催花温室的设计与冷冻空调热泵在蝴蝶兰产业的应.ppt

催花溫室的設計 與冷凍空調熱泵 在蝴蝶蘭產業的應用,方煒 台大生機系教授,2005/11/05,06 嘉義大學,催花溫室的設計,上山催花,天候變數/路況/運輸時間/耗損,200坪/ 80噸冷氣 2.5坪/噸,催花溫室A：1600坪的催花溫室分為8間，每間200坪配備8台10噸的氣冷式空調系統。,平地催花極度耗能,催花溫室設計1,奇怪的設計,固定PE,植床,冷排,熱排,水牆,風扇,固定式PE,植床,冷排,熱排,水牆,風扇,催花溫室設計2,and,這是好的設計嗎?,熱排,類似 雙層塑膠布溫室 夾層之間使用水牆風扇,植床,冷排,水牆,50” fan,and,有人建議，白天利用水牆降低雙層塑膠布之間夾層內(1)空氣溫度， 可降低蘭花栽培空間內(2)的熱負荷,這有些誤導 !,降低雙層塑膠布之間夾層內空氣溫度 只能稍微降低蘭花栽培空間內的熱負荷,Pad,25oC,熱負荷主要來自於進入的光線,夾層通風無效的證明,0 30 AC/min,Py.,T,F,T,0.3 m,Inflated double PE,Py.,T,F,T,Vented and Inflated double PE,Air tight model GH,Vented model GH,F: 風速計， T: 溫度計，Py: 輻射計,Air in,Air out,Air in,關燈,Model GH 1,Model GH 2,Inflated double PE,Vented & Inflated double PE,開燈,Model GH 1,Model GH 2,Solar radiation at bottom of model GH is 307 W/m2,輻射量為 307 W/m2時 兩種夾層內空氣溫度變化,無通風夾層內溫度,通風夾層內溫度,室外溫度,開燈,10 oC,輻射量為 307 W/m2時兩種夾層下 溫室內不通風時空氣溫度的變化,無通風夾層內溫度,通風夾層內溫度,不通風溫室內的空氣溫度,A,B,A,B,輻射量為 307 W/m2時兩種夾層狀態下 有大風量(30 AC/min)通風的 溫室內空氣溫度變化,無通風夾層內溫度,通風夾層內溫度,A,A,B,B,通風溫室內的空氣溫度,夾層內通風與否,會影響夾層內空氣溫度，前述試驗顯示可相差911度C 不會影響夾層下方空間的空氣溫度，不論下方空間內是否有通風,此設計的第一個缺點,風扇與水簾降溫系統沒有被正確使用 熱負荷大，冷氣使用時段長,此設計的第二個缺點,使用不正確的冷排 冷卻能力被拿來除濕 室內太乾又再加濕，雙重浪費 正確作法： 改用類似蔬果冷藏庫使用的高濕型冷排 以大風量取代空氣通過熱交換器(冷排)的大溫差 冷排內跑冰水優於跑冷媒，後者溫度太低，除濕能力太強,催花溫室C,固定式 PE,植床,冷排,熱排,水牆,風扇,OR,催花溫室設計3,溫室內隔間使用固定的塑膠布的缺點1,塑膠布外層結露嚴重，容易形成水袋 容易長青苔 造成管理困難與其他問題,水袋,好像問題不大,及早戳一個洞，可以亡羊補牢,照片提供：林良懋,但是青苔如何解決呢？,正確作法是要防止結露發生,溫室內隔間使用固定的塑膠布的缺點2,光量不足，花朵壽命短 原因： 外層表面有水分冷凝(結露)，容易長青苔，造成光線穿透率降低 有人說，就算有水分凝結，使用照度計量測，相差不多，所以影響不大,回答：水分冷凝(結露)造成光線穿透率大幅降低，尤其以紅光減少最多。使用照度計(photometer)無法正確量測,照度計(photometer)與光量子數感測器 (quantum sensor)感度曲線,* HPS: 高壓鈉燈， FL: 螢光燈管,克服光量不足與結露的作法1,2,室外少一層遮蔭網，搭配溫室內隔間溫室採充氣式雙層塑膠布 減少冷凝水形成結露 減少青苔形成 保溫 內隔間使用燈管補光 避免塑膠布水平安裝：萬一產生結露，也允許冷凝水滑落,預防上方結露的最低相對溼度,水簾不需啟動，適度通風就好,較好的作法,第二層 PE 改為雙層充氣式PE，可使結露的溫度下限提高 採中央懸吊式或拱形安裝，允許露水滑落,18oC,18oC,22oC, 78%,克服光量不足與結露的作法3,4,溫室內隔間塑膠布採活動式 隔間溫室內增加人工光源,催花溫室D,75坪/ 20噸冷氣 3.75坪/噸,捲揚式膠膜內溫室,四坪/噸冷氣,催花溫室E,活動式膠膜內溫室,催花溫室設計4,活動式 PE,冷排,熱排,水牆,燈管,OR,催花溫室F,Fixed PE,植床,冷排,熱排,風扇,催花溫室設計5,夾層,通風口,催花溫室G,催花溫室設計6,固定雙層PE或可收放PE,降溫、加溫、除濕 三效主機,三效室外機,風扇,內循環風扇,燈光,冷氣啟動時水簾泵不啟動,捲簾,玻璃,遮蔭網,降溫、加溫、除濕 三效主機?,冷凍空調熱泵,冷凍空調循環,低壓側,高壓側,壓縮機,熱排,冷排,膨脹閥或毛細管,室內,冷氣使用：組培操作室/辦公室/組培室,冷氣使用場合：溫室催花,冷氣使用場合：環控室催花,使用水塔就是熱能的浪費,使用室外熱排也是熱能的浪費,熱泵,低壓側,高壓側,壓縮機,熱排,冷排,膨脹閥或毛細管,室內,冷熱水雙效系統,冷凍空調熱泵,熱量被熱泵由左側的水中，搬移至右邊的水中，則左側的水愈來愈冷，右側的水愈變愈熱。,冷排,冷水/冷氣/熱水/暖氣四效系統,熱水/蒸汽使用場合：蒸氣滅菌,熱水/蒸汽使用場合：介質使用前處理,良品率提升: 大幅減少病蟲害,雜草發生,熱水/蒸汽使用場合：溫室加熱,在台灣多使用燃燒柴油的空氣加溫機 近來有開始使用瓦斯、柴油、重油鍋爐燒熱水 副產品：不利於環境的二氧化碳 燃燒不完全：致命的一氧化碳 氣候變遷，冬季低溫往下驟降 溫室保溫所需加油成本不斷攀升 民國94年2,3月的加溫成本即為往年的加倍 寒流期(8oC)，3600坪，油錢 12萬/週,熱水使用場合：越冬栽培,日本市場要求五葉一心的大苗，此大苗需要超過一年以上的栽培期才能達成，所以一定會經過一個冬季。,冷水/熱水使用場合：溫室除濕,台灣屬海島性氣候，高濕也為特徵之一 高濕造成病蟲害滋生，高濕也造成植物蒸散不易，間接使得根系吸收緩慢，造成生長緩慢。 溫室內如果能夠除濕，維持在7075%的相對濕度，則不僅病蟲害問題可大幅減少，降低用藥成本，提高作物品質，作物的生長勢也會相對提高。,溫室加溫機 (燃油產生熱風),每桶原油短期內已由40美元漲至70美元，入前跌回60美元，但局勢仍不明朗,中溫鍋爐,多熱源加熱系統,電熱與桶裝液化瓦斯,在溫室內採用的熱交換器,各型加熱系統的效能,摘自 Albright, 1990 (Chap7, p.207), 4,能量放大係數,不同熱源的效益比較,高效熱泵,天然瓦斯,柴油鍋爐,重油鍋爐,電熱水器,液化瓦斯,液化瓦斯,液化瓦斯,1564 kcal/元,622 kcal/元,489 kcal/元,383 kcal/元,342 kcal/元,440 kcal/元,1,2.5,3.2,4.1,4.6,3.5,冷熱水雙效系統,冷水提供組培室、辦公室與冷藏空間所需的冷氣，提供催花溫室降溫與冷藏室降溫,熱水提供一般溫室夜間加溫，抑梗溫室全日加溫，洗澡所需熱水與組培室高壓滅菌鍋爐所需蒸氣之預熱，提供介質蒸氣消毒設備的熱水,冷水與熱水併用提供溫室除濕,冷熱水雙效系統做單效使用,催花溫室就是抑梗溫室，不需額外投資 催花溫室不需另外裝加溫設備 一般溫室或抑梗溫室加溫使用,T,T-T,加溫，降溫，除濕三合一設備,T,T+T,加溫，降溫，除濕三合一設備,T,T,加溫，降溫，除濕三合一設備,安裝成本,做雙效使用:成本低於冷氣與加溫系統 做單效冷氣使用:比催花溫室成本稍高 做單效加溫使用: 固定成本比使用柴油熱風機或中溫