este artigo explora como os diferenciais de pressão de vapor (VPD) afetam as taxas de transpiração nas plantas de cannabis. Transpiração é um processo no qual a água e os nutrientes essenciais se movem através da planta de célula para célula. A compreensão do VPD em diferentes temperaturas e humididades relativas, e seu efeito neste processo, é importante para ganhar o crescimento máximo da planta. Também cobrimos o impacto dos pontos de referência nos ambientes de crescimento, bem como nos custos de energia, juntamente com uma análise sobre como os dados em torno das taxas de rega e transpiração podem afetar a seleção de equipamentos.todos nós aprendemos sobre o ciclo da água no ensino médio, evaporação, nuvens, chuva, e assim por diante. Este ciclo assume maior importância na indústria de cannabis porque a manutenção das condições de espaço adequadas para um crescimento interior é essencial para o sucesso de uma operação de cultivo. A temperatura e a umidade desempenham um papel importante na forma como as plantas de cannabis irão funcionar, afectando directamente o rendimento das plantas e a qualidade global. Devemos olhar para além do ciclo de precipitação simplificado e entender que as condições do espaço afetam diretamente a capacidade de uma planta suar, ou transpirar.um equívoco comum é que a transpiração das plantas de cannabis afetará a umidade relativa dentro de uma sala de cultivo. Na realidade, isso é retroceder-usando o paradigma de que as condições da sala afetam a capacidade de transpiração das plantas ao invés da transpiração das plantas afetando a condição da sala é uma boa perspectiva para se ter ao ler este artigo. Em um ambiente ideal, as condições de setpoint da sala (temperatura e umidade) seria mantida perfeitamente estável e nunca se desviaria, independentemente do que acontece na sala. Manter as condições da sala perfeitamente estáveis é o trabalho do equipamento mecânico utilizado para controlar as condições ambientais da sala. Se conseguirmos manter um determinado conjunto de condições de quarto, a questão é: em que condições a cannabis prospera?como vamos discutir, a transpiração da planta impulsiona o crescimento da planta e o diferencial de pressão de vapor (VPD) impulsiona a transpiração da planta. Temperatura e umidade ambos impactam o diferencial de pressão de vapor, um fator que deve ser considerado ao tomar decisões sobre sistemas de instalações-especialmente quando se trata de deliberações difíceis em torno de aquecimento, ventilação e ar condicionado (HVAC) seleção de equipamentos. Para que as plantas prosperem em um espaço interior de crescimento, o VPD precisa estar em um nível particular, que pode ser diferente para cada situação e cada estágio de crescimento. Uma vez que a temperatura e umidade afetam o VPD, a temperatura e umidade ambos precisam estar nos níveis corretos-no “setpoint”certo-o que significa que calor e umidade vão precisar ser adicionados ou retirados da sala de cultivo em momentos diferentes.

compreender os drivers por trás deste processo é a chave para selecionar o sistema HVAC apropriado para a sua operação. Em nossa experiência, uma diferença setpoint de apenas 10% pode ter um impacto significativo na dimensionamento do sistema HVAC, custo inicial e custos de energia em curso. Vale a pena explorar se uma pequena diferença no setpoint design vai fazer um grande impacto sobre os custos do seu sistema HVAC, sem ter muito impacto sobre o rendimento do produto de sua operação.

compreender o VPD e as taxas de transpiração

temperatura e umidade são fatores que definem o VPD, às vezes chamado déficit de pressão de vapor, que é o que realmente afeta a saúde de uma planta de cannabis. Pressão de Vapor é a pressão na qual o líquido se torna um vapor. Aqui está um exemplo real de pressão de vapor em ação: quando você ferve água no fogão, você aquece a água, aumentando a pressão a um ponto em que ela atinge a pressão de vapor da atmosfera ao seu redor e se torna vapor. No cultivo de cannabis, VPD refere-se à diferença entre a pressão de vapor dentro de uma planta e a pressão de vapor do ar em torno da planta. O VPD é responsável pela condução de um processo na planta conhecida como transpiração, que afeta diretamente a fitossanidade.transpiração é um processo no qual a água e outros nutrientes essenciais se movem através de uma planta de célula para célula. É também assim que as plantas regulam a sua própria temperatura e obtêm o dióxido de carbono de que necessitam do ar. O VPD impulsiona a transpiração e a captação de nutrientes das raízes de uma planta para a área superior de uma planta. O movimento da água ocorre como resultado de plantas libertando vapor de água para o ar através de aberturas chamadas stomata-quase como se estivessem suando.

Se o VPD é muito pequeno, as taxas de crescimento de pico não são atingidas, e problemas como bolor ou rot raiz podem se tornar um problema. Se VPD é muito grande, a planta stomata vai fechar em uma tentativa de limitar a transpiração, o que pode resultar em questões como queimadura de ponta e curva de folha. O VPD pode ser calculado diretamente a partir da temperatura e umidade relativa (RH) da planta e da sala de cultivo. Ambos os conceitos são explicados em detalhe abaixo. A temperatura da superfície da planta e a temperatura do bulbo seco da sala são aproximadamente a mesma, mas uma vez que a planta tem formação de água, a superfície da planta será a 100% RH quando estiver transpirando. Para uma dada temperatura de projeto, podemos modular o VPD mudando o RH da sala de cultivo.

uma gama de VPD de 0,8-1,1 (kPa) é comumente conhecido como ideal no estágio vegetativo, enquanto uma gama de VPD de 1,0–1,5 (kPa) é comumente conhecido como ideal no estágio de floração. As tabelas I e II mostram que a mesma gama ideal de VPD pode ser obtida a diferentes temperaturas e humididades relativas.para simplificar: Temperatura consistente e humidade relativa no espaço –> défice consistente de pressão de vapor –> transpiração das plantas –> crescimento das plantas.

Este conceito é mais ilustrado na Figura 1 do gráfico psicrométrico, que é uma ferramenta comumente usada que ilustra graficamente a relação entre a temperatura do ar e a umidade relativa, bem como outras propriedades.quais são as métricas?como explicado acima, a manutenção de pontos de referência adequados nas salas de cultivo interiores é essencial para o sucesso de uma operação, mas o que medimos e como medimos? Há algumas coisas a entender sobre a medição da temperatura e umidade e determinação do VPD:

• leituras da temperatura do bolbo molhado e seco: Temperatura do bolbo seco é a temperatura que a maioria de nós está familiarizada; a temperatura que é mostrada no Termóstato em uma casa. Temperatura do bulbo úmido é a temperatura que um termômetro lê quando seu bulbo é envolto em um pano úmido. A temperatura do bolbo húmido indica a quantidade de humidade presente no ar. Quando a humidade relativa está a 100%, As temperaturas do bolbo húmido e seco são iguais. Se a diferença entre as temperaturas do bolbo seco e molhado é pequena, há uma grande quantidade de umidade no ar. Há tanta umidade no ar que é semelhante a ter um pano molhado em torno do bulbo Termômetro. Se houver uma grande diferença entre as leituras de temperatura do bolbo seco e molhado, o ar é seco.humidade relativa: A humidade relativa (RH) é uma medida da quantidade de humidade no ar expressa em percentagem da humidade máxima possível no ar a uma dada temperatura do bolbo seco. À medida que a umidade aumenta, o ar de um espaço interior acabará por atingir um estado de saturação. Quando o ar atingir a sua capacidade de humidade máxima possível, a água deixará o ar sob a forma de nuvens, orvalho ou condensação. Em temperaturas mais quentes, o ar é capaz de manter mais umidade. Se a quantidade de umidade em um espaço permanecesse constante e a temperatura aumentasse, o RH diminuiria. Isto porque a quantidade total de umidade presente é a mesma, mas é possível para o ar tomar mais umidade, portanto o ar está mais longe da umidade máxima possível, resultando em uma porcentagem menor. Inversamente, se o teor de umidade permanecesse constante enquanto a temperatura diminuía, o RH aumentaria porque a umidade no ar está mais próxima da umidade máxima possível, resultando em uma porcentagem mais elevada.

seleção do equipamento

A chave para o VPD saudável e as taxas de transpiração é fornecer condições ambientais controladas, que entrarão em jogo quando você estiver selecionando equipamentos para sua operação.

O papel do equipamento HVAC é manter a sala o mais perto possível dos pontos de temperatura e umidade do projeto, porque isso terá o maior impacto sobre o produto. No início de um projeto, enviamos um documento de pesquisa HVAC para nossos clientes para determinar suas necessidades de projeto. A informação fornecida permite que os engenheiros determinem as “condições de projeto”, que diz ao engenheiro o que eles precisam projetar ao redor. Informações como pontos de regulação de temperatura e umidade, bem como tipo e quantidade de luzes, rega e taxas de escoamento são coletadas.esta informação permite ao designer estimar a taxa de transpiração das plantas e a carga de calor do equipamento, que são chamadas cargas latentes e sensíveis, respectivamente. O equipamento HVAC irá remover a carga de calor e umidade do espaço, de modo que quanto mais precisa a informação fornecida pelo cultivador, mais precisa será a dimensionamento do sistema.

determinando taxas de transpiração e estratégias de controle de umidade

Um dos melhores, métodos mais simples para determinar as taxas de transpiração é usar taxas de rega conhecidas para quantificar indiretamente a transpiração. Uma vez que a água de irrigação é introduzida em um espaço, ele pode fazer duas coisas: ficar dentro da planta ou pote, aumentando sua massa total, ou deixar a planta ou pote como escoamento ou transpiração. A suposição geral é relativamente pequena da massa de água é deixada para trás no pote ou planta, e o resto da água é perdido para o escoamento e transpiração entre waterings. Quantificar as taxas de rega é tipicamente simples, mas quantificar o escoamento pode ser difícil dependendo de qual método de crescimento é usado. Os dados podem ser coletados ao nível da instalação de crescimento, estágio de crescimento, nível de sala ou nível de planta.o equipamento HVAC devidamente concebido não só controlará a temperatura de um espaço, como também removerá a humidade transposta pelas plantas para manter a relação de humidade relativa no ponto de regulação adequado. Existem inúmeras estratégias de controle de umidade. No nível mais básico é o desumidificador, que utiliza um processo de refrigeração para subcolar o ar até seu ponto de saturação para extrair a umidade do ar. Embora eficaz, este é um processo inerentemente ineficiente como o calor do compressor é rejeitado no espaço, adicionando à carga de calor que o equipamento de HVAC precisa cuidar. No nível mais complicado, o seu designer pode adicionar o esquema de Desumidificação no design geral de HVAC, em que o ar pode ser sub-arrefecido nas bobinas para extrair a água do ar, em seguida, o ar pode ser reaquecido de modo a não sobrecarregar o espaço. Para a máxima eficiência energética, o reaquecimento do ar pode ser feito com água quente ou gás quente produzido pelo calor rejeitado do equipamento de refrigeração.o que acontece quando variamos os parâmetros de humidade e temperatura? Se os pontos de regulação da temperatura e da humidade forem reduzidos, a carga máxima no sistema HVAC aumenta, assim como a energia necessária para o funcionamento do equipamento. Da mesma forma, o inverso é verdadeiro-se os pontos de ajuste de temperatura e umidade são aumentados, a carga de pico no sistema diminui, e a energia necessária para executar o equipamento também diminui. É do interesse do cultivador, tanto a partir de um primeiro custo quanto de uma perspectiva de custo operacional, executar sua operação o mais quente e úmido possível. como podem ver, o VPD calculado a 70 °F e 60% RH é semelhante ao VPD calculado a 75 °F e 65% RH. Portanto, as plantas podem executar tão bem quanto no ponto de temperatura e umidade mais alta do que no ponto de temperatura e umidade mais baixa, mas os efeitos sobre o primeiro custo, tamanho físico, e uso de energia do sistema HVAC será significativo. Em nossa experiência, uma diferença setpoint de apenas 10% pode ter um efeito dramático.

Real World Case Study

The issue of equipment selection came to life in a recent project with very specific goals. Clientes regularmente vêm até nós com pontos específicos de temperatura e umidade e intervalos em mente. Muitas vezes, esses pontos são determinados pela experiência no campo, e não necessariamente pela coleta de informações sobre o VPD requerido. Os cultivadores sabem que suas plantas prosperam em certas condições, mas normalmente eles determinaram isso através de um processo de tentativa e erro. Neste estudo de caso, nosso cliente-uma instalação de cultivo e extração-precisava de controle preciso de temperatura e umidade para seus espaços de crescimento, com foco principal na eficiência energética. Como a maioria dos nossos clientes, eles tinham pontos específicos de temperatura e umidade em mente: 76 °F e 55% RH.

o sistema HVAC proposto era um sistema de água refrigerada, com uma operação economizadora para permitir a operação sem compressor quando as condições ao ar livre permitem. A água quente para a instalação é fornecida através de bombas de calor que utilizam o calor rejeitado dos refrigeradores como fonte para o circuito de aquecimento. As bobinas de ventoinha dentro das salas de cultivo utilizam unidades de frequência variável para desumidificar sem sobrecarregar os espaços.como a sustentabilidade era um objetivo central do cliente, decidimos começar com uma abordagem diferente-um modelo de energia shoebox para estreitar as implicações de diferentes setpoints sobre o tamanho e uso de energia do equipamento HVAC. Fomos capazes de mostrar ao cliente que, ajustando seus pontos de temperatura e umidade para cima, eles seriam capazes de manter o mesmo VPD no espaço, no entanto, o tamanho do equipamento HVAC diminuiu 33% e o uso de energia associado ao equipamento HVAC diminuiu em mais de 35% por ano. Olhando para o VPD especificamente, e usando essa métrica para tomar decisões em torno da temperatura e umidade do setpoint, conseguimos desenvolver um sistema HVAC que cumpriram suas metas de sustentabilidade e diminuição do tamanho dos equipamentos, garantindo, ainda, que suas plantas iria prosperar.

os critérios iniciais que o cliente nos forneceu, um ponto de temperatura de 76 °F e um ponto de Umidade Relativa de 55%, teria resultado em uma planta de HVAC Tamanho de 600 toneladas de resfriamento. Olhando primeiro para o VPD, e depois utilizando isso para determinar os setpoints, conseguimos reduzir o equipamento para 400 toneladas de refrigeração. Este equipamento é aproximadamente ¾ do tamanho físico e 66% do custo do maior sistema de 600 toneladas.

considerações Finais

Adequado de HVAC, equipamento de design –> consistente de temperatura e umidade relativa no espaço –> consistente da pressão de vapor do défice –> planta transpiração –> o crescimento da planta.entende-se que o design adequado do equipamento de HVAC é necessário para manter a temperatura consistente e a umidade relativa dentro de um espaço. Também é geralmente reconhecido que o crescimento da planta é impactado, tanto positiva como negativamente, pela temperatura e umidade do espaço e, portanto, pelo déficit de pressão de vapor. O que é muitas vezes ignorado ou desconhecido é que pequenas mudanças em pontos de temperatura e umidade podem ter um impacto imperceptível sobre o diferencial de pressão de vapor, e um grande impacto sobre o tamanho, primeiro custo, e custos operacionais do sistema HVAC.

Disclaimer

não somos produtores, somos engenheiros. Como tal, não reivindicamos entender os efeitos completos de uma operação correndo em pontos de temperatura e umidade mais elevados na qualidade e quantidade da planta. O objetivo deste artigo é ilustrar os efeitos das diferenças de pontos de temperatura e umidade sobre o dimensionamento de HVAC e os custos de energia, para permitir que os produtores tomem uma decisão mais informada ao determinar os pontos de referência apropriados para o seu espaço.