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蝴蝶蘭催花溫室設計之我見 Greenhouse design for flower stalk forcing (spiking) of Phalaenopsis

蝴蝶蘭催花溫室設計之我見 Greenhouse design for flower stalk forcing (spiking) of Phalaenopsis. 方煒 台大生機系教授 Wei Fang, Ph.D., Professor Dept. of Bio-Industrial Mechatronics Engineering National Taiwan University. 開花株. 親本選定. 2-3 個月. 蝴 蝶 蘭 培 育 流 程. 果莢發育 3 — 6 個月. 雜交. 切花梗. 催花處理 20-40 天. 實生苗 培育.

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蝴蝶蘭催花溫室設計之我見 Greenhouse design for flower stalk forcing (spiking) of Phalaenopsis

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Presentation Transcript

  1. 蝴蝶蘭催花溫室設計之我見Greenhouse design for flower stalk forcing (spiking) of Phalaenopsis 方煒 台大生機系教授 Wei Fang, Ph.D., Professor Dept. of Bio-Industrial Mechatronics Engineering National Taiwan University

  2. 開花株 親本選定 2-3個月 蝴 蝶 蘭 培 育 流 程 果莢發育 3—6個月 雜交 切花梗 催花處理 20-40天 實生苗 培育 組織分生苗 培育 組織分生苗 培育 果莢 成株 1-2年 4-6個月 無菌播種移植 10-15個月 大苗 3.5吋 瓶苗 出瓶 4-6個月 中苗 2.5吋 小苗 1.5吋 3--5個月

  3. 溫室栽培：催花耗能 • 成株需要催花成為花梗苗 (20~40天) • 持續栽培2~3個月才能長至開花株 • 產季(農曆年前後)之外的時期 • 上山催花 • 平地催花，需仰賴冷凍空調系統

  4. 上山催花 高冷地催花: 天候變數 /運輸時間 /耗損 加溫成本/ 交通狀況

  5. 平地催花極度耗能 • 以位於宜蘭的金車生物科技公司為例，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。 • 由於氣候變遷，夏季高溫往上攀升的紀錄也屢屢出現，夏季要催花溫室內維持25/20 的日夜溫的降溫負荷也愈來愈高，於是所需單位面積所需冷凍噸數也往上增加。

  6. GH inside GH Evaporator Fixed PE Pad Fan Condenser Bench poor design

  7. 溫室催花:溫室A 200坪/ 80噸冷氣 2.5坪/噸

  8. 溫室催花:溫室B

  9. 溫室催花:溫室C

  10. 溫室催花:溫室D,GH inside GH and Evaporator Pad PE Fan Condenser Bench

  11. Is this a good design？ evaporator double-poly with pad and fan 冷排 PE PE pad PE 50” fan bench 冷排 熱排 evaporator condenser

  12. 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 Pad (1) 25oC (2) 這有些誤導 !!!

  13. 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 熱負荷主要來自於進入的光線 Pad 25oC

  14. 夾層通風無效的證明 Air in Air out Air in T T Inflated double PE Vented and Inflated double PE 0.3 m Air tight model GH T T Py. Py. 0 ~ 30 AC/min F F Vented model GH F: 風速計， T: 溫度計，Py: 輻射計

  15. Light off Inflated double PE Vented & Inflated double PE Model GH 2 Model GH 1

  16. Light on Model GH 1 Solar radiation at bottom of model GH is 307 W/m2 Model GH 2

  17. 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 10 oC 通風夾層內溫度 室外溫度 開燈

  18. 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 A A B B 通風夾層內溫度 不通風溫室內的空氣溫度

  19. 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 A 無通風夾層內溫度 B 通風夾層內溫度 A 通風溫室內的空氣溫度 B

  20. 比較

  21. 小結論 • 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9~11度C • 不會影響夾層下方空間的空氣溫度

  22. 每分鐘一個同溫室體積(1 AC/min)的溫室通風設計通則的侷限性 • 1 AC/min (8 cfm/ft2 floor area)通則不適用於所有溫室 • 1 AC/min通則只適用於8 呎高溫室 • 不能認為8 AC/min可以適用於1 呎高溫室 • 前述實驗發現，在307 W/m2輻射量之下， 1 呎高溫室需要的通風量尚且高於30 AC/min 太陽輻射量 307 W/m2可視為進入溫室內有 600 W/m2其中約 50% 用於蒸發溫室內水分，其餘ㄧ半用於加熱室內空氣，使溫度提高

  23. 前述設計的第一個缺點 • 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 • 正確作法： • 水牆在室內隔間之外，水牆不要開 • 水牆在室內隔間之內，冷氣不開時仍可利用水牆風扇降溫

  24. 前述設計的第二個缺點 • 溫室內濕度過低，室內還需另外加濕，有人建議在溫室地面灑水 • 冷卻能力被拿來除濕，又再加濕，雙重浪費 • 原因：使用錯誤的冷排 • 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 • 冷排內冷水溫度與室內設定溫度與溼度狀況下之露點溫度相差不宜超過 5 度C.

  25. 溫室催花:溫室E

  26. GH inside GH OR Evaporator Pad Fixed PE Fan Condenser Bench better design: make good use of pad and fan

  27. 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

  28. 水袋 好像問題不大

  29. 照片提供：林良懋

  30. 及早戳一個洞，可以亡羊補牢 但是青苔如何解決呢？

  31. 照片提供：林良懋

  32. 正確作法是要防止結露發生 照片提供：林良懋

  33. 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

  34. 照度計(photometer)與光量子數感測器(quantum sensor)感度曲線

  35. *HPS: 高壓鈉燈，FL: 螢光燈管

  36. 克服光量不足與結露的作法 • 室外少一層遮蔭網 • 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 • 溫室內隔間塑膠布允許收放 • 隔間溫室內增加人工光源

  37. Pad Pad 18oC 25oC 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

  38. 較好的作法 • 第二層 PE 改為雙層PE，可使結露的溫度下限提高 • 內隔間屋頂為拱形，允許露水滑落 22oC, 78% 18oC 18oC

  39. 較好的作法 • 保溫膜或塑膠布改為可收放式 • 使用人工光源提高光量 • 塑膠布選用高透光率的PO • 外層屋頂選用玻璃

  40. 溫室催花:溫室F 捲揚式膠膜內溫室 機動性機械式冷房 75坪/ 20噸冷氣 3.75坪/噸

  41. 使用風管溫室內溫度分佈極不平均

  42. 使用風管下溫室內溫度分佈較為平均的作法 照片提供：林良懋

  43. 溫室催花:溫室G 使用多台送風機溫室內可有較平均的溫度分佈 然而仍須搭配使用內循環風扇 • 3~4坪/噸冷氣 捲揚式膠膜內溫室

  44. GH inside GH OR Evaporator Pad Retractable PE Lamps Condenser Bench better design

  45. 溫室催花:溫室H

  46. GH inside GH Fixed PE vent Fan Condenser Air gap Bench Evaporator better design

  47. 環控室催花

  48. 補光與降溫同時進行 問題是燈管或者是高壓鈉燈都會產生高熱， 所以也增加降溫負荷 修正作法：中間加透光隔間，隔間上方為光源，採通風散熱；冷氣在下方隔間

  49. 多大光量，多長時間

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