью и также способствует сглаживанию суточных колебаний температуры.

Он более подходит для проектов, где необходимо сбалансировать сохранение тепла зимой и эксплуатационные расходы летом. Однако если вашей главной проблемой являются высокие летние температуры, не следует ориентироваться исключительно на теплоизоляционные характеристики плёнки. Также необходимо учитывать её пропускание солнечного света, рассеивающие свойства и контроль ближнего инфракрасного излучения.

5. Как покровные материалы могут снизить потребление электроэнергии оборудованием?

Покровные материалы снижают часть тепловой нагрузки непосредственно у источника, ограничивая количество тепла, поступающего в теплицу.

Их принцип работы следующий:

Снижение количества поступающей солнечной радиации → снижение накопления тепла внутри помещения → замедление скорости нагрева теплицы → понижение максимальной температуры → снижение нагрузки на охлаждающее оборудование.

Приведённые выше данные показывают, что покровные материалы действительно могут влиять на нагрузку на систему охлаждения. Однако это не следует понимать как гарантию одинаковых результатов для всех проектов. Площадь теплицы, эффективность вентиляции, внешнее затенение, температура наружного воздуха, солнечная радиация и плотность посадки клубники — всё это влияет на конечный результат.

Для точной оценки эффекта экономии электроэнергии рекомендуется также отслеживать:

• Температуру внутри и снаружи теплицы;
• Максимальную температуру в полдень;
• Интенсивность солнечной радиации;
• Время работы вентиляторов и охлаждающих подушек;
• Мощность охлаждающего оборудования;

6. Как выбрать покровные материалы с учётом климата проекта?

Для регионов с жарким летом и интенсивной солнечной радиацией следует уделять особое внимание светорассеивающим, отражающим и регулирующим ближний инфракрасный диапазон свойствам покровных материалов, а также использовать их в сочетании с внешними затеняющими устройствами и системой вентиляции кровли.

Для регионов с недостаточным уровнем освещённости, где в летний период всё же требуется охлаждение, следует избегать чрезмерного затенения. В качестве приоритетного варианта можно рассмотреть материалы с относительно высоким эффективным коэффициентом светопропускания и хорошими светорассеивающими свойствами.

Для клубничных теплиц, функционирующих круглогодично, необходимо оценивать как летнее охлаждение, так и зимнее удержание тепла. Многослойные поликарбонатные панели более подходят для проектов, в которых акцент делается на конструкционную устойчивость и контроль теплообмена. Многослойные функциональные плёнки предпочтительнее для проектов, требующих сезонной корректировки эксплуатационных характеристик покрытия, контроля первоначальных капитальных затрат или упрощения последующей замены.

Для операторов теплиц, выращивающих клубнику, покровные материалы влияют не только на затраты на строительство, но и на последующий контроль температуры, продолжительность работы охлаждающего оборудования и долгосрочные расходы на электроэнергию. Подходящие материалы не могут полностью заменить активное охлаждающее оборудование, однако они снижают поступление тепла в теплицу, замедляют скорость её нагрева и уменьшают нагрузку на оборудование, помогая создать более энергоэффективную и стабильную теплицу для выращивания клубники.

С учётом климатических условий различных регионов, требований к выращиванию клубники и методов эксплуатации теплиц FZY теплица может комплексно оценить взаимодействие покровных материалов, систем вентиляции, внешнего затенения и охлаждающего оборудования и предложить решения для теплиц, наиболее подходящие для долгосрочной эксплуатации.