tässä artikkelissa tarkastellaan, miten vapor pressure differentials (VPD) vaikuttaa transpiraationopeuteen kannabiskasveissa. Transpiraatio on prosessi, jossa vesi ja välttämättömät ravintoaineet liikkuvat kasvin läpi solusta soluun. VPD: n ymmärtäminen eri lämpötiloissa ja suhteellisissa kosteissa olosuhteissa ja sen vaikutus tähän prosessiin on tärkeää, jotta kasvi kasvaisi mahdollisimman paljon. Käsittelemme myös asetuspisteiden vaikutusta kasvuympäristöihin sekä energiakustannuksia sekä analyysia siitä, miten kasteluvaatimuksia ja hikoilua koskevat tiedot voivat vaikuttaa laitteiden valintaan.

me kaikki opimme yläasteella veden kiertokulusta: sateesta, haihtumisesta, pilvistä, sateesta ja niin edelleen. Tämä sykli saa yhä suuremman merkityksen kannabisteollisuudessa, koska oikeiden tilaolosuhteiden ylläpitäminen sisäkasvattamolle on välttämätöntä viljelytoiminnan onnistumisen kannalta. Lämpötilalla ja kosteudella on suuri merkitys siinä, miten kannabiskasvit toimivat, ja ne vaikuttavat suoraan sekä kasvien saantoon että yleiseen laatuun. Meidän on katsottava yksinkertaistetun sadekierron tuolle puolen ja ymmärrettävä, että avaruuden olosuhteet vaikuttavat suoraan kasvin kykyyn hikoilla eli muuntua.

yleinen harhaluulo on, että kannabiskasvien transpiraatio vaikuttaisi kasvuhuoneen suhteelliseen kosteuteen. Todellisuudessa, se on taaksepäin – käyttämällä paradigma, että huoneolosuhteet vaikuttavat kasvien kyky transpiroida eikä kasvien transpiraatio vaikuttaa huoneen kunnossa on hyvä näkökulma on luettaessa tätä artikkelia. Ihanteellisessa ympäristössä huoneen asetusolosuhteet (lämpötila ja kosteus) pidetään täysin vakaina, eivätkä ne koskaan poikkea riippumatta siitä, mitä huoneessa tapahtuu. Huoneolosuhteiden pitäminen täysin vakaina on huoneen ympäristöolosuhteiden hallintaan käytettävien mekaanisten laitteiden tehtävä. Jos voimme ylläpitää mitä tahansa huoneolosuhteita, kysymys kuuluu: millaisissa olosuhteissa kannabis kukoistaa?

kuten tulemme keskustelemaan, kasvien transpiraatio ajaa kasvien kasvua ja vapor pressure differential (VPD) ajaa kasvien transpiraatiota. Lämpötila ja kosteus molemmat vaikuttavat höyrynpaine-ero, tekijä, joka on otettava huomioon tehtäessä päätöksiä laitoksen järjestelmiä-varsinkin kun se tulee hankala pohdintaa ympäröivän lämmitys, ilmanvaihto, ja Ilmastointi (LVI) laitteiden valinta. Jotta kasvit menestyisivät sisätiloissa kasvavassa tilassa, VPD: n on oltava tietyllä tasolla, joka voi olla erilainen jokaisessa tilanteessa ja jokaisessa kasvuvaiheessa. Koska lämpötila ja kosteus vaikuttavat VPD: hen, lämpötilan ja kosteuden on oltava oikeilla tasoilla-oikeassa ”asetuspisteessä”-mikä tarkoittaa, että lämpöä ja kosteutta on lisättävä tai otettava pois kasvatushuoneesta eri aikoina.

tämän prosessin takana olevien ajurien ymmärtäminen on avain oikean LVI-järjestelmän valintaan. Kokemuksemme mukaan vain 10%: n ero voi vaikuttaa merkittävästi LVI-järjestelmän mitoitukseen, etukustannuksiin ja jatkuviin energiakustannuksiin. On syytä tutkia, jos pieni ero design setpoint tekee suuren vaikutuksen LVI-järjestelmän kustannuksiin ilman, että sillä on paljon vaikutusta tuotteen saantoon.

VPD: n ja Transpiraationopeuden ymmärtäminen

lämpötila ja kosteus ovat määrittäviä tekijöitä VPD: lle, jota joskus kutsutaan höyrynpainevajeeksi, mikä todella vaikuttaa kannabiskasvin terveyteen. Höyrynpaine on paine, jossa neste muuttuu höyryksi. Tässä on reaalimaailman esimerkki höyrynpaineesta toiminnassa: kun keität vettä liedellä, lämmität vettä nostaen paineen siihen pisteeseen, jossa se saavuttaa ympäröivän ilmakehän höyrynpaineen ja muuttuu höyryksi. Kannabisviljelyssä VPD: llä tarkoitetaan kasvin sisäisen höyrynpaineen ja kasvia ympäröivän ilman höyrynpaineen välistä eroa. VPD: n tehtävänä on ajaa laitoksessa transpiraatioksi kutsuttua prosessia, joka vaikuttaa suoraan kasvien terveyteen.

transpiraatio on prosessi, jossa vesi ja muut välttämättömät ravintoaineet liikkuvat kasvin läpi solusta soluun. Näin kasvit myös säätelevät omaa lämpötilaansa ja saavat tarvitsemansa hiilidioksidin pois ilmasta. VPD ohjaa transpiraatiota ja ravinteiden saantia kasvin juurilta kasvin ylemmälle alueelle. Veden liike syntyy, kun kasvit päästävät vesihöyryä ilmaan ilmarakoiksi kutsuttujen aukkojen kautta-melkein kuin ne hikoilisivat.

Jos VPD on liian pieni, huippukasvunopeutta ei saavuteta, ja ongelmaksi voivat muodostua homeen tai juurilahon kaltaiset ongelmat. Jos VPD on liian suuri, kasvin ilmarako sulkeutuu pyrittäessä rajoittamaan transpiraatiota, mikä voi johtaa tämmöiseen kärkipolttoon ja lehtien kihartumiseen. VPD voidaan laskea suoraan sekä kasvin että kasvuhuoneen lämpötilasta ja suhteellisesta kosteudesta (RH). Molemmat näistä käsitteistä on selitetty yksityiskohtaisesti alla. Kasvin pintalämpötila ja huoneen kuiva polttimon lämpötila ovat suunnilleen samat, mutta koska kasvissa on veden muodostusta, kasvin pinta on 100% RH, kun se transponoituu. Tiettyä suunnittelulämpötilaa varten voimme moduloida VPD: tä muuttamalla kasvatushuoneen RH: ta.

VPD: n vaihteluväli 0, 8–1, 1 (kPa) tunnetaan yleisesti ihanteellisena kasvullisessa vaiheessa, kun taas VPD: n vaihteluväli 1, 0–1, 5 (kPa) tunnetaan yleisesti ihanteellisena kukintavaiheessa. Taulukot I ja II osoittavat, että sama ihanteellinen VPD-alue voidaan saavuttaa eri lämpötiloissa ja suhteellisissa kosteissa olosuhteissa.

yksinkertaistaen: Jatkuva lämpötila ja suhteellinen kosteus tilassa –> johdonmukainen höyrynpainevaje –> kasvien transpiraatio –> kasvien kasvu.

tätä käsitettä havainnollistetaan edelleen psykrometrisen kaavion kuvassa 1, joka on yleisesti käytetty työkalu, joka havainnollistaa graafisesti ilman lämpötilan ja suhteellisen kosteuden suhdetta sekä muita ominaisuuksia.

mitkä ovat Mittarit?

kuten edellä on selitetty, on toiminnan onnistumisen kannalta oleellista säilyttää sisäsiittoisten kasvatushuoneiden oikeat asetelmat, mutta mitä mittaamme ja miten? Lämpötilan ja kosteuden mittaamisessa ja VPD: n määrittämisessä on muutama asia, jotka on ymmärrettävä:

• märkä-ja kuivalämpölukemat: Kuivalämpölämpötila on lämpötilalukema, jonka useimmat meistä tuntevat; lämpötila, joka näkyy kodin termostaatissa. Märkälämpötila on lämpötila, jonka lämpömittari lukee, kun sen lamppu kääritään kosteaan kankaaseen. Märkälämpötila kertoo, kuinka paljon ilmassa on kosteutta. Kun suhteellinen kosteus on 100%, märkä-ja kuivalämpötila ovat yhtä suuret. Jos kuivan ja märän polttimon lämpötilojen ero on pieni, ilmassa on paljon kosteutta. Ilmassa on niin paljon kosteutta, että se on samaa kuin lämpömittarin polttimon ympärillä olisi märkä rätti. Jos kuivan ja märän polttimon lämpötilalukemien välillä on suuri ero, ilma on kuivaa.

• suhteellinen kosteus: Suhteellinen kosteus (RH) on ilman kosteuden määrän mitta, joka ilmaistaan prosentteina ilman suurimmasta mahdollisesta kosteudesta tietyssä kuivalämpötilassa. Ilmankosteuden kasvaessa sisätilan ilma saavuttaa lopulta kyllästymistilan. Kun ilma on saavuttanut maksimaalisen mahdollisen kosteuden, vesi poistuu ilmasta pilvien, kasteen tai tiivistymisen muodossa. Lämpimämmillä lämpötiloilla ilma pystyy pitämään enemmän kosteutta. Jos kosteuden määrä tilassa pysyisi vakiona ja lämpötila nousisi, RH laskisi. Tämä johtuu siitä, että läsnä olevan kosteuden kokonaismäärä on sama, mutta on mahdollista, että ilma ottaa enemmän kosteutta, joten ilma on kauempana suurimmasta mahdollisesta kosteudesta, jolloin prosenttiosuus on pienempi. Vastaavasti, jos kosteuspitoisuus pysyisi vakiona lämpötilan laskiessa, Rh kasvaisi, koska ilman kosteus on lähempänä suurinta mahdollista kosteutta, jolloin prosenttiosuus olisi suurempi.

laitteiden valinta

terveen VPD: n ja transpiraationopeuden avain on hallittujen ympäristöolosuhteiden tarjoaminen, mikä tulee kuvaan, Kun valitset laitteita toimintaasi varten.

LVI-laitteiden tehtävänä on pitää huone mahdollisimman lähellä suunnittelulämpötilaa ja-kosteutta, koska tällä on suurin vaikutus tuotteeseen. Projektin alussa lähetämme asiakkaillemme LVI-kyselyasiakirjan projektitarpeiden selvittämiseksi. Annettujen tietojen avulla insinöörit voivat määrittää ”suunnitteluolosuhteet”, mikä kertoo insinöörille, mitä heidän on suunniteltava ympärilleen. Tietoja kerätään esimerkiksi lämpötilan ja kosteuden määrityspisteistä sekä valojen tyypistä ja määrästä, kastelusta ja valumisnopeudesta.

näiden tietojen avulla suunnittelija voi arvioida kasvien transpiraationopeuden ja laitteiden lämpökuorman, joita kutsutaan vastaavasti latenteiksi ja järkeviksi kuormituksiksi. LVI-laitteet poistavat tilasta lämpökuorman ja kosteuskuorman, joten mitä tarkempi viljelijän antama tieto on, sitä tarkempi järjestelmän mitoitus on.

hikoilun nopeuden ja kosteuden Säätelystrategioiden määrittäminen

yksi parhaista ja suoraviivaisimmista keinoista hikoilun määrän määrittämiseksi on käyttää tunnettuja kastelukertoja hikoilun epäsuoraan kvantifiointiin. Kun kasteluvesi tuodaan tilaan, se voi tehdä kaksi asiaa: pysyttele kasvin tai ruukun sisällä kasvattaen sen kokonaismassaa tai jätä kasvi tai ruukku valumana tai transpiraationa. Yleinen oletus on, että ruukkuun tai kasviin jää suhteellisen vähän vesimassaa, ja loput vedestä menetetään valumiseen ja veden vaihtumiseen kastelujen välillä. Kastelumäärien määrittäminen on tyypillisesti yksinkertaista, mutta valumien määrän määrittäminen voi olla vaikeaa riippuen siitä, mitä kasvatusmenetelmää käytetään. Tietoja voidaan kerätä kasvatuslaitostasolla, kasvutasolla, huonetasolla tai kasvitasolla.

oikein suunnitellut LVI-laitteet eivät ainoastaan ohjaa tilan lämpötilaa, vaan ne myös poistavat kasvien aiheuttaman kosteuden, jotta suhteellinen kosteussuhde pysyisi sopivassa asetuspisteessä. On olemassa lukuisia kosteuden valvontastrategioita. Kaikkein perustasolla on ilmankuivain, joka käyttää jäähdytysprosessia ilman alijäähdyttämiseen kyllästyspisteeseen kosteuden poistamiseksi ilmasta. Vaikka tämä on tehokas, se on luonnostaan tehoton prosessi, koska kompressorin lämpö hylätään tilaan, mikä lisää lämpökuormaa, joka LVI-laitteiden on huolehdittava. Monimutkaisimmalla tasolla suunnittelija voi lisätä kosteudenpoistojärjestelmää yleiseen LVI-suunnitteluun, jolloin ilma voidaan alijäähtyä keloissa veden poistamiseksi ilmasta, niin ilma voidaan lämmittää uudelleen, jotta tila ei ylijäänny. Parhaan mahdollisen energiatehokkuuden saavuttamiseksi ilma voidaan lämmittää kuumalla vedellä tai kuumalla kaasulla, joka syntyy jäähdytyslaitteesta hylätystä lämmöstä.

Mitä tapahtuu, kun vaihtelemme kosteus-ja lämpötila-asetusarvoja? Jos lämpötila-ja kosteusasetusarvot pienenevät, LVI-järjestelmän huippukuormitus kasvaa samoin kuin laitteiden pyörittämiseen tarvittava energia. Samoin päinvastainen on totta-jos lämpötila-ja kosteusasetuspisteet kasvavat, järjestelmän huippukuormitus pienenee ja myös laitteen pyörittämiseen tarvittava energia vähenee. Viljelijän etu on sekä ensi-että käyttökustannusten kannalta, että mahdollisimman kuuma ja kostea toiminta.

palataan taulukkoon II. kuten näet, laskettu VPD lämpötilassa 70 °F ja 60% RH on samanlainen kuin laskettu VPD lämpötilassa 75 °F ja 65% RH. Siksi kasvit voivat toimia yhtä hyvin korkeammassa lämpötilassa ja kosteudessa kuin alemmassa lämpötilassa ja kosteudessa, mutta vaikutukset LVI-järjestelmän ensimmäisiin kustannuksiin, fyysiseen kokoon ja energiankäyttöön ovat merkittäviä. Kokemuksemme mukaan vain 10%: n asetuserolla voi olla dramaattinen vaikutus.

reaalimaailman tapaustutkimus

kysymys laitteiden valinnasta heräsi henkiin tuoreessa projektissa, jolla oli hyvin tarkat tavoitteet. Asiakkaat tulevat säännöllisesti luoksemme pitäen mielessä tietyt lämpötila-ja kosteusasetukset ja-alueet. Usein nämä raja-arvot määräytyvät kokemuksen perusteella, eikä välttämättä keräämällä tietoa tarvittavasta VPD: stä. Viljelijät tietävät, että heidän kasvinsa menestyvät tietyissä olosuhteissa, mutta yleensä he ovat selvittäneet tämän yrityksen ja erehdyksen kautta. Tässä tapaustutkimuksessa asiakkaamme-viljely-ja uuttolaitos-tarvitsi kasvutiloihinsa tarkan lämpötilan ja kosteuden säätelyn, jossa pääpaino oli energiatehokkuudessa. Kuten useimmilla asiakkaillamme, heillä oli mielessä erityiset lämpötila-ja kosteusasetukset: 76 °F ja 55% RH.

ehdotettu LVI-järjestelmä oli vesijäähdytteinen jäähdytysvesijärjestelmä, jossa oli ekonomistikäyttö, joka mahdollisti kompressorittoman toiminnan ulkotilojen salliessa. Laitoksen lämmin vesi saadaan lämpöpumpuilla, jotka hyödyntävät jäähdyttimistä hylätyn lämmön lämmityssilmukan lähteenä. Viljelyhuoneiden sisällä olevat tuuletinkelat käyttävät vaihtelevia taajuusmuuttajia ilmankuivaukseen ilman tilojen ylijäähtymistä.

koska vastuullisuus oli asiakkaan ydintavoite, päätimme aloittaa erilaisella lähestymistavalla-shoebox-energiamallilla, jolla rajataan eri asetelmien vaikutuksia LVI-laitteiden kokoon ja energiankäyttöön. Pystyimme osoittamaan asiakkaalle, että säätämällä lämpötila-ja kosteusasetuksia ylöspäin he pystyisivät säilyttämään tilan saman VPD: n, mutta LVI-laitteiden koko pieneni 33% ja LVI-laitteiden energiankulutus laski yli 35% vuodessa. Tarkastelemalla erityisesti VPD: tä ja käyttämällä sitä mittaria tehdäksemme päätöksiä vaadittujen lämpötila-ja kosteusasetusten ympärillä, pystyimme suunnittelemaan LVI-järjestelmän, joka täytti heidän kestävän kehityksen tavoitteensa ja pienensi laitteiden kokoa varmistaen samalla, että heidän tehtaansa menestyisivät.

asiakkaan meille antamat alkuperäiset kriteerit, lämpötilan asetuspiste 76 °F ja suhteellisen kosteuden asetuspiste 55%, olisivat johtaneet LVI-laitoksen kokoon 600 tonnia jäähdytystä. Tarkastelemalla ensin VPD: tä ja sen avulla määrittelimme asetuspisteet, – pystyimme pienentämään laitteen 400 tonniin jäähdytystä. Nämä laitteet ovat karkeasti ¾ fyysistä kokoa ja 66% suuremman 600 tonnin järjestelmän kustannuksista.

lopulliset ajatukset

asianmukainen LVI-laitteiden suunnittelu –>jatkuva lämpötila ja suhteellinen kosteus tilassa –>johdonmukainen höyrynpainevaje –>kasvien transpiraatio –>kasvien kasvu.

on selvää, että asianmukainen LVI-laitteiden suunnittelu on tarpeen, jotta lämpötila ja suhteellinen kosteus voidaan pitää tasaisena tilassa. On myös yleisesti tunnustettu, että kasvin kasvuun vaikuttavat sekä positiivisesti että negatiivisesti avaruuden lämpötila ja kosteus ja siten höyrynpainevaje. Mitä on usein unohdetaan tai tuntematon on, että pienet muutokset lämpötilan ja kosteuden asetuspisteitä voi olla huomaamaton vaikutus höyryn paine-ero, ja suuri vaikutus koko, ensimmäinen kustannukset, ja käyttökustannukset LVI-järjestelmän.

Vastuuvapauslauseke

We aren ’ t growers, we are engineers. Näin ollen emme väitä ymmärtävämme korkeammassa lämpötilassa ja kosteusasetuksissa suoritettavan toimenpiteen täydellisiä vaikutuksia kasvien laatuun ja määrään. Tämän artikkelin tarkoituksena on havainnollistaa lämpötilan ja kosteuden asetuserojen vaikutuksia LVI-mitoitukseen ja energiakustannuksiin, jotta viljelijät voivat tehdä tietoon perustuvan päätöksen määrittäessään sopivia asetusarvoja tilalleen.