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以溫度積分緩衝不斷上升的能源成本
 

中興大學 生物系統工程研究室 陳加忠

 
 

澳大利亞溫室顧問 Graeme Smith 解釋了如何在快速上升的能源成本中考慮溫度積分。如何追踪 24 小時溫度,通過保持最佳溫度來幫助種植者。 

全球能源成本正在快速上升,我懷疑這是由於供應來源不斷減少、供應鏈管理不善,當然還有一些暴利,並且廣泛影響了行業。我們設施種植業也無法倖免。它強烈影響我們的生產成本和可行性,這在溫室中已經很重要,尤其是半封閉和垂直農場系統。我們的現代環控生產系統,即使對能源消耗進行了更嚴格的管理,也因此受到成本上升的影響。因此需要謹慎考慮可行、可靠、可控的替代解決方案,並在對作物產量影響很小,甚至沒有影響的情況下顯著降低能源。” 根據 Graeme 的說法,可以考慮 TI(溫度積分)。

傳統的 24 小時溫度控制

傳統的溫室控制系統,通常允許在典型的 24 小時一天內,進行廣泛的時間段,其中許多階段允許設定點在這些時間段內上下升降。並且它們的設定點目標可能受到許多變數的影響,以控制我們的作物以提高產量、品質和生產一致性。然而在能源成本增加的具有挑戰性的範式中,我們應該轉向將植物生理學作物如何生長以及影響其生長的因素,與環境管理相結合。此種基本作物生產原則為增長藍圖。

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24小時溫度總和 (24t)

所有種植者的一個關鍵原則是追踪他們的 24 小時溫度,以確保它與植物每天接收的光能量密切匹配。即所謂的輻射總和或 DLI。除了二氧化碳水準,這些參數在植物生長和發育方面也非常重要,因為這些參數在這些量測值方面遵循眾所周知的生長藍圖。光合作用就糖產量或速率而言,植物在任何給定時刻的瞬時溫度或溫度都很重要。而 24 小時溫度總和會影響植物的發育速率和結構,例如產生 3 片葉子,然後是花桁架。或是番茄植物中的 3 片葉子等。

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對於植物發育,平均溫度通常比瞬時溫度更重要。人類和植物都對晝夜節律做出反應。植物具有特殊的功能,即它們在很長一段時間內,它們通常對大約7天,適應平均 24 小時的總和。

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實際應用

那麼這個在現實生活中對成長有什麼用呢?這個平均 24 小時總和的實際應用,可以讓種植者在修復一個損壞了 2 3 天的鍋爐此時期,因為24小時溫度總和較低,在接下來的 2 3 天增加 24 小時總和可以填補失去溫度曲線,並且植物將繼續生長,就好像在植物發育方面沒有發生任何事情一樣,因為 24 小時的總和是正常的,並且在 7 天的時間內達到了目標。在此有一個溫度限制寬度,這一時期植物可以克服多冷或多熱。溫度積分可以通過改變每日和夜間的高溫和低溫設定值來利用這種植物開發曲線,同時保持最佳的 24 小時總和。從而在不降低產量的情況下保持植物發展速度。

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常規的每日溫度管理

下圖描述了溫室種植者可以遵循的典型每日加溫和通風溫度曲線。使用 4 個時間段和一些斜坡來引導他們的作物,並根據累積的光量或其他氣候因素對溫度設定點產生各種影響。或者以更簡單的方式,可能如下所示;

1.溫度積分的每日溫度管理:溫度積分溫度控制僅引入了固定的日/夜最高和最低溫度目標,並可能提供以下示例溫度曲線。

2.採用溫度積分策略,我們以 24 小時總和為目標。在更複雜的情況下,與傳統策略相比,種植者可以使用溫度積分提供以下示例溫度曲線。

3.溫度積分允許更高的最高和最低溫度帶寬,但產生完全相同的 24 小時總和,以保持一致的植物生長速度。

4.溫度積分沒有對每個週期固定其加熱溫度,具有可調節的偏差範圍,從而導致更少的能源需求(更低的夜間加熱)、更少的日間通風(更高的 CO2 效率)、減少任何能源峰值並改進生產進度。

5.為了最佳化溫度積分,建議使用氣候電腦進行微氣候調整網(最好是能源布)和預定的天氣預報,以持續追踪您的 24 小時總和。以實現 4-8 攝氏度的可調節溫度帶寬(從低到高)。

潛在的節能

在實際使用中,4℃的帶寬可以實現約5-10%的節能,8℃ 的帶寬可以實現約10-20%的節能。所有這些都對作物沒有有害影響!。 

溫度積分總結

溫度積分溫度整合的總結

1.對於植物發育,平均溫度通常比瞬時溫度更重要。

2.作物對平均溫度總和的反應時間為 ± 7 天。

3.溫度可能偏差超過 200 -小時。

4.溫度積分有每個時段沒有固定的供暖溫度。

5.夜間供暖需求較低(節能),白天通風溫度較高(二氧化碳效率更高)。

6.可以接受臨時溫度偏差(可調節偏差範圍 40 - 80℃)。

7.建議使用節能布和預定天氣預報,以氣候電腦來追踪和定位 24 小時總和,以匹配輻射總和。

8.現代氣候電腦具有溫度積分軟體設置,可自動執行此追踪和控制過程需要的設定點編程。

9. 溫度積分對作物沒有有害影響。

結論

溫度積分具有顯著的能力,可以為種植者節省 5 – 20% 的能源,從而提高生存能力、提高二氧化碳效率以提高產量並且不會對作物產生不利影響。因此種植者可以將其視為他們增強的生長藍圖途徑的一部分,以提高產量並為能源成本上升提供緩衝。

For more information:
Graeme Smith Consulting
PO Box 789
Woodend 3442
Victoria, Australia
+61 (0)427 339 009
graeme@graemesmithconsulting.com
www.graemesmithconsulting.com

Publication date: Wed 12 Jan 2022
Author: Arlette Sijmonsma
© HortiDaily.com