卷展式温室保温系统研究方案*

苏连喜，张 勇

（1.沈阳欧瑞农业科技有限公司，沈阳 110000；2.西北农林科技大学，陕西杨凌 712100）

中国是设施农业生产大国，其温室和大棚等大型设施占世界设施农业生产面积的85%以上。其中大部分都是塑料拱棚和日光温室，连栋温室占比非常小。但中国不是设施农业强国，设施生产整体水平不是很高，主要环节机械化率较低，大部分设施农业生产环节都靠人工解决，其中日光温室和塑料拱棚由于内部空间比较狭小很难实现机械化和自动化。设施农业劳动力成本占比增加，而且这个趋势不会改变，随着中国农村人口的越来越少，设施内部生产环境差等原因，从事设施农业生产的年轻人越来越少，劳动力老龄化越来越严重，未来谁来解决中国人吃菜也是个问题。

连栋温室内部空间大，这种大的空间为现代栽培物流系统、环控设备、大型机械、灌溉设备等提供了必要的空间，便于实现机械化和自动化，从而降低对劳动力的依赖；同时连栋温室大棚内部的生产环境非常好，能吸引年轻人从事农业工作。连栋温室能解决中国设施农业机械化自动化程度不足，劳动力成本占比过大的问题。但连栋温室在国内设施农业占比较小。因为现有的连栋温室相对中国北方的气候不适用，冬季太冷，能耗太高，许多园区冬季卖菜赚的钱不够交供暖费的，很多大型的连栋温室建成以后在冬季都处于一个闲置的状态，并没有起到好的示范效应，极大地浪费了资源。

中国45% 以上的天然气需要进口。如果连栋温室可以具备日光温室同等性能的保温能力，就能大大降低连栋温室的采暖能耗。为此，智慧温室研究团队和欧瑞农业结合多年实践经验创新发明了一种卷展式温室保温系统，为解决连栋温室冬季采暖能耗高这个问题提供了一种解决方案。

卷展式温室保温系统

卷展式温室保温系统（图1～2）是将日光温室上保温性能好的保温被应用到连栋温室，让连栋温室也能有像日光温室一样的保温能力。该系统主要由动力系统、卷绕系统、拉紧系统和密封结构组成。动力系统通过传动轴和换向器将动力输入到卷绕系统和拉紧系统，卷绕系统带动保温被卷绕、展开，拉紧系统同步拉抻着保温被使保温被一直处于拉紧状态，密封结构包括滑动轨道、密封保温被等，使整个系统具有极强的气密性。如图3～5 所示，卷轴卷着保温被，并通过定位滚轴将保温被导入滑动轨道内，滑动轨道拟安装在桁架梁下弦杆上，这样来实现卷放平整。

图1 产品效果图

图2 产品展示模型

图3 原型机测试

图4 相邻两块保温被密封

图5 传动原理图

参数分析

相比现有的拉幕传动保温系统，卷展式温室保温系统在各项性能指标都有非常大的优势。

保温性能

温室保温性能方面通常有“十层单不如一层棉”的说法，该系统可以应用热节省率85% 以上的厚保温被，保温性能是现有拉幕系统的5～6 倍，实现连栋温室保温性能质的飞跃，密封性能更好。系统采用滑道式的密封，可以减少冷风对流散热（图6）。

图6 滑道式的密封原理示意图

遮阳率

荷兰的温室产业的成功证明了“多一份阳光，多一份产量”，因此遮阳率也是衡量温室保温系统的重要指标。减少遮阳率可以保证温室内有更多的光照，实现产量的提升。该系统的同步传动形式，使得保温被收拢后被紧紧地卷起来，8 m的保温被卷起来后直径仅为0.4 m。而传统拉幕式保温，保温幕布无规则堆积在两条幕线之间，4 m的轻质保温被白天收拢以后的直径约为0.4 m。所以卷展式温室保温系统的遮阳率仅为传统拉幕传动保温系统（采用轻质保温被）遮阳率的50%。

总结

在保温节能方面，因卷展式温室保温系统极强的保温能力，温室透明外覆盖的内表面会因温度过低，产生较多的结露甚至是结冰，从而影响温室的透光，这种情况容易出现在国内北方寒冷地区。可以参考日光温室“晚揭帘早放帘”的方式，待冰或露化开后再打开保温系统，也可以采用保温被内外循环空气或“吹热风”的方法，待保温被内外温度大致相同，冰露化开的时候再打开保温系统。在温室遮阳方面，将温室的桁架梁下弦做成异形结构能兼顾结构与保温被滑道的双重功效，温室的整体遮阳率会进一步下降。卷展式温室保温系统致力于破解大型连栋温室冬季能耗高的问题，促使连栋温室在冬季少加温甚至不加温也能越冬生产，进而助力设施农业节本增效、节能减排，促进温室产业健康发展。