密西根州立大学扩展花卉栽培与温室作物生产

劳动力成本后,能量通常是最大的开销成本生产的温室作物在温带气候。的总能量消耗,大约有85%到65是取暖,其余是电力和运输。在一个行业利润率下降和增加对可持续生产的渴望,更大的重点放在生产温室作物在资源节约型和环境友好的方式。本文提出了13个生产战略和技术的温室种植可以用来减少能源消耗和提高温室生产效率。虽然许多这些概念适用于几乎任何温室养殖作物,重点是花卉栽培作物的生产控制温室环境中位于温带气候。

安装高效的光周期照明时,工作时间长植物生长

当自然天长度(光周期)很短,很多床上用品植物和草本多年生植物花当早些时候提供人工长时间。许多工作时间长植物的花快时提供一个晚上的长度小于10小时(当一天至少13到14个小时)。因此,在北美,光周期照明可以从9月中旬到4月初是有用的。

光周期照明将交付时有效延长自然天或在半夜(图1)。天的延期照明通常开始在日落和结束一次总获得了理想的光周期。例如,如果日出日落是早上7点,下午6点。可以实现,那么15小时光周期时灯操作从6点到10点。Night-interruption或night-break照明同样有效,通常由把灯从10点到凌晨2点。如果电力供应是有限的,那么一半的天的延期提供的作物可以照明从6点到10点。和另一半night-interruption照明从10点到凌晨2点。无论照明策略,最低推荐光强度是2μmol·m·s - 1(10尺烛光,等于100勒克斯)株高。

图1所示。和许多床上用品植物和草本多年生植物一样,佩妮的幻想粉红色的早晨早些时候花在低强度照明是用来缩短漫长的夜晚(也称为“晚上休息”)。这里的自然天长度是9个小时,工作时间长(右)治疗期间,提供了低强度照明附近半夜4小时。图片由瑞安华纳,密歇根州立大学。BOB体育

你可以节省大量的能源,用更高效的光周期取代白炽灯照明策略。这里有一些选项:

• 把白炽灯换成紧凑型荧光灯(cfl)。节能灯消耗大约四分之一的能源与白炽灯相比。有一些作物,如佩妮和堇型花,开花的品种的延迟在节能灯的光线下,特别是当用作night-interruption照明。因此,您可能希望只把其他白炽灯换成节能灯,至少对这两种作物。
• 提供循环照明,光线传递到植物在夜里断断续续的基础上。有三个共同的技术来实现循环照明:

1。把白炽灯在6到10分钟每半个小时所需的照明时间。这可以减少三分之二或更多的能源成本,并有效的大多数作物。

2。安装高强度气体放电灯上面来回移动的繁荣,作物在夜里至少四个小时。一些种植者已经利用这种方法成功,尽管科学信息可用来支持这个具体建议。

3所示。有旋转反射镜安装高强度气体放电灯(如Beamflicker PARsource1)以上作物。操作这些灯在夜里至少4小时。基于密歇根州立大学BOB体育(密歇根州立大学)的bob体育登录研究中,一个600瓦的灯建议每1500平方英尺(140平方米)的增长区域。

一长串的花卉栽培作物提供长时间花在早些时候,甚至一些作物需要长时间花。常见的工作时间长作物包括藿香,蓝色半边莲,蓝色的鼠尾草,风铃草属植物,波斯菊,石竹类植物,原产地,木槿,leucanthemum,三色堇,常年花园夹竹桃,佩妮,黄雏菊属,金鱼草,结节秋海棠和马鞭草,但有许多人。

对大多数物种而言,一旦诱导植物花朵,花朵将开发即使在自然的光周期。因此,一旦花蕾是可见的(通常长约3到4周后开始天),你可以关掉灯和工作时间长植物将继续花。Longday照明推荐装船或4月初,哪个先发生,几个作物,如“波紫色经典”佩妮和蝴蝶杂草。

植物需要短日诱导开花(万寿菊,一些菊花和一品红)不会花如果暴露在工作时间长照明。这些短日植物可以检测光水平0.1μmol·平方米·s1(0.5尺烛光)或更低,所以要注意光”污染。“植物花生长在早些时候短日(宇宙、大丽花、牵牛花)将推迟开花如果暴露于天。工作时间长照明提供中间性植物(如耧斗菜、飞燕草、孔雀草、天竺葵、凤仙花、荆芥、thunbergia、长春花、四季海棠和其他人)没有有益的或有害的影响。

时提供高强度照明幼苗生长

使用高强度照明作为补充增加光合作用。目标是提高光合每天光积分(DLI)增加植物的生长。DLI是累积光合光的光子数量每天给植物树冠。共同DLI每天每平方米单位摩尔(摩尔·m·d 1),因为它是一个积累的价值,它不能确定的瞬间。DLI温室作物生产尤为重要,因为植物(如根、茎、花和水果),通常是一个函数可用于植物的光量:DLI越高,植物的生长也越大。在温带气候,DLI温室内可能是一个限制因素从晚秋到早春。

年内,平均DLI温室的范围可以从较低的值(5摩尔·m·d 1)高值(25摩尔·m·d 1),由于季节性因素,如太阳高度角,云层,一天的长度,使用遮阳窗帘和温室结构的光传输。当生产作物在美国北部,冬季温室中的DLI通常低于10摩尔·m·d 1,质量和补充照明是有利于维持植物和作物时间表。记住温室结构、玻璃材料、架空设备等也可以减少内部的DLI温室。如果你挂篮的开销,可以大大减少的光量达到下面的作物,可能导致植物质量差,特别是在早春。

图2。高压钠灯仍然是最经济的灯类型对大多数温室补充照明应用。照片由埃里克Runkle,密歇根州立大学。BOB体育

与光周期照明,照明提高光合作用需要一个高得多的强度和灯通常操作时间较长(20小时)每一天。典型的照明设备提供60到80µmol·m·s - 1(450到600尺烛光)在株高,尽管更高强度(200µmol·m·s - 1)提供了一些蔬菜作物。高压钠(HPS)灯是目前使用最广泛的补充照明光源温室(图2)。在一个相对的基础上,适度有效,灯泡寿命长,发光,富含橙色光。使用两个额外的效益HPS灯是:(1)从这些灯发出大量的热量,可以节省取暖燃料,和(2)的辐射灯可以增加植物温度,从而促进作物生长和发展。更常用的是金属卤化物灯,这是效率比较低,将电能转化为光合作用的光,但却比HPS灯灯泡寿命短。尽管许多发光二极管(LED)产品营销对于植物的应用程序,在大多数情况下,他们是不符合成本效益。然而,随着led的效率提高和成本降低,他们将成为温室操作更经济。

添加补充照明温室是一个相对昂贵的投资和运营成本高,接近或超过加热在某些应用程序的成本。最经济的使用补充照明的插头和衬垫。添加补充光在这个阶段在美国北部尤其重要,因为大部分生产插头和衬垫在冬季和早春晚些时候,当自然DLI低。提供补充光幼苗有许多优点包括更快的增长,节间短,厚的茎,根增加开发和改进质量(图3)。照明在幼苗阶段的成本每棵植株的基础上较低,因为他们都生长在一个较高的密度。减少生产时间使用补充照明在塞阶段提供了机会,增加收入,因为更多的作物将是可能的。在大多数情况下,花卉栽培作物的补充照明在完成阶段是不经济的,因为其较低的密度和每个集装箱的成本。

因为大量的延迟在开花植物生长很酷,更多的能量可以被种植一种作物在冷却器温度比种植它温暖的完成时间短。

减少运营成本,节省电能,只提供补充照明,照度较低,如在夜间和阴天。可以配置电脑控制温室环境所以灯只打开内部和外部都当环境光水平低于最小值,为一个特定的时间段(以避免设备循环),例如,至少15分钟低于300μmol·m·s - 1(1500尺烛光)。

基于作物管理温室温度和完成日期

花卉栽培作物在各种环境条件下生长。原则,适用于所有作物之一是他们的发育率(如叶展开或开花率)的速率会随着温度降低。随着温度降低,植物发展速度会逐渐变慢,并在某种程度上,他们停止生长。凉爽的温度停止被称为植物发展基础的温度。底部温度不同物种间,虽然对于大多数花卉栽培作物,估计范围从32到50°F(0到10°C)。

随着温度的增加温度以上基地,发展的速度增加,直到温度尽可能快的发展。发展是最大的温度可以被称为最优温度。同样,最适温度不同的植物物种。最适温度不一定是最好的温度生长作物;light-limiting条件下,植物可以是温和的,甚至质量差,如果在作物生长的最适温度。

图3。从高压钠(HPS)补充照明灯具在塞佩妮的生产三个阶段“疯狂红”(上)和三色堇三角洲溢价黄色(底部)。每个阶段9天(佩妮)或11天(三色堇)长。例如,盒子“明显黄色清楚”表明,补充照明提供了只在中间第三生产(佩妮和12-21堇型花10到17天)。拍摄和根系生长增加随着照明时间的增加,尤其是后期。图片由钟旭哦,密歇根州立大学。BOB体育

bob体育登录密歇根州立大学的研究人员,明尼BOB体育苏达大学和佛罗里达大学最近量化温度如何控制花卉栽培作物的时机。你可以下载一个电子表格,帮助种植者确定气温的变化对作物的影响时间在http://floriculturealliance.org。单击“种植者资源”选项卡。使用“FlowersOnTime:计算机决策支持工具,花卉栽培作物生产者,“种植者选择作物然后指定完成作物时间在一个特定的温度,根据以往的经验,生长条件,从植物材料尺寸和完成作物规范。增加或减少的影响日平均气温在2°F (1.1°C)然后预测间隔开花时间。

虚拟种植者,一个免费的计算机程序由美国农业部农业研究服务(USDA-ARS)和www。bob体育合法吗bob体育登录virtualgrower.net,使种植者在美国预测温室供热成本。您可以使用项目来帮助决定生长温度设置点,使用替代燃料和节能投资。的一个重要的使用程序是能够预测所需的能量来维持所需的温度在不同的时间。当结合信息温度对作物的影响时间,您可以识别最节能的日益增长的温度。

例如,藿香生长在288 -细胞插入托盘下16个小时漫长的一天,然后移植和下长时间大约需要61天的时间花在58°F (14°C), 43天在63°F (17°C), 33天在68°F (20°C),和27天73°F (23°C)。根据这些信息,种植者可以确定移植日期所以植物开花日期预定市场发展在不同的温度下。例如,藿香花4月5日,插头需要移植2月3日如果增长58°F的日均温度或者3月3日平均增长68°F。由于大量延迟开花时变得很酷,更多的能量可能会被种植一种作物在冷却器温度相比,当升温完成时间短。

图4给出了估计相对温室供热成本增长藿香使用虚拟种植者。成本是基于项目的基础上,相对于最昂贵的完成日期和温度增加。估计有两个地点完成日期3月、4月和5月。在大急流城,密歇根州。藿香时,消耗更多的能源作物种植在春季凉爽。在冬天,当日常供热成本最高,这是更便宜的生产作物温暖在较短的时间内完成它。遇到实际结束日期可能有更少的供热成本的差异在不同的完成温度,但它总是更昂贵的增长藿香在58°F。低气温越来越作物发展迟缓和crop-heating总成本增加。

使用相同的方法,但是对于温室在夏洛特,北卡罗来纳州增长藿香在58°F是更昂贵的项目基础上,直到4月中旬。对于大多数日期、总能量消耗来种植作物在63到73°F是相似的。然而,越来越温暖允许种植者将作物更快,打开空间,另一种作物。这可能是特别有益的操作空间限制。你可以评论文章有更多的例子使用虚拟种植者与特定的床上用品在http://flor.hrt.msu上种庄稼。edu/annuals。

图4。热藿香的作物,相对成本从288 -细胞移植塞到第一次开花,决心为两个地点在四种不同温度下使用虚拟种植者。生产时间在每个温度还提供了16个小时漫长的一天。图的Erik Runkle,密歇根州立大学。BOB体育

所以为什么不每个作物种植者把热量和更快?首先,从虚拟种植者取决于位置信息生成,温室特点和作物。这就是为什么使用虚拟种植者为自己的温室是如此重要:结果从一个温室到下一个项目不同的效用取决于花了更多的时间来生成最有意义的结果。第二,在早春light-limiting条件下,种植一些物种温暖可以生产低质量的植物。因此,植物通常变得凉爽,如佩妮,藿香和金鱼草,通常不应该变暖比70年代低到光照条件比较高(从三月开始在美国北部)。

使用温度集成策略

bob体育登录研究表明,植物开发和花的日平均温度。因此,您可以调整温室温度每小时或每天在户外条件没有影响时间花只要目标平均温度。管理温室供热成本的一个方法是动态的温度控制,加热时设置点是降低温室能量损失系数(即高。、室外温度和入射太阳辐射较低)和增加当energyloss因素是低。这一战略维护一个目标在几天的时间内平均温度。研究bob体育登录温室在丹麦使用这种策略大幅消耗更少的燃料加热相比,使用典型的日夜温度设置点。利用动态温度控制,温室环境控制与复杂的计算机软件是必需的。

然而,并非所有的温室环境控制使用电脑,和这些人当中,很少在美国使用动态温度控制。另一个和简单的节能方法是使用一个温暖的白天比夜晚温度方案日夜温度之间的差异是正数(+ DIF)。+ DIF,在夜间加热设置点降低,当取暖能耗最高。较低的夜间温度补偿通过增加温度,这样一天日均温度达到目标。使用+ DIF的一个后果是,在许多作物茎伸长是提升。许多种植者使用冷却器白天比晚上温度(−DIF),抑制茎的扩展,但也为加热消耗更多的能量。

潜在的节省能源,可以获得使用+ DIF可以估计使用虚拟种植者。再次,预测加热节约成本取决于具体情况,尤其是每年的时间,温室位置和作物生长。能源成本进行模拟孔雀草作物生长,从移植到第一次开花,在两个地点在美国:夏洛特北卡罗来纳州和大急流城,密歇根州。六个温室温度的方案评估,最能量消耗为加热温室在夏洛特孔雀草生长的珍妮火焰第一花期3月15日16日/ 8个小时的晚68/79°F (20/26°C)(表1)。种植的作物在同一日平均温度恒定72°F (22°C)将在供热成本节省6%,并使用温暖的白天比晚上的温度(75和64°F (24 - 18°C),分别)将节省14%。能源储蓄比例基础上更大的日平均温度较低时(64°F),当完成日期后(4月15日和5月15日)。

表1。预测减少温室供热成本相对于温度方案和完成日期,最消耗能源发展万寿菊的珍妮的火焰从移植苗先开花。加热输入估计使用虚拟种植者两位置和三开花日期一天16小时和8小时。百分比相对位置。

日平均温度(°F)	白天/晚上温度设定值(°F)	想要第一次开花日期
		3月15日	4月15日	5月15日
		夏洛特,数控
64年	61/72	12%	42%	65%
	64/64	24%	57%	82%
	68/61	32%	65%	89%
72年	68/79	0%	33%	60%
	72/72	6%	40%	70%
	75/64	14%	51%	82%
		密歇根州大急流城
64年	61/72	0%	35%	61%
	64/64	3%	40%	68%
	68/61	5%	43%	73%
72年	68/79	4%	35%	60%
	72/72	5%	37%	64%
	75/64	8%	41%	70%

无论温度设置点,可以节省能源,增加环境控制计算机的死区设置。死区是一个范围的温度加热和通风都发生。通过设置一个相当宽的死区(5 - 7°F,或3 - 4°C),过热或过度通风不太可能发生,因此,避免循环的温度和不必要的能量输入。然而,死区大小的增加降低了系统维护的能力温室温度达到或接近想要的设置点。

移植大插头和衬垫缩短完成作物

在观赏植物的生产,大多数种植者生产作物在两个截然不同的阶段:年轻的植物(插头和班轮)阶段,完成工厂(移植到开花)阶段。在年轻的植物阶段,植物种植密度高,因此,每个工厂的供热成本相对较低(表2)。在移植后,每个工厂的供热成本显著增加,因为植物是种植密度要低得多。

表2。每10000台供热成本的一个例子(插头/衬细胞或完成容器)根据每平方英尺0.117美元,这是一个估计价值为一个常数65°F (18°C)温室在大急流城,密歇根州。,3月天然气加热至0.90美元每千卡,锅炉效率为70%,双极温室没有能源窗帘和一个12小时的日夜。

容器	单位每平方英尺	每周供热成本每10000单位
288 -细胞托盘	197年	8.85美元
72 -细胞托盘	49	35.85美元
10-cell地带	46	28.10美元
606平	26	67.50美元
4“锅	9	195.00美元
6“锅	4	438.75美元
“12个篮子	1	1755.00美元

例如,让我们做一组假设温室种植在密歇根(种植者之间的具体情况会有所不同)谁想生产10000 4英寸的床上用品工厂。假设需要4星期生产288 -电池插头和6周生产72 -电池插头。表2中使用的假设,估计供热成本生产10000植物有:

情况1:供热生产成本288 -细胞插头:
4周×8.85美元/周= 35.40美元

情况2:供热生产成本72 -细胞插头:
6周×35.85美元/周= 215.10美元

如果从播种到开花是常数(通常情况下),然后开始完成时间72 -电池插头会减少2周相比,从288年开始细胞插头。因此,加热节约成本,缩短作物种植的完成时间在4英寸的锅2周可以估计为:

2周×195.00美元/周= 390.00美元。

短的加热节约成本390.00美元完成时间超过抵消了179.70美元(215.10 - 35.40美元)更高的供热成本72 -电池插头。当然,其他因素需要考虑,但在许多情况下,当加热成本高和温室空间限制,使用一个更成熟的移植可以减少总加热所需输入生产作物。

减少空气泄漏

是很常见的寻找温暖的地区温室空气逃离寒冷的户外活动。空气能逃脱在许多不同的地方。一些能源审计人员使用一个红外(IR)传感器来确定空气泄漏。然而,您可以识别许多空气泄漏只需密切检查温室玻璃,墙壁、门、粉丝、通风口等领域。特别注意覆盖材料连接的位置基础,边和墙壁,球迷和通风口。这里有一些关注的主要领域:

•补丁漏洞在塑料覆盖和侧墙,玻璃窗格或替换破解或失踪。•保持门关闭,确保他们完全关闭。•装以盖缝条门,通风口和风扇的开口。•确保百叶窗充分润滑,紧密关闭。•关闭你的一些排气通过早春球迷从深秋;然后用绝缘或塑料盖开口来减少空气渗透。

如果你有一个双聚温室,同样重要的是,两层之间的空间是适当的(图5)。总是使用外部空气膨胀的两层塑料薄膜。有两层塑料的价值变得几乎不存在,如果风扇保持气隙操作失败。乔纳森•弗朗茨的USDA-ARS联系了一位种植者浣熊猛攻外层和巢层之间的反复。沮丧,种植者终于放弃了允许双层缩小,有效地给他一层塑料温室。bob是什么平台弗朗茨做了一个能源审计的种植者在这节中,和他的能量损失是如此之高,种植者可以支付人昼夜不停地防止浣熊降低双层塑料和种植者仍然会赚钱。因此,尤其是在冬季,经常检查,以确保通胀风扇吹空气进入两层塑料之间的差距。

图5。自从两层聚乙烯之间空气空间提供绝缘,球迷们保持层的膨胀应经常检查,以确保他们正常运营。注意这扇安装不当:它应该把空气从外面而不是里面的温室,减少潜在的潮湿的空气造成冷凝层之间。照片由a . j .,罗格斯大学

隔离墙和结束

温室结构失去热量(能量)在夜间或在冬季通过物理过程称为传导、对流和辐射。

• 传导是通过材料传热的过程。当你把一个金属锅在火,最终处理也会变热。因此,只要有一个温差之间的内部和外部的温室,能源将流经的结构材料到寒冷的温暖。
• 对流传热过程是流体的运动(如空气或水)。一个加热管加热周围的空气,这温暖的空气上升,远离管道。温暖的空气被寒冷的空气没有温暖的烟斗,开始一个持续的过程。
• 辐射传热的过程中产生的表面之间的温差在彼此的视线。站在一个炎热的火焰(或站在外面晴朗炎热天气),你可以感受到辐射加热表面的皮肤。同样,在温室中热水管道周围的辐射能量,包括植物。

温室是为了最大限度的提高光传输而设计的,因此,绝缘性能往往是有限的。结束部分的侧墙和墙可以被修改以提高其绝缘能力很少影响光的传播。这些部分被称为膝盖墙或幕墙,和墙上的部分通常建造的砖或混凝土块,通常从基础上升到第一个两到三英尺高。可以附加额外的绝缘或纳入这些墙部分可以降低整体的热损失通过地上温室结构。这些墙的部分通常是用来连接周边热管道,和这些墙部分的绝缘值越高,更多的热量保持在温室。

在过去,一些种植者选择添加临时绝缘板整个扇面侧壁为了减少温室冬季热量损失当太阳进入温室在低角度(北半球)。然而,冬季期间通常是相对黑暗与许多阴暗的天。在阴天,剩下的阳光是高度分散,因此,通过扇面面墙也进入温室。因此,一个更好的选择可能增加的绝缘值向阳坡侧壁与对光传导影响不大。一个解决方案是覆盖在玻璃复合向阳坡面墙用塑料泡沫包装(图6)。

可以节省能源,提高绝缘值的向阳坡面墙对光传导影响不大。

图6。塑料泡沫包装里面的面北侧壁上安装。泡沫包装增加了绝缘,但允许一些光进入温室通过侧壁。照片由a . j .,罗格斯大学

除了绝缘不透明的部分尽可能的温室墙,同样重要的是要考虑到潜在的热损失,发生在地面沿周边的温室。潮湿的土壤是热的良导体。当土壤立即在温室外周长是湿的和直接接触土壤和混凝土楼板在温室内,创建一个管道的热流动从内部到外部的温室。通过这条路线,来减少热量逃离一个绝缘层可以安装。例如,一个两英寸厚聚苯乙烯板垂直延伸下来两只脚可以显著降低热损失在地面上沿周边的温室。

安装和维护可伸缩的窗帘

许多温室设计使用,有很多方法可以安装和运行可伸缩的窗帘。在gutter-connected温室,种植者通常安装可伸缩的窗帘里面和水平高于桁架。可伸缩的窗帘有两个目的:他们为作物创造一定的阴影下面,他们阻止一些热量辐射到外部环境。阴影是有用的在晴天时从春季到秋季植物从太阳辐射过多可能会强调。晚上阻止热辐射是有用的,特别是在冬天,当热量需要保持温度设置点。种植者有显著的季节性节能高达30%的报道,往往导致快速的投资回报。在大多数安装,窗帘有这两个目的,因此,之间的妥协是控制策略的有效性。在某些情况下,种植者安装多个窗帘增加光和能量控制的水平(例如,多个窗帘允许访问两个不同级别的阴影)。

根据温室定位、设计和种植者的偏好,你可以安装窗帘操作系统从地沟排水沟或桁架,桁架。的机制用于部署窗帘包括各种推杆系统或系统使用的电缆卷起在危险地金属桩上。这些机制是由电机与齿轮箱,确保缓慢但稳定部署或收缩的窗帘。计算机系统评估光照条件在工厂层面(用于阴影)和外部气候条件(节能目的)通常控制马达。窗帘窗帘电机通常操作数(通过机械安排分配动力输出装置)同时产生大量的扭矩。因此,重要的是要正确设置物理这些电机限位开关,以防止损坏窗帘系统甚至温室结构。安装固定裙子外缘的窗帘,以防止不必要的空缺。

种植者报道明显季节性节能高达30%的能源安装窗帘,常常导致快速的投资回报。

在阴影模式下,窗帘有时候是在操作阶段,即。、部署或收回一定百分比的全面部署。然而,这种做法会导致不同的影子乐队在下面的作物,取决于植物阴影。对一些作物,这些影子乐队,如果白天相对固定,可以导致植物生长不均匀。在节能模式下,窗帘收回或完全部署,除了在清晨,当窗帘通常被打开一个小允许积累在窗帘的冷空气与温室变暖的空气混合之前到达工厂。一旦安装完毕,窗帘系统应该提供满意地运作多年执行定期检查和维护。窗帘材料可用在许多不同的配置,包括阻燃面料,大大降低火灾迅速蔓延的风险。强烈建议有一个可伸缩的窗帘安装由专业安装程序。

安装红外anti-condensate聚乙烯薄膜

塑料薄膜被用来覆盖温室近50年了。使用不同的塑料温室,每个都有自己的物理性能和成本。塑料最常用的是明确的聚乙烯膜厚度为6毫升(0.15毫米)。减少热损失,安装两层聚乙烯和让他们分开的一层空气提供的一个小松鼠笼风扇使用外部空气的通货膨胀。使用这种方法,种植者报道重大节能隔热值相对较高的通货膨胀空气停滞不前。通货膨胀操作小风扇的成本不断的势能储蓄相比非常小,可以实现。你能完成类似的甚至更高的节能覆盖的温室和刚性的孪生或triple-walled塑料面板由聚碳酸酯或丙烯酸。这些刚性板不需要通货膨胀的球迷。

使用聚乙烯薄膜覆盖温室有几个优点:它是一个相对廉价的覆盖材料的相对容易安装、扩散传入的太阳辐射,导致增强的光渗透到植物的树冠。显然,用电热锅镀层相比减少了作物的光量达到一个单层的设计。聚乙烯薄膜作为温室覆盖材料的寿命3或4年的降解塑料由于阳光的紫外线成分,不可避免的摩擦对温室结构元素的电影,和接触的高温表面之间的电影和温室结构在阳光明媚的日子。

明尼苏达州study2,电热锅使用聚与红外屏蔽一个简单的回收期1到2个月。

多年来,一些改进纳入聚乙烯薄膜用作温室覆盖材料。

1。影片在安装管形状允许更容易制造的双层配置。这些管道在不同宽度匹配最常见温室屋顶维度,是否独立或水槽连接。

2。电影是阻止一些红外辐射(热)。因此,白天,少太阳辐射进入温室的热组件,从而减少了需要通风;夜里,更少的温室供暖系统提供的热量逃到户外环境。这个红外屏蔽特性可以显著降低温室能耗。例如,明尼苏达州的一项研究估计,投资回报率安装一个红外双聚塑料还不到2个月,即使生产seasonal2。当电影制造的管,顶部和底部的电影都有红外屏蔽功能。当电影安装两个不同的层,一些种植者选择安装一个电影与红外阻塞特性只在底层,这样做是为了降低安装成本。

3所示。防止起泡的水滴双层聚乙烯薄膜表面安装(特别是在温室里),膜表面被处理,水滴跑(所谓anti-condensate治疗)。水滴在里面电影表面反射的传入的阳光,在很多情况下这是不可取的。

需要更换,因此,当塑料覆盖至少可以节省能源,如果双聚玻璃块的内部层红外,anti-condensate治疗。

适当保持加热设备

温室可以与各种加热系统加热和燃料来源。价格和可用性是最重要的两个因素,确定燃料来源的选择。由于能源价格高企,有很多的兴趣最近在替代燃料来源,尤其是和生物量。而生物质可以是吸引温室供热的燃料来源,你需要考虑几个问题之前切换到一个替代燃料来源。这些问题包括,但不限于:可靠性和质量的燃料供应,处理和存储、修改或替换当前的加热设备,空气质量许可、维护要求和废物处理。

常见的温室加热系统包括热空气、热水和红外系统。热空气加热系统产生热空气(通常为点光源),必须均匀地分布在一个温室。非均匀热分配结果不均匀植物生长和发展。您可以分发热量使用喷气发动机(保利管)系统,横向气流球迷或两者兼而有之。热套系统往往更便宜比热水系统,并提供一定程度的冗余,因为多个加热单元通常安装提供热温室(图7)。

热水供暖系统产生热水,通过管道系统安装在温室环境。因此,哈瓦特系统通常提供更好的热量分布的均匀性,可以放置接近植物通过长椅上或地板采暖系统等方法。然而,随着热量传递接近植物,最大允许水温需要减少,这样植物就不会损坏。在这种情况下,额外的加热能力等开销加热,周边供热或两个温室温度需要保持可接受的。另一方面,通过提供热量接近植物,温室的空气温度可以保持在较低的设定值,导致潜在的节省能源。热水加热系统通常有一定的缓冲能力,延长供暖系统的故障间隔时间和灾难性歉收。

图7。燃气机组加热器安装在温室提供热空气。照片由a . j .,罗格斯大学

通过辐射红外加热系统分发热量(和一些对流加热表面)。散热器放置在作物和树冠的任何部分直接的视线散热器将收到根据散热器热表面温度和植物表面的温度。植物表面阴影的散热器,包括低层次的叶子,不接受辐射,它可以导致不均匀加热。红外加热系统可以提供热量很快一旦打开单位。在年长的温室,它并不总是可能的上面安装散热器在足够的距离足够覆盖足够大的作物种植区。

加热温室比较昂贵,因为温室的设计最大光传输而不是最大绝缘特性。因此,重要的是要定期检查和维护加热设备,包括操作校准温度传感器(s)和环境控制系统。为种植者,没有一个服务契约授权加热承包商,我们建议培训专门的员工和维护足够的备件供应。种植者可以有效地使用计算机控制系统监视和故障诊断加热系统,通过电话,电子邮件和发送警告或提醒种植者的潜在的问题。

取代低效的供暖系统与一个更有效率

它几乎是不可避免的,一些热量包含在燃料与排气开除了温室气体。然而,我们的目标是把这些损失降到最低。几个原因供暖系统随着时间的推移变得低效率的包括:

• 单位不适当维护或调整。
• 存款形成燃烧室的组成部分。
• 换热器是脏。
• 风扇分发热空气或泵分配热水不正常工作。
• 燃烧过程是没有得到足够的氧气。

从供热系统获得最高的效率,定期检查和维护计划(图8)至关重要。此外,加热系统的设计和施工新发展可能导致模型相比,具有更高的效率的许多年前。因此,比较新模型规范的规格单位(s)已经安装在温室。最后,您可以实现控制策略有更好的适应性,减少能源消耗。许多环境控制公司定期更新他们的程序和执行这些更新及时可能导致重要的储蓄。

图8。常规锅炉维护确保正确操作,提高供热系统的可靠性。照片由a . j .,罗格斯大学

一些较新的供暖系统设计改造或安装新的温室时值得考虑:

1。冷凝式锅炉的技术。当燃料燃烧时,水蒸气是燃烧过程的副产品。因为它把能量转换(液体)水变成水蒸气,转换能量可以被允许水汽凝结夺回回到水中。这些锅炉用不锈钢组件允许耐蚀凝结。冷凝锅炉相比有更高的效率与传统锅炉和可以对需求(即操作。,他们没有备用的损失,如更大的传统锅炉,不停地保留一些水体积在预定的设定点温度)。

2。直接火单位加热器。这些加热器没有热交换器,因此,有很高的效率。然而,他们需要燃烧非常干净,防止任何污染的温室环境不需要的副产品的燃烧过程。这些单位的一个额外好处是,在燃烧过程中产生的二氧化碳可以被释放到温室环境,可以提高植物的生长。

一些较新的供暖系统设计改造或安装新的温室时值得考虑的。

3所示。结合热力和电力系统。这些系统发电运行温室设备和出口到当地电网过剩和捕获时(通常是通过热交换器)中包含的热量燃烧气体加热的目的。通过使用原始燃料两个目的(同时生产电和热的),整个系统效率大大提高。种植者在北欧经常使用这些系统,但在美国的使用非常有限的由于种种原因,包括无法出售多余电力回电网以合理的价格获得许可和挑战。

4所示。热泵。热泵是一种冰箱也可以经营作为一个加热器。通过逆转的制冷剂在制冷循环中,相同的单位可以作为加热器。因此,一个系统可作为加热器和冷却器(空调)。地源热泵热泵,系统提取从地面热在冬季和夏季余热转储到地面,为温室操作尤其有吸引力。整个系统的效率,可以进一步增强将能量储存(例如,保温水箱)。

安装和维护水平气流的粉丝

水平气流的粉丝(HAFs,图9)安装在温室帮助空气混合。空气混合有时需要提高温度的均匀度,湿度和二氧化碳。损失这些参数往往导致不均匀一致性的植物生长和发展。非均匀条件下的风险特别高,需要很少或根本没有通风来保持温度,湿度设定值,如在冬季

HAFs通常安装在所谓的详细信息和直接的空气水平的飞机。在每个温室部分或海湾,球迷点在一个方向(纵向),另一边是相反的方向。部分的长度或湾决定两边粉丝的数量。推荐的风机容量大约是每分钟3发生每ft2(3立方米每分钟每平方米)的区域。HAFs很小的气流能力相比,通风设备的能力。HAFs通常安装在桁架,但足以让他们为人们通过温室和设备移动。HAFs应该与屏幕保护由于安全原因和一些设计包括提高效率的裹尸布。风扇电机应额定连续操作和热过载保护,特别是当HAFs安装在靠近可伸缩的窗帘。在操作使用坚固的山,防止摇晃。不要使用链。

图9。水平气流的粉丝(HAFs)安装在温室增加生长条件的一致性。照片由a . j .,罗格斯大学

HAFs当空气仍然会提供好处。当有空气流动的温室通风设备等其他原因或开放的屋顶通风口,HAFs很少或没有效用。因此,您可以节省能源如果HAFs时自动关闭温室排放。

效用退税 许多气体和电力公用事业公司提供退税新和改造设备,系统和控制,节约能源。联系你的公用事业公司的更多信息。例子包括: •T5、T8和紧凑型荧光灯 •红外聚乙烯薄膜 •高效加热系统,如电力加热器和冷凝锅炉排放单位 •高效加热器单元 •自动化系统在不需要时关闭设备 •热屏 •周边和墙绝缘 此外,州政府和联邦政府的拨款和贷款程序可以提供额外的支持节能投资。

通风系统最大效率运行

保持最佳生长条件、温暖和潮湿的温室需要换成空气冷却器和通常干燥的室外空气。为此,温室使用机械或自然通风。虽然温室空调当然是技术上可行,安装和运营成本通常是非常高。机械通风需要入口开口,排气扇和电力经营的球迷。如果设计得当,机械通气能提供足够的冷却在各种天气条件下。典型设计指定的最大机械通风能力10每分钟发生/ ft2(10立方米每分钟每平方米)的面积温室遮阳帘和12 cfm ft2对于那些没有遮阳窗帘。以下是一些突出的节能通风系统:

•多举行的球迷可以提供不同的通风率根据环境条件。变速风机电机允许更精确的通风率控制,可以减少整体电力消耗。

•自然通风是基于两种物理现象:热浮力(热空气密度较低,上升)和所谓的风效应(风吹在温室外创建小型压力差异迎风和背风一侧的温室,导致空气走向背风的一面)。所有你需要的是战略上放置进口和出口机会,发泄窗口电机和电力操作通风电机。机械通风系统相比,电动自然通风系统使用少了很多电。

•最终自然通风系统包括开放的屋顶温室设计(图10),在非常大的通风口允许室内温度几乎从未超过室外温度。

图10。屋顶温室与菊花产量下降。注意影子乐队在造成的作物覆盖材料(双聚)在温室屋顶。照片由a . j .,罗格斯大学。

结论和参考资料获得更多信息

本文旨在概述的主要方式可以减少能源成本在温室花卉栽培作物的生产。不是所有的策略可能是适用的,有些人可能不提供一个有利的经济投资回报。您可能希望咨询能源审计与商业温室的经验。你可以下载一个两页的简报温室能源审计需要在http://flor.hrt.msu.edu/energy-audits上。这个网页还列出了MSU-certified温室能源审计师。

记住,花卉栽培公司种植植物的业务,这需要一个良好的生长环境。一些节能策略可以降低能源成本,但是他们也会创建一个不利于植物的生长环境和发展。例如,添加一个第三层的塑料双聚温室会减少热损失,但它也将减少光的传播。生产过程中在冬季和早春,减少光传输可以推迟插条生根,减少分支和阀杆厚度,延迟花期。

为扩大和更详细的信息关于这些主题,看看下面的网站和书籍:

书

•节能商业温室由约翰·w·巴托克Jr .)扩展名誉教授和农业工程师,康涅狄格大学。订购信息,请访问www.nraes.org。

•温室工程由罗伯特·奥尔德里奇和小约翰·w·托克。订购信息,访问www.nraes.org。

•照亮了利润,了解温室照明、编辑保罗•费舍尔佛罗里达大学和埃里克Runkle,密歇根州立大学。BOB体育books.html订购信息,请访问http://meistermedia.com/store/。

网站

•威斯康辛大学节能资源扩展学习存储:http:// learningstore.uwex.edu/Energy-Conservation-C29.aspx

•花卉栽培作物生产信息由密西根州立大学扩展花卉栽培团队:BOB体育//www.alltkd.com/floriculture/resources。

温室能源成本降低战略由马修•布兰查德和埃里克Runkle,密歇根州立大学:BOB体育http://hrt.msu.edu/Energy/Notebook.htm

•高隧道和大棚,蔬菜作物的一部分,罗格斯大学的在线资源中心:http://njveg.rutgers.edu/html/gc-4high-tunnels.html

•罗格斯大学园艺工程:http://aesop.rutgers.edu/ horteng

确认

密歇根花卉栽培种植者协会取得了这份出版物可能从密歇根农业和农村发展部资助通过美国农业部/ Ag)营销服务特色作物整体补助款Program-Farm法案。bob体育合法吗我们也承认其他学者的努力,产生了研究基于本指南的大部分信息,特别是约翰•托克扩展名bob注册誉教授和农业工程师,康涅狄格大学;bob体育登录高级推广专家斯科特•桑福德威斯康星大学;和马修·布兰查德前密歇根州立大学的研究生,目前技术服务专家,BOB体育先正达的花。

我们感谢乔纳森•弗朗茨研究园艺家,应用技术研究单位,bob体育登录USDA-ARS,托莱多,俄亥俄州和托马斯·杜德克,高级扩展教育家,密歇根州立大学,批判性审查这个文件。BOB体育