Есть постоянная поставка и разгрузка CO2 в теплице. Он течет в теплицу через шланги. Он одновременно входит в растения через устьица и вытекает наружу через вентили. Концентрация вокруг листьев особенно важна, поскольку она определяет поглощение листьями и следовательно количество фотосинтеза. Чем выше концентрация вокруг растения, тем больше растение может поглотить и тем выше будет увеличение фотосинтеза. Если концентрация CO2 снижается в течение дня, фотосинтез также уменьшится, растение «хочет есть», потому что поставка CO2 недостаточна. Концентрация ниже внешней величины имеет неблагоприятный эффект на производство.
Фотосинтез увеличивается по мере того, как увеличивается интенсивность света. Вот почему растение использует больше CO2 в солнечные дни, чем в пасмурные дни. В солнечные дни вентили открыты, потому что теплица нагревается из-за высокого излучения. Норма вентиляции также увеличивается в результате. Если концентрация CO2 в теплице такая же, как внешняя концентрация, нет потери CO2, если вентили открыты. Если концентрация теплицы ниже внешней концентрации, CO2 подается снаружи. Если концентрация CO2 в теплице превышает внешнюю концентрацию, CO2 будет вытекать, если вентили открыты. Это называется потерей вентиляции. Цифры 11 и 12 иллюстрируют взаимосвязь между потерей вентиляции и вентилированием.
Цифра 11. Потеря CО2 и воздухообмен в солнечный день
Цифра 12. Потеря CO2 и воздухообмен в пасмурный день
Потеря вентиляции
CO2 потеря от вентиляции пропорциональна различию концентрации между
теплицей и внешним воздухом. Это подразумевает, что, если различие концентрации удваивается, потеря вентиляции также увеличивается вдвойне. Вышеупомянутое иллюстрировано следующим примером. Предположите, что внешний воздух содержит 350 ppm CO2 и теплица 4 м высотой – 400 ppm. Различие – 50 ppm. Норма вентиляции 50 производит потерю вентиляции 18 г/м2/час. Норма вентиляции 50 – реалистическая величина со средней скоростью ветра, и вентили на защищенной стороне полностью открыты. Увеличение
концентрации теплицы от 400 до 450 ppm увеличивает различие с внешним воздухом к 100 ppm. Потеря вентиляции теперь – 36 г/м2/час.
Сколько CO2 должно дозироваться?
Количество CO2, который должен дозироваться, равно потере вентиляции CO2 плюс поглощение урожаем CO2. Поглощение урожая также определено излучением и не может быть рассчитано, не используя компьютер. Эксперименты продемонстрировали то, что с концентрацией CO2 450 ppm и 400 W/м2 излучения, полностью выращенный овощной плод имеет поглощение CO2 приблизительно 4 г/м2/час и 6 г/м2/час при 800 W/м2. Таблица 13 указывает поглощение CO2 огурцами. В декоративных древесных культурах фотосинтез обычно немного ниже. В солнечные дни с широко открытыми вентилями потеря вентиляции является настолько большой, что поглощение растением CO2 не должно быть рассчитано точно к десятичным порядкам при определении количества CO2.
Таблица 13. Поглощение CO2 в полностью выращенном огуречном урожае с различными концентрациями CO2 и интенсивностью света
| Интенсивность света концентрация CО2 CO2 поглощение w/м2 ppm г/м2/час 0 340 -0.23 20 200 0.11 20 340 0.20 20 1000 0.32 100 200 1.14 100 340 1.59 100 1000 2.31 400 200 3.00 400 340 4.49 400 1000 7.82 |
Потеря CO2 от теплиц Venlo может быть рассчитана, используя следующую формулу:
потеря вентиляции CO2 = норма вентиляции x среднюю высоту теплицы x различие CO2 x 0.0018.
Эта формула относится только к теплице Venlo с вентилями, не полностью открытыми.
0.0018 используется, чтобы конвертировать ppm к граммам CO2.
различие CO2 – различие между внутренней и внешней концентрацией в ppm.
Высота теплицы – в метрах.
Норма вентиляции – количество раз, за которое заменен объем воздуха в теплице в час и грубо базируется на следующей формуле:
V = 0.09xWx (R+L).
V – норма вентиляции, W – скорость ветра в метрах за секунду, R – процент открытие вентиля и L – количество утечки от теплицы. В современных теплицах Venlo L – приблизительно 0.3 замены воздуха в час. Более старые теплицы могут иметь L 2 или больше.
Вычисление примера
Весной с излучением 500 W/м2 и скоростью ветра 5 м/с вентили на защищенной стороне будут открыты на 50 %. Концентрация CO2 в теплице – 450 ppm. Внешняя концентрация – 350 ppm. Теплица 4 м высотой (среднее число). Поглощение урожая – 6 г/м2/час.
Норма вентиляции – 0.09 x W x (R+L) = 0.09 x 5 x (50+0.5) = 22.7. Для получения замены воздуха в м2 поверхности теплицы эта цифра должна быть умножена на среднюю высоту теплицы. Скорость вентиляции – 22.7 x 4 = 91 м/час. Различие в концентрации CO2 между теплицей и внешним воздухом – 100 ppm. Это ведет к потере CO2 вентиляции 91 x 100 x 0.0018 = 16.4 г/м2/час.
Общая сумма CO2, который должен дозироваться, чтобы поддержать концентрацию CO2 в теплице – 16.4 + 6 = 22.4 г/м2/час. Это требует положения горелки 125 м3/га/час.
Увеличение концентрации наиболее эффективно во время периода высокого излучения. Недостаток – то, что вентили являются обычно также открытыми, так что часть дозируемого CO2 убегает. Это поднимает вопрос того, насколько полезным является дозирование больших количеств CO2 летом. Это трудно оценивать, когда дозирование CO2 становится нерентабельным. Всегда полезно по крайней мере поддерживать внешнюю концентрацию воздуха (приблизительно 350 ppm), когда излучение превышает 100 W/м2.
Глава 5 обеспечивает дальнейшие детали относительно затрат и доходности дозирования CO2. Полезный директива – то, что в солнечные дни со здоровым урожаем, по крайней мере 25 – 30 м3 газов должны быть дозированы на га в час между 10.00 и 15.00.
КОНТРОЛЬ КОНЦЕНТРАЦИИ CO2
Идеальная концентрация CO2, к которой нужно стремиться в теплице, зависит в большой степени от пригодности CO2 и климата внутри и снаружи теплицы. Правильное регулирование CO2 возможно только, если измерение и управление отделениями находятся на индивидуальном основании. Многие предприятия в настоящее время не используют этот метод. В этом случае все отделения управляются на основе взвешенной величины единственного отделения или средней величины для всех отделений. Это может привести к высоким или низким концентрациям CO2 в единственном или нескольких отделениях.
В большинстве предприятий измеритель CO2 связан с климатическим компьютером. Иногда измеритель CO2 используется для прямого контроля, хотя доступные варианты ограничены. В зависимости от взвешенной величины и величин максимума набора, эти измерители/контроллеры могут включить или выключить дозирование CO2. Хороший климатический компьютер – лучший метод управления. Влияние различных факторов, таких как теплотребование, положение вентиля, скорость ветра, излучение и т.д., на контроле CO2 может быть установлено в компьютере. Варианты установки и названия могут отличаться в зависимости от изготовителя.
