Miksi kaupallinen kasvihuoneen valvontajärjestelmä tarvitsee hiilidioksidin hallintaa

• Hiilidioksidin hallinta on tuottotyökalu, ei vain ilmanlaadun mittari, koska fotosynteesi riippuu käytettävissä olevasta hiilidioksidista.
• Kasvihuoneen valvontajärjestelmän tulisi yhdistää hiilidioksidi ilmanvaihtoon, lämmitykseen, varjostukseen ja kasteluun sen sijaan, että sitä käsitettäisiin erillisenä lukemana.
• Kaupalliset kasvihuoneoperaattorit tarvitsevat yleensä vyöhykepohjaista ohjausta, hälytyksiä ja hakkuita välttääkseen ajautumisen, vuotojen ja epätasaisen jakautumisen aiheuttamat häviöt.
• Oikea CO2-hallinta tukee parempaa kevyen käytön tehokkuutta, tasaisempaa kasvua ja parempaa käyttötaloudellisuutta kaupallisessa kasvihuoneessa.

Kasvihuoneen seurantajärjestelmä, joka sisältää hiilidioksidin hallinnan, on välttämätön kaupallisessa kasvihuonetuotannossa, koska kasvit eivät reagoi yksin lämpötilaan ja kosteuteen. ne vastaavat koko ilmastotasapainoa. Yhdysvaltain energiaministeriö selittää, että sisäkasvijärjestelmät tähtäävät usein kohonneeseen hiilidioksidipitoisuuteen kasvun tehokkuuden parantamiseksi USDA:n taloustutkimuspalvelu panee merkille, että valvotun ympäristön maatalous voi tuottaa korkeaa tuotantoa, mutta sen on hallittava käyttökustannuksia huolellisesti. Käytännössä viljelijät käyttävät aktiivisina kasvukausina yleensä hiilidioksidin asetusarvoja 800–1200 ppm, kun taas ulkoilman taustailma on noin 420 ppm. NOAA Global Monitoring Laboratory . Tämän aukon vuoksi kasvihuoneen valvontajärjestelmän suunnittelulla on niin paljon merkitystä.

Miksi hiilidioksidin hallinta on tärkeää kaupallisessa kasvihuoneen seurantajärjestelmässä

Hiilidioksidin hallinta on tärkeää, koska se ohjaa suoraan sitä, kuinka tehokkaasti sato muuttaa valon biomassaksi. Jos valo, lämpötila ja vesi optimoidaan, mutta CO2 pysyy alhaisena, fotosynteesi hidastuu ja kasvihuone ei toimi täydellä biologisella kapasiteetilla. Tämä on erityisen tärkeää kaupallisessa kasvihuoneessa, jossa pienet prosenttiosuudet kasvun tasaisuudesta voivat johtaa merkittäviin tuloihin useiden satojaksojen aikana.

Yksinkertaisin tapa ajatella asiaa on tämä: kasvihuonevalvontajärjestelmä on todella älykäs vain silloin, kun se voi kertoa viljelijälle, onko sadossa tarpeeksi hiiltä käytettävissä olevan valon hyödyntämiseen. Jos vastaus on ei, järjestelmän pitäisi käynnistää rikastaminen, ilmanvaihdon säädöt tai aikataulumuutokset. Jos vastaus on kyllä, sen tulee pysyä vakaana ja välttää kaasun tuhlaamista.

Hiilidioksidin hallinta on myös ilmanvaihtoongelma. Avautuvat tuuletusaukot voivat jäähdyttää taloa ja vähentää kosteutta, mutta se myös laskee rikastettua ilmaa ulos. Tämä tarkoittaa, että kaupallisen kasvihuoneen on tasapainotettava sadon fysiologia energiahäviöiden kanssa. Tästä syystä monet käyttäjät pitävät hiilidioksidia ensisijaisena syötteenä vyöhykepohjaisessa kasvihuonevalvontajärjestelmässä yksinkertaisen varoitusparametrin sijaan.

Kuinka hiilidioksidin hallinta toimii kasvihuoneen valvontajärjestelmän sisällä

CO2-hallinta toimii parhaiten, kun se on upotettu suljettuun säätöpiiriin. Anturi mittaa pitoisuuden, ohjain vertaa sitä kohteeseen ja järjestelmä päättää, ruiskutetaanko CO2, avataanko tuuletusaukot vai keskeytetäänkö rikastus. Kaupallisessa kasvihuoneessa tämä silmukka tulisi sidottaa satovaiheeseen ja ilmasto-olosuhteisiin, ei koodata yhteen numeroon ympäri vuoden.

Ohjauslogiikka noudattaa yleensä kolmea periaatetta. Ensinnäkin, rikasta vain, kun sato voi käyttää hiiltä, ​​mikä on yleensä riittävän valon aikana. Toiseksi, vältä rikastamista korkean ilmanvaihdon aikana, koska ulkoilmanvaihto voi poistaa lisätyn kaasun. Kolmanneksi, jaa kaasu tasaisesti niin, että yksi paikka ei rikastu liikaa, kun taas toinen jää hiilirajoitetuksi.

Ammattimaiset kasvihuonevalvontajärjestelmät sijoittavat anturit usein katoksen korkeuteen ja useille vyöhykkeille. Se ei ole kosmeettinen yksityiskohta; se on välttämätöntä, koska CO2 kerrostuu ja liikkuu eri tavalla lämmöstä, tuulettimista ja sadon rakenteesta riippuen. Korkeissa viljelykasveissa tai monivälisissä taloissa yksi anturi voi jättää paikalliset vaihtelut huomiotta merkittävän marginaalin.

Viljelijöille, jotka vertaavat laitteiden asetteluja, se voi auttaa tarkistamaan, kuinka a kasvihuoneen valvontajärjestelmä käsittelee vyöhyketunnistuksen ja hälytykset, ja vertaa sitä sitten a CO2 säädin joka on rakennettu erityisesti rikastuslogiikkaa varten. Isommissa projekteissa a ilmastointijärjestelmä voi olla parempi sateenvarjovalinta, koska se voi koordinoida CO2-päästöjä ilmanvaihdon ja lämmityksen kanssa sen sijaan, että hallita niitä erikseen.

Mitä tapahtuu, kun hiilidioksidia ei hallita hyvin kaupallisessa kasvihuoneessa?

Huono CO2-hallinta näkyy yleensä ensin piilotettuna tehottomuutena, ei ilmeisenä epäonnistumisena. Viljelykasvit voivat silti kasvaa, mutta ne kasvavat epätasaisesti, vähemmän ennustettavasti ja usein hitaammin kuin paikka voisi saavuttaa. Tästä syystä kaupallinen kasvihuone voi näyttää toimivalta paperilla, mutta silti käytännössä menettää tuottoa.

Alhainen CO2 valon aikana on yksi yleisimmistä menetetyistä mahdollisuuksista. Kasvit pystyvät fotosyntetisoimaan vain rajoittavan tekijän sallimalla nopeudella, ja kun hiiltä on niukasti, järjestelmä ei toimi, vaikka lämpötila ja ravinteet olisivat ihanteellisia. Tuloksena on hitaampi kuomun täyttö, pidemmät satojaksot ja heikentynyt sadon tasaisuus.

Liiallinen CO2 on harvinaisempaa, mutta silti kallista. Jos säädin jatkaa kaasun ruiskuttamista tuuletusaukkojen ollessa auki tai sato on heikossa valossa, kasvihuone maksaa rikastamisesta, joka ei muutu biomassaksi. Kauden aikana siitä voi tulla merkittävä käyttökustannusongelma, etenkin kaupallisessa kasvihuoneessa, jossa on suuri lattiapinta-ala.

1. Kasvu muuttuu epätasaiseksi vyöhykkeillä, joilla on erilainen ilmavirta.
2. Energian käyttö lisääntyy, koska lämpö ja hiilidioksidi eivät ole koordinoidut.
3. Kaasun kulutus kasvaa ilman suhteellista tuoton lisäystä.
4. Sadon laatu kärsii, jos rikastus on väärin ajoitettu.

CO2-tavoitealueet, sadon vaste ja valon rooli kasvihuoneen valvontajärjestelmän päätöksissä

CO2-tavoitteet tulee valita yhdessä satotyypin, valotason ja käyttökauden kanssa. Kaupallinen kasvihuone, joka tuottaa lehtivihanneksia korkeassa valossa, voi oikeuttaa erilaisen rikastusprofiilin kuin tomaattitalo viileässä ilmastossa. Oikean kasvihuoneen valvontajärjestelmän on siksi tuettava reseptejä tai aikatauluja, ei vain hälytyskynnyksiä.

Yksi käytännön mittapuu on, että ulkoilman CO2 on noin 420 ppm, kun taas monet kaupalliset viljelytoimenpiteet rikastavat noin 800-1200 ppm, kun sato fotosyntetisoi aktiivisesti. Nämä luvut eivät ole taikuutta; ne ovat työskentelyalueita, jotka vastaavat ylimääräisen hiilen biologisia hyötyjä ja kaasutoimitusten taloudellisia kustannuksia. Viljelijöiden tulisi virittää ne viljelykäyttäytymiseen sen sijaan, että he ottaisivat yhden yleisen parhaan arvon.

Vuorovaikutus valon kanssa on kriittinen. Jos luonnonsäteily on vähäistä, kasvit eivät pysty muuttamaan ylimääräistä hiilidioksidia tehokkaasti, joten rikastamisen tuotto vähenee. Jos valoa on paljon ja kuomu on aktiivinen, CO2:sta voi tulla todellinen tuottovipu. Tästä syystä kasvihuoneen valvontajärjestelmän tulisi käyttää valoantureita, ei vain kaasuantureita, rikastuspäätösten tekemiseen.

Kaupalliset kasvihuonekaasujen CO2-hallinnan parhaat käytännöt toimijoille

Hiilidioksidin hallinta toimii parhaiten, kun sitä käsitellään prosessina, ei laitteen ominaisuutena. Kaupallisen kasvihuoneoperaattorin tulee määrittää tavoitealue, päättää, milloin rikastaminen on sallittua, tarkistaa anturin tarkkuus ja arvioida kulutusta suhteessa satoon. Kasvihuoneen seurantajärjestelmän pitäisi sitten tehdä nämä vaiheet näkyväksi joka päivä.

Aloita kalibrointikurilla. CO2-anturit ajautuvat, ja jos lukema on väärä, myös jokainen myöhempää päätös on väärä. Määritä seuraavaksi rikastusikkunat, jotka vastaavat sadon aktiivista ajanjaksoa. Tarkista sitten, onko kaasulähde johdonmukainen, jakautuuko tasaisesti ja vähentävätkö tuuletusaukot tai vuodot pidättymistä. Lopuksi vertaa kaasun kulutusta tuottokykyyn, jotta järjestelmää mitataan liiketoiminnan tuloksella, ei vain kaavioilla.

Suuremmissa tiloissa kaavoitus on usein ero keskimääräisen ja vahvan suorituskyvyn välillä. Kasvihuone, jossa on eri korkeudet, lahdet tai satovaiheet, käyttäytyy harvoin yhtenä täydellisenä tilavuutena. Kaupallisen kasvihuoneen seurantajärjestelmän tulisi siksi tukea monivyöhykelogiikkaa, koska yksittäinen CO2-luku voi piilottaa paikalliset ongelmat.

• Tarkista anturin kalibrointi kiinteän aikataulun mukaisesti.
• Käytä kuomun korkeuden mittauspisteitä useilla vyöhykkeillä.
• Estä rikastaminen raskaan tuuletuksen tai heikossa valaistuksessa.
• Seuraa CO2:n käyttöä korjattua tuotantokiloa kohden.
• Tarkista sadon vaste jokaisen tuotantojakson jälkeen.

Energia, kustannukset ja miksi hiilidioksidin hallinta parantaa sijoitetun pääoman tuottoprosenttia kaupallisessa kasvihuoneessa

Hiilidioksidin hallinta parantaa sijoitetun pääoman tuottoprosenttia, koska se auttaa kaupallista kasvihuonekaasua vain silloin, kun sato pystyy muuttamaan sen arvoksi. Sillä on enemmän merkitystä valvotun ympäristön maataloudessa kuin avomaanviljelyssä, jossa ilmapiiri on vapaa ja hallitsematon. Kasvihuoneessa jokaisella hiilidioksidiyksiköllä on käyttökustannukset, joten ajoitus ja säilyttäminen ovat ratkaisevan tärkeitä.

USDA on korostanut, että valvotun ympäristön maataloudesta aiheutuu korkeat energia- ja pääomakustannukset, mikä tarkoittaa, että vältettävä jäte heikentää nopeasti marginaalia. Hiilidioksidin hallinta vähentää yhtä näistä jätekanavista sitomalla rikastamisen todelliseen sadon kysyntään. Tämä on erityisen olennaista silloin, kun tuottajat tähtäävät premium-laatuihin, nopeaan liikevaihtoon tai luotettaviin toimitusikkunoihin.

Liiketoiminnan logiikka on suoraviivainen. Jos rikastus parantaa kasvunopeutta, lisää tasaisuutta tai lyhentää kiertoa edes vaatimattomasti, hyöty voi olla suurempi kuin kaasukustannukset. Jos sitä hoidetaan huonosti, kasvihuone maksaa resurssista, joka pääsee ulos ilmanvaihdon kautta tai jää käyttämättä heikossa valossa. Kasvihuoneen seurantajärjestelmän pitäisi tehdä tämä kompromissi näkyväksi yksinkertaisina numeroina.

Kuinka erilaiset kaupalliset kasvihuonemallit vaikuttavat hiilidioksidin hallintaan

Kasvihuoneen rakenne muuttaa CO2-käyttäytymistä, koska ilmavirta, korkeus ja vuotokuviot eivät ole koskaan identtisiä kaikissa malleissa. Kaupallinen kasvihuone, jossa on korkeat katot, useat jännevälit tai vahva luonnollinen ilmanvaihto, jakaa hiilidioksidin eri tavalla kuin kompakti, tiukasti kontrolloitu talo. Siksi seurantajärjestelmä tulee valita rakennetta ajatellen.

Korkean ilmanvaihdon malleissa rikastettu kaasu voi kadota nopeasti, joten järjestelmän on koordinoitava tiiviisti tuuletusasennon kanssa. Korkeammissa taloissa kaasun sekoittuminen voi olla epätasaista, joten kiertotuulettimet ja anturien sijoitus korostuvat. Tiukasti suljetuissa rakenteissa rikastustehokkuus on parempi, mutta ohjausjärjestelmän on seurattava kosteutta ja lämpötilaa tarkasti, koska sama kotelo voi sitoa liikaa lämpöä tai kosteutta.

Tässä on myös tuotearkkitehtuurilla merkitystä. Yleiskäyttöinen ilmanvaihtojärjestelmä tulee arvioida seurantakerroksen rinnalla, kun taas a älykäs kastelujärjestelmä voi auttaa koordinoimaan sadon veden kysyntää ilmastotoimiin. Integroidummassa hankkeessa a kasvihuoneen varusteet sivu voi auttaa ostajia ymmärtämään, kuinka osat sopivat yhteen toiminnallisesti sen sijaan, että ne olisivat yksittäisiä tuotteita.

1. Korkeat katot parantavat ilmamäärää, mutta voivat laimentaa kaasua, jos sekoittuminen on heikkoa.
2. Luonnollinen ilmanvaihto alentaa jäähdytyskustannuksia, mutta vähentää hiilidioksidin pidättymistä.
3. Tiukat rakenteet parantavat rikastuksen tehokkuutta, mutta lisäävät ilmastonhallinnan monimutkaisuutta.
4. Aluetietoiset järjestelmät ovat parempia kuin yhden anturin ja yhden hälytyksen asetukset.

FAQ: kasvihuoneen seurantajärjestelmä ja CO2-hallinta

1. Miksi hiilidioksidi on tärkeämpää kaupallisessa kasvihuoneessa kuin avomaanviljelyssä?

Koska kaupallinen kasvihuone voi hallita ilmakehää, hiilidioksidista tulee hallittavissa oleva kasvusyöte eikä kiinteä ympäristötausta. Tämä tarkoittaa, että viljelijät voivat nostaa pitoisuuden ulkona olevan noin 420 ppm:n perusviivan yläpuolelle, kun sato voi todella käyttää sitä.

2. Mitä CO2-tasoa käytetään yleisesti kasvihuoneen seurantajärjestelmän suunnittelussa?

Monet kaupalliset kasvihuonetoiminnot tavoittelevat noin 800–1 200 ppm aktiivisen fotosynteesin aikana, vaikka paras arvo riippuu sadosta, valosta ja tuuletusolosuhteista.

3. Milloin kasvihuoneen tulisi lopettaa CO2-rikastaminen?

Rikastus tulisi yleensä lopettaa, kun ilmanvaihto on korkea, valoa on liian vähän tai sato ei käytä aktiivisesti hiilidioksidia. Muuten kaasu voi mennä hukkaan.

4. Vastaavatko kaikki viljelykasvit samalla tavalla hiilidioksidin hallintaan?

Ei. Reaktio riippuu satotyypistä, kasvuvaiheesta, latvustiheydestä ja valon saatavuudesta, joten kasvihuonevalvontajärjestelmän tulisi tukea viljelykasvikohtaisia ​​reseptejä.

5. Kuinka monta CO2-anturia kaupallinen kasvihuone tarvitsee?

Se riippuu asettelusta, mutta usean vyöhykkeen valvonta on parempi kuin yhteen anturiin luottaminen, koska jakauma voi vaihdella eri laitteissa ja katosten korkeuksissa.

6. Mikä on suurin virhe CO2-hallinnassa?

Suurin virhe on rikastaminen ilman tuuletusaukon tilan ja valoolosuhteiden tarkistamista, mikä johtaa usein hukkaan kaasuun ja heikon sijoitetun pääoman tuottoprosenttiin.

7. Miten hiilidioksidin hallinta liittyy kasvihuoneen yleiseen suorituskykyyn?

Se kytkeytyy suoraan satoon, tasaisuuteen, syklin nopeuteen ja kustannusten hallintaan, minkä vuoksi sen tulisi olla osa kasvihuoneen valvontajärjestelmää erillisen lisäosan sijaan.

Lyhyesti sanottuna kaupallinen kasvihuone tarvitsee hiilidioksidin hallintaa, koska hiili on suora syöte kasvien kasvuun, ja kasvihuoneen seurantajärjestelmä on työkalu, joka tekee tästä panoksesta mitattavissa, hallittavissa ja kannattava. Kun hiilidioksidi yhdistetään valoon, ilmanvaihtoon, lämpötilaan ja satovaiheeseen, tulos on enemmän kuin parempi tieto; se on parempi tuotantokuri. Tämä on kaupallisiin kasvihuonetoimintoihin rakennetun kasvihuonevalvontajärjestelmän todellinen etu.