Ten artykuł bada, w jaki sposób różnice ciśnień pary (VPD) wpływają na wskaźniki transpiracji w roślinach konopi. Transpiracja to proces, w którym woda i niezbędne składniki odżywcze przemieszczają się przez roślinę z komórki do komórki. Zrozumienie VPD w różnych temperaturach i względnej wilgotności oraz jego wpływu na ten proces jest ważne, aby uzyskać maksymalny wzrost roślin. Zajmujemy się również wpływem zadanych punktów na środowisko wzrostu, a także kosztami energii, a także analizą wpływu danych dotyczących szybkości nawadniania i transpiracji na wybór sprzętu.

wszyscy dowiedzieliśmy się o obiegu wody w Gimnazjum-deszcz, parowanie, chmury, deszcz i tak dalej. Cykl ten nabiera coraz większego znaczenia w przemyśle konopnym, ponieważ utrzymanie odpowiednich warunków przestrzennych dla uprawy w pomieszczeniach jest niezbędne do powodzenia operacji uprawy. Temperatura i wilgotność odgrywają dużą rolę w funkcjonowaniu roślin konopi, bezpośrednio wpływając zarówno na plon roślin, jak i ogólną jakość. Musimy spojrzeć poza uproszczony cykl opadów i zrozumieć, że warunki przestrzenne bezpośrednio wpływają na zdolność rośliny do pocenia się lub transpirowania.

powszechnym błędem jest przekonanie, że transpiracja roślin cannabis wpłynie na względną wilgotność w growroomie. W rzeczywistości jest to odwrotne-używanie paradygmatu, że Warunki w pomieszczeniu wpływają na zdolność roślin do transpiracji, a nie transpiracja roślin wpływająca na stan pomieszczenia, jest dobrą perspektywą podczas czytania tego artykułu. W idealnym ustawieniu warunki zadane w pomieszczeniu (temperatura i wilgotność) byłyby utrzymywane idealnie stabilnie i nigdy nie odbiegałyby od siebie niezależnie od tego, co się dzieje w pomieszczeniu. Utrzymanie warunków w pomieszczeniu jest zadaniem urządzeń mechanicznych służących do kontroli warunków środowiskowych w pomieszczeniu. Jeśli możemy utrzymać dany zestaw warunków pokoju, pytanie brzmi: w jakich warunkach cannabis rozwijać?

jak omówimy, transpiracja roślin napędza wzrost roślin, a różnica ciśnień pary (VPD) napędza transpirację roślin. Zarówno Temperatura, jak i wilgotność wpływają na różnicę ciśnień pary, czynnik, który należy wziąć pod uwagę przy podejmowaniu decyzji dotyczących systemów obiektu-zwłaszcza jeśli chodzi o skomplikowane rozważania dotyczące wyboru urządzeń grzewczych, wentylacyjnych i klimatyzacyjnych (HVAC). Aby rośliny mogły się rozwijać w pomieszczeniach, VPD musi znajdować się na określonym poziomie, który może być inny w każdej sytuacji i na każdym etapie wzrostu. Ponieważ temperatura i wilgotność wpływają na VPD, temperatura i wilgotność muszą być na odpowiednim poziomie – w odpowiednim „punkcie zadanym” – co oznacza, że ciepło i wilgoć będą musiały być dodawane lub zabierane z growroomu w różnych okresach.

zrozumienie sterowników tego procesu jest kluczem do wyboru odpowiedniego systemu HVAC dla twojej operacji. Z naszego doświadczenia wynika, że różnica zadana wynosząca zaledwie 10% może mieć znaczący wpływ na wielkość systemu HVAC, koszty początkowe i bieżące koszty energii. Warto sprawdzić, czy niewielka różnica w wartości zadanej projektu będzie miała duży wpływ na koszty systemu HVAC, bez większego wpływu na wydajność produkcji.

zrozumienie VPD i szybkości transpiracji

temperatura i wilgotność określają czynniki VPD, czasami nazywane deficytem ciśnienia pary, co naprawdę wpływa na zdrowie rośliny konopi indyjskich. Ciśnienie pary to ciśnienie, przy którym ciecz staje się parą. Oto rzeczywisty przykład ciśnienia pary w działaniu: kiedy gotujesz wodę na piecu, podgrzewasz ją, zwiększając ciśnienie do punktu, w którym osiąga ciśnienie pary w atmosferze wokół niej i staje się parą. W uprawie konopi indyjskich VPD odnosi się do różnicy między ciśnieniem pary w roślinie a ciśnieniem pary w powietrzu otaczającym roślinę. VPD jest odpowiedzialny za prowadzenie procesu w zakładzie znanego jako transpiracja, który bezpośrednio wpływa na zdrowie roślin.

transpiracja to proces, w którym woda i inne niezbędne składniki odżywcze przemieszczają się przez roślinę z komórki do komórki. Jest to również sposób, w jaki rośliny regulują własną temperaturę i pozyskują potrzebny dwutlenek węgla z powietrza. VPD napędza transpirację i pobieranie składników odżywczych z korzeni rośliny do górnej części rośliny. Ruch wody następuje w wyniku uwalniania przez rośliny pary wodnej do powietrza przez otwory zwane aparatami szparkowymi-prawie tak, jakby się pociły.

Jeśli VPD jest zbyt mały, szczytowe tempo wzrostu nie zostanie osiągnięte, a problemy takie jak pleśń lub zgnilizna korzeni mogą stać się problemem. Jeśli VPD jest zbyt duży, aparaty szparkowe roślin zamkną się, próbując ograniczyć transpirację, co może spowodować problemy, takie jak oparzenie końcówki i zwijanie liści. VPD można obliczyć bezpośrednio na podstawie temperatury i wilgotności względnej (RH) zarówno rośliny, jak i uprawy. Oba te pojęcia zostały szczegółowo wyjaśnione poniżej. Temperatura powierzchni rośliny i temperatura suchego żarówki w pomieszczeniu są w przybliżeniu takie same, ale ponieważ roślina tworzy wodę, powierzchnia rośliny będzie na 100% RH, gdy się pojawi. Dla danej temperatury projektowej możemy modulować VPD, zmieniając RH growroomu.

zakres VPD 0,8–1,1 (kPa) jest powszechnie znany jako idealny w fazie wegetatywnej, podczas gdy zakres VPD 1,0–1,5 (kPa) jest powszechnie znany jako idealny w fazie kwitnienia. Tabele I I II pokazują, że ten sam idealny zakres VPD można uzyskać w różnych temperaturach i względnej wilgotności.

mówiąc prościej: Spójna temperatura i wilgotność względna w przestrzeni — > spójny deficyt ciśnienia pary –> transpiracja roślin –> wzrost roślin.

koncepcja ta jest dodatkowo zilustrowana na rysunku 1 na wykresie psychrometrycznym, który jest powszechnie stosowanym narzędziem, które graficznie ilustruje związek między temperaturą powietrza a wilgotnością względną, a także inne właściwości.

Jakie są metryki?

jak wyjaśniono powyżej, utrzymanie odpowiednich wartości zadanych w pomieszczeniach growroomów jest niezbędne do powodzenia operacji, ale co mierzymy i jak to mierzymy? Jest kilka rzeczy do zrozumienia na temat pomiaru temperatury i wilgotności oraz określania VPD:

• odczyty temperatury mokrej i suchej żarówki: sucha temperatura żarówki to odczyt temperatury, z którym większość z nas zna; temperatura wyświetlana na termostacie w domu. Temperatura mokrej żarówki to temperatura, którą termometr odczytuje, gdy żarówka jest owinięta w wilgotną szmatkę. Temperatura mokrej żarówki wskazuje, ile wilgoci znajduje się w powietrzu. Gdy wilgotność względna wynosi 100%, temperatury mokrych i suchych żarówek są równe. Jeśli różnica między temperaturami suchych i mokrych żarówek jest niewielka, w powietrzu znajduje się duża ilość wilgoci. W powietrzu jest tak dużo wilgoci, że jest to podobne do mokrej szmaty wokół żarówki termometru. Jeśli istnieje duża różnica między suchym i mokrym odczytem temperatury żarówki, powietrze jest suche.

• wilgotność względna: Wilgotność względna (RH) to pomiar ilości wilgoci w powietrzu wyrażony jako procent maksymalnej możliwej wilgoci w powietrzu w danej temperaturze suchej żarówki. Wraz ze wzrostem wilgotności powietrze w pomieszczeniu w końcu osiągnie stan nasycenia. Gdy powietrze osiągnie maksymalną możliwą Wilgotność, woda opuści powietrze w postaci chmur, rosy lub kondensacji. W cieplejszych temperaturach powietrze jest w stanie utrzymać więcej wilgoci. Jeśli ilość wilgoci w pomieszczeniu pozostanie stała, a temperatura wzrośnie, RH zmniejszy się. Dzieje się tak dlatego, że całkowita ilość obecnej wilgoci jest taka sama, ale możliwe jest, aby powietrze przyjmowało więcej wilgoci, dlatego powietrze jest dalej od maksymalnej możliwej wilgoci, co skutkuje niższym odsetkiem. Z drugiej strony, jeśli zawartość wilgoci pozostanie stała, podczas gdy temperatura spadnie, RH wzrośnie, ponieważ wilgoć w powietrzu jest bliżej maksymalnej możliwej wilgoci, co skutkuje wyższym odsetkiem.

wybór sprzętu

kluczem do zdrowego wskaźnika VPD i transpiracji jest zapewnienie kontrolowanych warunków środowiskowych, które wejdą w grę podczas wyboru sprzętu do swojej operacji.

rola urządzeń HVAC polega na utrzymywaniu pomieszczenia jak najbliżej temperatury i wilgotności, ponieważ będzie to miało największy wpływ na produkt. Na początku projektu wysyłamy dokument badania HVAC do naszych klientów w celu określenia ich wymagań projektowych. Dostarczone informacje pozwalają inżynierom określić „warunki projektowe”, które mówią inżynierowi, czego potrzebują do zaprojektowania. Gromadzone są informacje, takie jak nastawy temperatury i wilgotności, a także rodzaj i ilość światła, podlewanie i wskaźniki odpływu.

informacje te pozwalają projektantowi oszacować szybkość transpiracji instalacji i obciążenie cieplne urządzenia, które są odpowiednio nazywane ładunkami utajonymi i sensownymi. Sprzęt HVAC usunie obciążenie cieplne i obciążenie wilgotnością z przestrzeni, więc im dokładniejsze informacje dostarczone przez hodowcę, tym dokładniejszy będzie rozmiar systemu.

określanie szybkości transpiracji i strategii kontroli wilgotności

jedną z najlepszych i najprostszych metod określania szybkości transpiracji jest użycie znanych szybkości podlewania do pośredniego określenia ilościowego transpiracji. Po wprowadzeniu wody nawadniającej do pomieszczenia może ona zrobić dwie rzeczy: pozostań w roślinie lub doniczce, zwiększając jej całkowitą masę lub pozostaw roślinę lub doniczkę jako odpływ lub transpirację. Ogólne założenie jest stosunkowo niewiele masy wody pozostaje w doniczce lub rośliny, a reszta wody jest tracona do odpływu i transpiracji między podlewania. Obliczanie ilości podlewania jest zazwyczaj proste, ale obliczanie ilości spływu może być trudne w zależności od zastosowanej metody uprawy. Dane mogą być gromadzone na poziomie zakładu uprawy, na etapie wzrostu, na poziomie pomieszczenia lub na poziomie rośliny.

odpowiednio zaprojektowany sprzęt HVAC nie tylko kontroluje temperaturę pomieszczenia, ale także usuwa wilgoć wywieraną przez rośliny, aby utrzymać współczynnik wilgotności Względnej w odpowiednim punkcie zadanym. Istnieje wiele strategii kontroli wilgotności. Na najbardziej podstawowym poziomie jest osuszacz, który wykorzystuje proces chłodzenia do podgrzania powietrza do punktu nasycenia, aby wydobyć wilgoć z powietrza. Chociaż jest to skuteczny proces, jest to z natury nieefektywny proces, ponieważ ciepło sprężarki jest odrzucane do przestrzeni, zwiększając obciążenie cieplne, którym musi zająć się sprzęt HVAC. Na najbardziej skomplikowanym poziomie projektant może dodać schemat osuszania do ogólnej konstrukcji HVAC, dzięki czemu powietrze może być dochłodzone w cewkach, aby wydobyć wodę z powietrza, a następnie powietrze może być podgrzane, aby nie przegrzać przestrzeni. Dla maksymalnej efektywności energetycznej podgrzewanie powietrza może odbywać się za pomocą gorącej wody lub gorącego gazu wytwarzanego przez ciepło odrzucane z urządzeń chłodzących.

co się dzieje, gdy zmieniamy ustawienia wilgotności i temperatury? Jeśli nastawy temperatury i wilgotności zostaną zmniejszone, obciążenie szczytowe systemu HVAC wzrośnie, podobnie jak energia potrzebna do uruchomienia sprzętu. Podobnie dzieje się odwrotnie-w przypadku zwiększenia wartości zadanych temperatury i wilgotności zmniejsza się szczytowe obciążenie układu, a także zmniejsza się energia potrzebna do uruchomienia urządzenia. W najlepszym interesie plantatora, zarówno z punktu widzenia kosztów początkowych, jak i kosztów operacyjnych, jest prowadzenie działalności w sposób możliwie gorący i wilgotny.

wróćmy do Tabeli II. jak widać, obliczona wartość VPD przy 70 °F i 60% RH jest podobna do obliczonej wartości VPD przy 75 °F i 65% RH. W związku z tym instalacje mogą działać równie dobrze przy wyższej temperaturze i wilgotności zadanej niż przy niższej temperaturze i wilgotności zadanej, ale wpływ na pierwszy koszt, wielkość fizyczną i zużycie energii przez system HVAC będzie znaczący. Z naszego doświadczenia wynika, że różnica zadana wynosząca zaledwie 10% może mieć dramatyczny skutek.

prawdziwe studium przypadku

kwestia wyboru sprzętu pojawiła się w ostatnim projekcie z bardzo konkretnymi celami. Klienci regularnie przychodzą do nas z myślą o określonych wartościach i zakresach temperatury i wilgotności. Często te wartości są ustalane przez doświadczenie w terenie, a niekoniecznie przez zbieranie informacji na temat wymaganego VPD. Hodowcy wiedzą, że ich rośliny rozwijają się w określonych warunkach, ale zwykle ustalają to metodą prób i błędów. W tym studium przypadku nasz klient-zakład uprawy i ekstrakcji-potrzebował precyzyjnej kontroli temperatury i wilgotności w swoich przestrzeniach upraw, ze szczególnym naciskiem na efektywność energetyczną. Podobnie jak większość naszych klientów, mieli na uwadze określone wartości temperatury i wilgotności: 76 °F I 55% WILGOTNOŚCI WZGLĘDNEJ.

proponowany system HVAC był chłodzony wodą, z ekonomizerem, aby umożliwić pracę bez sprężarki, gdy pozwalają na to warunki zewnętrzne. Ciepła woda dla obiektu dostarczana jest za pomocą pomp ciepła, które wykorzystują ciepło odrzucone z agregatów chłodniczych jako źródło pętli grzewczej. Klimakonwektory wewnątrz pomieszczeń uprawowych wykorzystują napędy o zmiennej częstotliwości do osuszania bez przechłodzenia pomieszczeń.

ponieważ zrównoważony rozwój był głównym celem klienta, zdecydowaliśmy się rozpocząć od innego podejścia-modelu energetycznego pudełka po butach, aby zawęzić wpływ różnych nastaw na wielkość i zużycie energii przez urządzenia HVAC. Byliśmy w stanie pokazać klientowi, że poprzez dostosowanie nastaw temperatury i wilgotności w górę, będzie on w stanie utrzymać ten sam VPD w przestrzeni, ale Rozmiar urządzeń HVAC zmniejszył się o 33%, A Zużycie energii związane z urządzeniami HVAC zmniejszyło się o ponad 35% rocznie. Dzięki szczegółowemu spojrzeniu na VPD i wykorzystaniu tej metryki do podejmowania decyzji dotyczących wymaganej temperatury i wilgotności, byliśmy w stanie zaprojektować system HVAC, który spełniał ich cele zrównoważonego rozwoju i zmniejszał rozmiar sprzętu, jednocześnie zapewniając, że ich instalacje będą się rozwijać.

wstępne kryteria dostarczone nam przez Klienta, Temperatura zadana 76 °F i wilgotność względna zadana 55%, spowodowałyby wielkość instalacji HVAC wynoszącą 600 ton chłodzenia. Patrząc najpierw na VPD, a następnie wykorzystując to do określenia wartości zadanych, byliśmy w stanie zmniejszyć sprzęt do 400 ton chłodzenia. Ten sprzęt jest w przybliżeniu ¾ wielkości fizycznej i 66% kosztów większego systemu 600 ton.

myśli końcowe

właściwa konstrukcja urządzeń HVAC –> spójna temperatura i wilgotność względna w przestrzeni –> spójny deficyt ciśnienia pary –> transpiracja instalacji –> wzrost roślin.

należy rozumieć, że Odpowiednia konstrukcja urządzeń HVAC jest niezbędna do utrzymania stałej temperatury i wilgotności Względnej w pomieszczeniu. Powszechnie uznaje się również, że wzrost roślin ma wpływ, zarówno pozytywnie, jak i negatywnie, na temperaturę i wilgotność przestrzeni, a tym samym deficyt ciśnienia pary. Często pomijane lub nieznane jest to, że niewielkie zmiany nastaw temperatury i wilgotności mogą mieć niezauważalny wpływ na różnicę ciśnień pary i duży wpływ na rozmiar, pierwszy koszt i koszty operacyjne systemu HVAC.

Disclaimer

nie jesteśmy plantatorami, jesteśmy inżynierami. W związku z tym nie twierdzimy, że rozumiemy pełny wpływ operacji przy wyższych wartościach zadanych temperatury i wilgotności na jakość i ilość instalacji. Celem tego artykułu jest zilustrowanie wpływu różnic wartości zadanych temperatury i wilgotności na wielkość HVAC i koszty energii, aby umożliwić hodowcom podjęcie bardziej świadomej decyzji przy określaniu odpowiednich wartości zadanych dla ich przestrzeni.