Transcript 講義2.溫室環控作業系統

IV. 設施栽培之環境管理
1.遮蔭網：利用各種遮蔭之材料
以減少陽光到達花卉之日照量。
此種設施最嚴重的問題在於通
風不良，造成夏天內部之悶溼
現象。
設施栽培之環境管理
2.遮雨棚：主要的目的在於
擋雨，最早為蔬菜栽培者
採用。內部的熱量只有依
靠大氣之自然風力加以排
除。
3.遮雨棚加覆遮蔭網
台灣花卉溫室四大類型：
1、第一型溫室：蝴蝶蘭為主
完全氣密之溫室，不具天窗與
側窗。利用水牆與負壓風扇解決夏
季問題，以內循環風扇改善內部相
對濕度之環境。冬天加設加溫機以
提高溫度，近年來研究重點為光質
之調整與作物生理感測為主之環控
系統
Greenhouse for Phalaenopsis industry
2、第二型溫室：文心蘭為主
溫室兩側為防蟲網，兩側加裝捲
起裝置以調整氣密性或開放性。有一
側加裝負壓風扇，風扇對面山牆增設
附有防蟲網之開口。溫室內部加裝噴
霧設備以進行蒸散冷卻之降溫作業。
噴頭均勻分佈於溫室內部，環控技術
為間歇式噴霧降溫。
3.第三型溫室：火鶴花與國蘭
結構與第二型溫室相近，但是
噴霧之噴頭分佈集中於空氣入口側
三分之二處，環控技術為連續式噴
霧降溫，利用噴霧之噴頭作用數目
進行環控作業。
4、第四型溫室：冬花夏果型
結構與第二型溫室相同，但是
不使用蒸發冷卻原理進行降溫。
溫室內部之作物非一年生以上之
作物。在冬、春兩季，溫室內部以
加溫為主。夏、秋季利用灌溉方式
配合機械通風，以作物本身之蒸散
作用進行作物本體之降溫作用
環境調整之極限
一.自然通風
1.溫差作用：
內溫高於外溫，5~30 C
2.風力作用：
內溫高於外溫，0 C以上。
環境調整之極限
二.機械通風：
內溫約等於外溫，0 C以上。
三.蒸發冷卻：
內溫低於外溫，-5~-7 C
四.冷凍機械。
四、溫室環境調節技術：溫度、相對
濕度、光能量（光量、光質、光
周期）
(一)溫度
A.加溫：
1 .溫室效應：密閉溫室，留住進
入陽光能量
2 .加溫設備：熱風加溫機、熱水
管加溫機
降溫
1.天窗側窗之自然通風：
白日大於外氣5-20℃
2 .機械風扇通風：
白日與外界溫度相同
B.降溫：
3 .水牆與風扇：
由大氣相對濕度決定降溫能力，
在台灣白日低於外界溫度6-8℃。
在美國低濕地區白日低於外界溫度
12-15℃。
B.降溫：
4 .冷氣機
溫室夜間部溫度通常與大氣溫度同，
降夜溫的唯一方式：使用冷氣機
(二).相對濕度
1 .加濕：灑水、噴水、噴霧
2 .除濕：冷氣機、除濕機
3 .維持溫度與濕度，避免凝結：
機械通風或內循環
(三).光能量
a.光量
1 .增加：人工光源
2 .減少：遮蔭網
b.光照時間
1 .增加：人工光源
2 .減短：黑幕處理
c.光質
1 .大氣情況：雲層
2 .遮蔭網材料與製作方式
四、溫室環控技術之問題
1.夜溫調節問題
夜溫的降溫作業是目前環境調節的難
題。由於夜間的相對溼度極高，因此
無法利用蒸發冷卻技術進行降溫。
唯一適用的夜間的降溫技術是採用冷凍
機械進行作業。
四、溫室環控技術之問題
2.光周期， 光量，光質
台灣位於北半球，夏天陽光時間長。但
是在春天因春雨影響白日光照時間，冬季光
照時間則不長。在光照時間不足時，唯一的
調節方法是使用人工光源。但是人工光源的
設備成本與能源成本都是十分昂貴，在產業
上並不適用。
五、環控設備的限制：
(環控能力與使用成本)
大氣的最大限制條件：
1.陽光光量 光週期
2.夜溫
六.蝴蝶蘭溫室環控作業系統
影響溫室內部微氣候因子
A. 大氣條件：日夜溫、濕度、陽光
能量、光質、光照時間
B. 溫室結構與披覆材料：屋頂材
料、形狀與角度、使用之遮蔭網
C. 環控設備：
四、溫室環境調節技術：溫度、相對
濕度、光能量（光量、光質、光
周期）
(一)溫度
A.加溫：
1 .溫室效應：密閉溫室，留住進
入陽光能量
2 .加溫設備：熱風加溫機、熱水
管加溫機
B.降溫：
1 .天窗側窗之自然通風：白日大於外界
5-20℃
2 .機械風扇通風：白日與外界溫度相同
3 .水牆與風扇：由大氣相對濕度決定降溫
能力，在台灣白日低於外界溫度6-8℃。
在美國低濕地區白日低於外界溫度
12-15℃。
4 .冷氣機
Note：溫室夜間部溫度通常與大氣溫度相
同，降夜溫的唯一方式：使用冷氣機
(二).相對濕度
海外基地的特殊問題
1 .加濕：灑水、噴水、噴霧
2 .除濕：冷氣機、除濕機
3 .維持溫度與濕度，避免凝結水：
機械通風或內循環
(三).光能量
a.光量
1 .增加：人工光源
2 .減少：遮蔭網
b.光照時間
1 .增加：人工光源
2 .減短：黑幕處理
c.光質
1 .大氣情況：雲層
2 .遮蔭網材料與製作方式
VI. 蝴蝶蘭溫室環控作業系統
一、環境控制系統
環境控制系統主要的關鍵問題在於
如何依內部溫度與相對濕度之相互作用
進行環控作業，國內蝴蝶蘭溫室內部
溫、濕度與光量專用控制軟體用邏輯系
統歸納如下：溫度控制分成三階段：
1.降溫階段(T1)，2.內部溫度維持(T2)，
3.加溫階段(T3)。
(一)溫度降溫階段：
A.因溫度T1之設定方式，可再分成兩大
類：
a.單點設定，多段控制
在內部溫度高於T1後，依序動作
A組風扇，B組風扇、水牆與C組
風扇，此為目前主要使用之環控
方式。
b.多點設定，多段控制
內部溫度之設定值T1再分成4階
段，Ta、Tb、Tc與Td。內部溫度
高於Ta時，動作A組風扇，內溫
大於Tb時，動作B組風扇，內溫
大於Tc，動作水牆。內溫大於
Td，動作組風扇。
B.需要加強項目：高濕抑制控制
(二)溫度維持階段(通常為春、夏、秋季夜
間或冬季無寒流之時期)
A .溫室外大氣溫度在T1與T2之間時，每
小時啟動A組風扇5-10分鐘，引入外氣
進行通風。
(二)溫度維持階段(通常為春、夏、秋季夜
間或冬季無寒流之時期)
B .大氣溫度在T2與T3之間，T3通常為作
物受到寒害之局限溫度。以內循環風
扇作業。
C .在此時段，相對濕度通常高，因此不
需加濕作業，反而著重於避免高濕而
引起水滴凝結。
(三)加溫階段
1.大氣溫度低於T3，啟動熱風機
開始進行加溫作業。
2.因加溫作用引起相對濕度
太低，需要進行加濕作業
環控系統的進展
1. 感測器的校正與檢測
溫室內各種感測器如溫度、相
對濕度、日照量、pH與電導度等，
都需要定期檢測與校正，並建立
檢測資料。
環控系統的進展
2. 遙距系統的應用
每棟溫室內部的感測訊號以
遙距傳送技術輸送至中端站，再
傳送至中央系統整理與貯存。
環控系統的進展
3.以作物需求進行環控參數設定
a.設定因子: 溫度、濕度、光量等
b.因應生產時程與品質需求調整設定
c.因應生產成本(加溫或降溫能源)
調整設定
環控系統的進展
4.作物生理感測與逆境感測
溫室內除了傳統微氣候感測，
更加上作物本身生理狀態的感測。
包括葉片溫度、作物蒸散量等。
逆境感測包括蟲類種類與密度等。
病害的病徴與出現階段等。
環控系統的進展
5. 整合式環控系統
a.收集與記錄各型感測器的量測值。
b.以光合作用模式計算最佳控制條
件，例如溫度或光量。
c.以此最佳條件為控制設定點，藉由
控制設備進行控制動作。