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自建和批量生產

建溫室大棚的時候用不用肥皂泡,等於燒錢加胡鬧,結果大不一樣,本帖有紮實的數據證明,不明白金豆莢運作原理的,請看數據

本次我對比兩種結構大致相同的溫室大棚,兩者皆有雙層覆膜的結構。

實際上,我已經製作了一個視頻,對兩者進行了對比和大致講解。但是,不知是因爲視頻太長或我解釋不到位的緣故,收到的反響平平,回應寥寥。爲此,本次我採用文字和配圖的方式再談一下。

首先,讓我們先看一下阿爾伯塔省Olds小鎮的董健毅先生花費巨大精力和巨資所建的大棚(註:圖片截圖自他在油管上的一個英文視頻):

他採納的雙層距離很大,在高處竟寬達兩米,也就是近79英吋,因爲他的設計是在兩層之間放上捲簾機,以便在晚間給大棚蓋上厚厚的棉被。

由此可見,他的大棚設計與我們要比較的很相近,只是採用我們肥皂泡填充的技術,他本不需要將雙層設計那麼厚,一米的間隔就足夠了。因爲肥皂泡的阻熱值是一英吋對應R1,一米就是39英吋,這樣做出來的雙層大棚,在充滿肥皂泡的時候的阻熱值幾乎R40。

好,現在看看他的大棚的溫度曲線,也是從上面所提到的那個視頻上截圖得到的:

橘紅色的曲線表示的,就是他的大棚的室內溫度。可見,雖然他可以做到晚間的大棚在大多時間不至於降到零度以下,但白天的溫度竟高達30攝氏度,而且根據他視頻中所說,是在必須開窗的時候才30度,否則竟高達40多度。我在BC的Kelowna本地(比他那裏更暖和),只用一個簡易的單層大棚,在完全晴天的情況下,就可輕鬆達到20多度,有時甚至30度。

這清楚表明,也是我們一直說的,傳統的溫室大棚,無論是單層的還是雙層的,都有一個大問題:溫度在太陽升起和降下之間,波動太大。雙層大棚反倒使這個問題更加嚴重,而不是如很多人以爲的,會更不明顯。用捲簾機給大棚蓋棉被也不是解決的辦法,雖然在晚間保溫上稍微有些用處。

爲此,我要衷心感謝董健毅先生的努力和誠實,將這些數據忠實地記錄下列,並毫無保留地公佈出來。現在問題來了……

如何解決這個“白天熱得要命、晚上冷得要命”這一兩極分化的問題呢?

說起來其實很簡單,僅僅使用中學物理就可以了。當白天熱得時候,開窗通風不是好辦法,因爲將多餘的熱氣都放跑了。更好的辦法是用水霧來冷卻夾層空間,使其快速降溫。這就好像一個人在發高燒,最好最快捷的辦法是用水做物理降溫。如此,就將多餘的熱量儘快轉移到水的裏面,蓄在儲液槽的裏面。這比開窗通風要好得多,也簡單得多,不浪費任何收集到的太陽熱。

現在再看晚間太冷的問題,解決的方法也很簡單。於其在頂部蓋棉被(費用高而且壽命短),還不如將整個大棚的四周上下,都用肥皂泡這樣的“白色鴨絨被”包裹起來。僅僅填充空氣或CO2都不是好辦法,因爲氣體的蓄熱能力太差。必須用帶有很多水的肥皂泡填充。

道理都講過千遍了,現在讓我們看一下實際測試結果,也是早在30年前,理查德耐爾森在自己家的後院里搭建的小型棚式溫室中收集的數據,這個溫室是這個樣子的:

想看關於此溫室的視頻和理查德自己的親自解說?看這裏:

下面看測試的結果,先看兩個圖,記錄在一天之內,四個溫度(外面、內部、肥皂泡、蓄液池):

Let data speak: showing 4 temperatures of water tank,inside, bubbles and outside

上圖展示了在1993年11月30日的收集的溫度數據,表明在室外最低溫度是零下10C(地點在加拿大魁北克蒙特利爾附近)時,白天室內溫度上升的趨勢被大大降低,而晚間的保溫效果也顯出來了。

Let data speak: showing 4 temperatures of water tank,inside, bubbles and outside

經過一些改進措施後,1994年1月29日的效果更好。在外界溫度是-20C的時候,室內溫度最低只到零上五度。而且室內溫度上揚的情況同樣被大大改善,到後來曲線被拉平。

唯一在夜間波動較大的是肥皂泡的溫度,而這種波動恰好說明了肥皂泡在冬天夾層裏的正常反應。因爲室外溫度很低的緣故,每次的新鮮肥皂泡溫度反倒較高,因此剛剛充滿雙層空間時,溫度快速提升,趨近蓄熱池的溫度,但因爲靠近外層膜肥皂泡快速降溫的緣故,夾在兩層之間的肥皂泡的溫度而快速降下來(溫度在夾層間有一個分佈曲線),從而形成我們看到的波動情況。白天的時候,因爲室外與室內的溫差很小,肥皂泡的溫度波動也就很小。

好,現在看最後一組數據,也是現在所能找到的最新數據(DIY的人大多不注重收集這些數據,只要看到好用就可以了),出自寫於2015年的一篇碩士論文。此數據源自挪威的一個項目,所建的大棚是這個樣子的,用於理查德耗費近三年的時間,所倡議實施的一個叫 Food2Waste2Food(食物/廢物/食物) 項目:

此大型溫室的運作效果如何?看下面的三個數據(二氧化碳濃度、室內溫度和溼度),歷時一個月,從2013年的11月11日到12月11日。

從這個長達一個月的曲線圖中,我們看到:室內溫度的波動不大,特別是在後面一個地方,標明做了改進之後,溫度的波動被調整在20到25度之間。這是非常好的結果。

從大棚的照片可看出,有些雙層空間的地方沒有被肥皂泡全部填充,是因爲此公司的團隊太自以爲是,在很多方面沒有聽取理查德的指導,這也是非常悲哀的地方,否則蓄熱保溫的效果會更加好。

註:對於想看這篇碩士論文和理查德的評論文獻的人,可點擊下列鏈接:

bittypod.net/doku.php?id=solaroof_data_release

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作者: Aubrey Zhang

自1994年獲得電化學博士學位以來,經歷了許多事情,例如使用掃描隧道顯微鏡進行博士後研究,在UIUC(伊利諾伊大學香槟分校)跟蹤镉元素在單晶銀Ag(111)表面原子級電沉積的過程。自由傳道,創建神道出版社和PyraPOD Global Inc,做 Superprem Industries 金剛石工具的銷售員,開店 DiaSolid Kitchen&Bath,木匠,在基洛納的太陽能公司CRE Green安裝太陽能設施。 現在,我已經開始了PyraPOD的設計和制造。 經過所有這些經歷,我的人生座右銘是:敏銳的頭腦必須與熟練的雙手結合在一起。和我的妻子陳泳生了三個孩子:方舟、方圓、方麗。

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