2014-02-04

PRAKTISK HANDLEDNING I BYGGE AV SVALSKÅP FÖR ORKIDÉODLING

Sophronitis coccinea var rossiteriana. Foto: Börje Boklund

Vid pennan: Ole Djurslev

1

2014-02-04

Mitt svalskåp

Förord

Jag har odlat orkidéer i rätt många år i fönsterkarm och under speciallampor. För ett antal år sedan bestämde jag mig för att bygga ett orkidéskåp som väl mest får ses som ett experiment kring temperatur, belysning och fuktighet. Redan då experimenterade jag med kylning av luften i skåpet med hjälp av termoelektriska kylelement. Projektet blev mindre lyckat men bilden klarnade kring hur och vad jag ville odla i ett orkidéskåp och hur nästa orkidéskåp skulle byggas. Jag har alltid gillat att läsa om orkidéer i deras naturliga habit och har speciellt i litteratur fascinerats av Sophronitis och dess förmåga att utstå höga temperaturer dagtid och rätt kyliga temperaturer på natten. Jag insåg tidigt utmaningen att i vardagsrummet odla Sopronitis. Utmaningen ligger främst i att nattetid får ned temperaturen till runt 10-12 grader. Givetvis måste ljuset och luftfuktigheten vara rätt men den tekniken är väl utvecklat och är i dag standardprodukter till ett rimligt pris. Mitt fokus ligger på praktiskt odlande av orkidé i skåp och skall inte ses som en fullständig avhandling av de ämnesområden man delvis måste behärska om man skall lyckas odla orkidé i skåp. Då kylning av skåp med termoelektrisk kylteknik inte är så vanligt ligger min tyngdpunk på denna teknik. Jag vill passa på att tacka Börje Boklund för att hålla rätt på fakta och för att jag får låna foto till denna skrift. Jag vill också tacka min kära fru Marianne för att förbättra det Svenska språket i denna skrift. Skulle det förekomma faktafel eller andra tossigheter hoppas jag att ni har ett visst mått av överseende. Jag hoppas med detta att kunna sporra andra att ge sig in i denna fascinerande värld att med relativt enkel teknik kunna odla lite mer krävande arter i orkidéskåp

Vad är ett orkidéskåp.

Att odla orkidéer i hemmiljö sätter fantasi och kunnighet på prov. Många orkidésläkten går i dag att odla i fönsterkarm. Men absolut inte alla, en del ställer speciella krav på temperatur och luftfuktighet som i normalfallet inte kan tillgodoses i en fönsterkarm. Det är här orkidéskåp kommer in i bilden, alltså möjligheten att kunna anpassa odlingsmiljön till precis den eller de arter man vill odla. Man kan grovt dela in orkidéskåp i varmskåp och svalskåp/kallskåp. Vilken typ av skåp man väljer beror på vilka arter man vill odla. 3 Sophronitis Foto: Börje Boklund 2

2014-02-04

Ett exempel på målbild när man skall bygga orkidéskåp

I syftet att illustrera hur jag har tänkt kring utformning av mitt orkidéskåp följer en kort beskrivning av Sophronitis naturliga habit. Det är just de växtbetingelser jag har strävat efter att efterlikna. Till exempel växer Sophronitis i Brasilien i regionen runt Rio de Janeiro och Sao Paulo. I grova drag kan man säga att Sophronitis bara växer på höjd mellan ca 1000 och 2300 meter över havet i huvudsak på bergen Serra do Mar och Serra da Mantiqueira. Som exempel kan nämnas att Sophronitis acuensis kan hittas på höjd 1800 till 2300 meter och Sophronitis coccinea mellan 1000 till 2000 meters höjd över havet. Sophronitis brevipedunculata har hittats på lägre höjder. Höjd över havet kan bl.a. ge en ledtråd kring temperaturvariationer mellan dag och natt. Temperatur dagtid kan blir uppåt 35 grader och en normal nattemperatur kan ligga runt 10 grader men det förekommer nattemperaturer som kan krypa ned runt bara ett par plusgrader. Främsta orsaker till att Sophronitis kan överleva i så höga temperaturer som 35 grader dagtid beror på den höga luftfuktigheten och de svalkande vindar. Mest naturligt växer Sophronitis i skogsområden högst upp i träd och på mosstäckta klippformationer exponerade för fullt solljus. Som skydd för soljus antar bladen en brunaktig färg. I områden där Sophronitis växer är det relativt hög luftfuktighet, runt 70 % dagtid och 90 % nattetid. Nu börja bilden klarna om vilken ljus, temperaturer och luftfuktighet man skall eftersträva. Givetvis varierar behoven från släkte till släkte så att helt generalisera vore felaktigt. Man ser som så ofta i växtvärden att Sophronitis till viss del kan anpassa sig till den växtmiljö man har i orkidéskåpet men att allt för stora avvikelser kan leda till att plantan dör eller utebliven blomning. I Sophronitis naturliga habit är inte växtbetingelserna helt optimala och jag vill påstå att man kan uppnå bättre växtbetingelser i ett orkidéskåp. Nu kan man inbilla sig att man har helt klart för sig men så är tyvärr inte fallet. Samspelet mellan ljus, temperatur, hur det fläktar i orkidéskåpet och luftfuktighet måste beaktas. För mycket av det ena och för lite av det andra kan vara förödande. Ett exempel är belysning. Att utsätta Sophronitis för samma ljusintensitet som i naturen och samtidigt ha för låg luftfuktighet och/eller för låg luftrörelse kan få förödande konsekvenser. Detta ger att man många gångar t.ex. inte kan ha samma ljusintensitet i ett orkidéskåp som i naturen. Här kommer de så kallade ”gröna fingrarna” in i bilden. Att kunna läsa av hur en orkidé mår, kunna dra slutsatser och förändra vattning, odlingsförhållande, gödning eller annat är ett viktigt kunnande om man vill lyckas med att odla orkidéer. 3

2014-02-04 Sophronitis coccinea (´PrimaÁM/OCNx’NV’) Foto: Börje Boklund

Svalskåp/kallskåp

Mina funderingar inför mitt byggande av svalskåp kretsade runt teknik och ekonomi samt hur stort skåp jag skulle bygga. Mitt val av storlek på skåp styrdes av plats, ekonomi och möjlig kylning. Att jag just vill odla Sophronitis och Oxyglossum gruppen från Dendrobium släktet var sedan det som fick mig att jobba med att hitta ett lämpligt sätt att sänka natttemperaturen till rätt nivå. Mitt val av kylteknik föll så småningom på termoelektrisk kylteknik. Mitt val grundade sig på enkelhet och möjlighet att kunna styra temperaturen exakt och utan att tillföra skåpet luft utifrån. Jag hitta så småningom termoelektriska kylare med rätt storlek och kyleffekt till ett bra pris jämfört med annan teknik.

Kylning av ett orkideskåp Generellt om kylning.

Kylning av orkidéskåp kan ske på samma sätt som ett kylskåp där man vanligtvis använder sig av kompressorteknik. Kylning i 12 volts transportabla kylväskor som numera finns att köpa för några 100 kr bygger oftast på termoelektrisk kylteknink. Man kan även genom en ventil i väggen ta in utomhusluft för kylning av orkidéskåpet. Jämfört med kylskåp och kylväska är det svårare att kyla ett orkidéskåp där alla sidor oftast är oisolerad glas.

Termoelektrisk kylteknik

Då jag speciellt har intresserat mig för termoelektrisk kylteknik skriver jag här lite kortfattat om den tekniken. Jag går inte in på kylteknik med kompressor och annan kylteknik, utan hänvisar till annan litteratur i ämnet. Thomas Johann Seebeck blev mest berömd för sin upptäckt ( 1822 tekniken för kylning av orkidéskåp är vad jag vet inte så vanligt. 1823 ) av termomagnetisk effekt där elektrisk ström genererades vid temperaturdifferenser i magnetiskt polariserade material. 1934 upptäckte den franske fysikern Jean Peltier att man med samma teknik kan skapa en värmepump genom att lägga på en spänning. Det så kallade Peltierelementet fungerar så att man kopplar den till en spänning varvid ena sidan av elementet blir varm och den andra sidan kall. Just enkelheten, litet format, driftsäkerhet och relativ låg kostnad gör att termoelektriska kylare i dag används för kylning av elektronik, vinkylare, kylväskor mm. Att använda 4

2014-02-04 Peltierelement

Kylning av mitt skåp

När jag undersökte vad som var tillgängligt på marknaden gällande färdigbyggda termoelektriska kylare insåg jag att kostnad och storlek inte lämpade sig för mitt orkidéskåp. Med kylelement, strömförsörjning och reglering integrerat i en modul skulle det inte vara möjligt att få plats ovanpå orkidéskåpet där det även skall vara plats för belysning. Kostnadsmässigt var det inte heller aktuellt för min plånbok. Lösningen för mig blev därför att köpa kylelementen för sig och separat strömförsörjning och reglering så att endast kylelementen tar plats ovanpå skåpet. Exempel på termoelektriskt kylelement Exempel på strömförsörjning för termoelektriskt kylelement

Tekniska utmaningar

En utmaning är så klart att ha rätt kyleffekt för aktuellt orkidéskåp. Kyleffekten skall vara anpassad till skåpets storlek och inkommande värme samt hur snabbt man vill uppnå önskad temperatur. En annan utmaning är att de skall fungera i en miljö med väldigt hög luftfuktighet. Den höga luftfuktigheten leder till kondensering av ånga på kylelementet vilket medför nedisning av kylelementet om man vill kyla ned till 10 grader samt att kondenserat vatten droppar ned i skåpet. Nedisning medför att man måste ha en avfrostningsperiod med jämna mellanrum. Avfrostningen kan rätt bra styras med en timer men än bättre är att med givare automatiskt bestämma när kylelementet behöver avfrostas. Jag har valt att med termostat styra temperaturen till 12 grader och då har jag inget problem med nedisning. Att det droppar kondensvatten från kylare ned i botten på skåpet är ofrånkomligt så precis under kylarna kan man inte ha orkidéer. Det är en relativt liten mängd vatten som med några dagars mellanrum enkelt kan avlägsnas. Att som i mitt fall montera kylare ovanpå skåpet medför att man måsta ta upp hål. Att göra fyrkantiga hål är inte enkelt i glas. Jag har därför ersatt glasskivan med plexiglas. Att hålla önskad temperatur 5

2014-02-04 kräver en termostat. Låter enkelt men vill man hålla en temperatur dagtid och en på natten får man kombinera timer och termostat. De Peltierelement jag använder drivs med 12 volt likspänning (Peltierelement kan inte drivas med växelspänning). Så pass låg spänning innebär att strömmen i sammanhanget blir stor. På mitt skåp behöver jag 4 termoelektriska kylare. Varje kylare drar 6 ampere vilket tillsammans ger 24 ampere. Jag har valt att ha en strömförsörjning per kylelement som är gömd bort i en uddragbar låda under orkidéskåpet. Dendrobium cuthbertsonii Foto: Börje Boklund

Reglering av odlingsmiljö

Min strävan är att skapa de rätta förutsättningarna för att de orkidéer jag vill odla kan växa och blomma men även så långt som möjligt att fukt, bevattning, temperatur och ljus är självreglerande. I dag finns ett stort utbud av tekniskt reglerutrustning till ett överkomligt pris Allt från PLC till enkla regulatorer för temperatur – och fuktighetsreglering. Timer används flitigt till att exempelvis styra när och hur länge belysningen skall vara tänd. Genom åren har jag testat en hel del regulatorer och tycker att de flesta är enkla att använda, driftsäkrar och med tillräcklig precision för det jag skall reglera. Kombinerat temperatur och fuktreglering för fuktsreglering Exempel på enkel utrustning Exempel på enkel temperaturreglering

Kort om dimensionering av termoelektriskt kylsystem.

Då jag inte har lyckats hitta litteratur eller beskrivning kring kylning av orkidéskåp med termoelektrisk kylteknik har jag tvingats in i diverse matematiska beräkningar för att hamna någorlunda rätt i kyleffekt. I denna skrift redovisar jag inte närmare dessa beräkningar utan ger bara enkla tumregler för hur man kan komma någorlunda rätt i dimensionering av sitt kylsystem. När tillverkare specificerar ett termoelektriskt kylelement (Peltierelement) så anger de oftast drivspänning och strömförbrukning. Multiplicerar man spänning med ström får man effekt. Den effekt man får fram är 6

2014-02-04 inte den samma som kyleffekten utan är mer en angivelse av värmeutvecklingen på varma sidan av Peltierelement. Min lärdom av beräkningar och praktiska försök är att ett korrekt dimensionerat kylelement med ett 70 W Peltierelement avger en kyleffekt på runt 40-50 W vid en luftfuktighet på ca 80 %. Detta är den mest intressanta siffran vid dimensionering av kylsystem för ett svalskåp. Mitt skåp har dimensionen, LxHxD=650x650x450mm vilket ger en volym på 190 liter. Glastjockleken i skåpet är 3 mm och totala glasytan är 2 kvadratmeter. Är skåpet tätt och belysning släckt har mina försök visat att 4 st. termoelektriska kylelement (6 Peltierelement) med ca 40 W kyleffekt per styck räcker för att kyla ned orkidéskåpet till ca 10 grader på runt 2 timmar. Jag har valt att isolera 3 sidor med 10 mm isolering och kan då kyla skåpet ned till ca 10 grader. En grov tumregel är alltså att man behöver ca 60-100 W kyleffekt per kvadratmeter glasyta, eller om man vill ca 1,3 W per liter luft i skåpet. Denna tumregel gäller vid nedkylning till ca 12 grader, ingen isolering av glasytor och en luftfuktighet på ca 90 %, givetvis måste skåpet i det närmaste vara helt tätt.

Nackdelar med termoelektriska kylare

På kylsidan och varmsidan av kylelementet sitter det fläktar monterade på kylflänsar. Fläktarna är av samma typ som används i datorer. Fläkten i sig låter och ljudet förstärks då det blåser genom kylflänsen. I mitt fall har jag 4 kylelement (6 Peltierelement) och därmed 8 fläktar. Jag tycker det låter för mycket för att ha skåpet i vardagsrummet och har det därför i separat rum avsett för mitt orkidéodlande. Verkningsgraden för termoelektriska kylelement är betydligt lägre än t.ex. kompressor kylteknik. Varje kylelement drar ca 70 watt viket ger en dygnsförbrukning på ca 5 kwh vilket motsvarar en kostnad på 5 kr per dygn om en kwh kostar 1 krona eller 150 kr per månad.

Uppnått resultat.

Min målsättning har varit att kunna odla Sophronitis och Oxyglossum gruppen från Dendrobiumsläktet vilket har styrt min dimensionering av kyleffekten. Jag har uppnått målet att kunna sänka temperaturen i skåpet med 10 grader. Står skåpet i rum som håller 20 grader medför det alltså att det är möjligt att hålla 10 grader i orkidéskåpet. I dag styr jag nattemperaturen med termostat och håller 12 grader. Då jag har valt att ha 4 kylelement med separat strömförsörjning kan jag även välja att bara köra t.ex. 2 kylare dagtid för att under den varma årstiden kunna hållare lite lägre temperatur. Om en skulle gå sönder kan jag hålla tillräcklig låg temperatur med 3 stycket till jag har hunnit laga. En stor fördel med termoelektriska kylare är att väldigt få delar kan gå sönder och väldigt enkelt att laga/byta det som felar. 7

2014-02-04 Del av mitt skåp Del av mitt skåp

Bevattning

I dag finns färdiga sk regnsystem att köpa. De bygger oftast på en diafragmapump som bygger upp ett högt tryck som via munstycket finfördelar vattnet till en vattendimma. Med rätt antal dysor kan man få till en rätt så bra och jämn bevattning av alla orkidé i skåpet. Det skall dock påpekas att denna typ av bevattningssystem kan ha viss negativ estetisk påverkan på blommorna. En av totalt 4 dysor Diafragmapump regnsystem

Luftfuktighet.

Speciellt i ett litet orkidéskåp är min erfarenhet att det är svårt att reglera luftfuktigheten. I mitt skåp blir den vad den blir och styrs helt av hur ofta regnsystemet bevattnar. Mitt skåp är rätt så tätt och jag håller en temperatur dagtid på ca 25 grader. Direkt när bevattningssystemet har gått ligger luftfuktigheten på omkring 90-95 % och dalar till 70-75 % innan nästa bevattning. På natten när jag kyler skåpet stiger den relativa luftfuktigheten till omkring 80-85 %. På marknaden finns i dag befuktningssystem som bygger på ultraljudsteknik. En teknisk enkel lösning men i praktiken är det rätt mycket jobb och inte helt enkelt att få det att fungera i ett orkidéskåp utan för mycket skötsel.

Belysning.

I litteratur och på nätet finns mycket skrivet kring belysning och orkidéodlandet. Jag har inte tänkt närmare gå in i detalj, utan skall bara kortfattat skriva kring viktiga saker att tänka på när det gäller belysning i ett orkidéskåp. Alla plantor med klorofyll behöver någon form av belysning för att kunna existera. När man i praktiskt orkidéodlande diskuterar belysning pratar man om våglängd, färgtemperatur och 8

2014-02-04 ljusstyrka. Där mitt skåp är placerat finns i princip inget dagsljus utan de är endast belysta med artificiell belysning vilket ställer högre krav på belysningen än om den endast är ett komplement/förstärkning av naturligt dagsljus. En annan viktigt faktor är hur mycket värme belysningen tillför skåpet. I ett slutet utrymme som ett orkidéskåp är vill det till att man använder belysning med rätt värmeavgivning. Lysrör och kompakta lysrör är nog den mest använda belysningstekniken i dag. LED belysningen är på stark frammarsch och har klara fördelar. Med LED kan man i princip komponera precis vilka våglängder man vill ha och hur mycket av varje våglängd. LED i sig avger i princip ingen värme men drivaren i LED lampa avger värme vilket inte är ett problem så länge drivaren befinner sig utanför skåpet. Om man skall jämföra dagens lysrörsteknik med LED så anser jag att de i det mesta är likvärdiga. Dock tror jag att LED forskningen i orkidésammanhang kommer att kunna erbjuda nya möjligheter och leda till en mer specialanpassad belysning för olika arter och blomningsstimulans/tillväxtstimulans. Gällande seriös belysning för orkidéodling anger tillverkaren i diagramform vilka våglängder lampan i huvudsak avger och ett mått på spektrum. Exempel på en växt LED lampas spektrum Diagrammet ger en fingervisning om dess lämplighet som plantbelysning. Som man ser i diagrammet ligger merparten av belysningens våglängd mellan runt 450 till 650 nm och anger även ett mått på ljusstyrkan vid olika våglängder. När man odlar orkidéer i skåp är det extra viktigt att ta reda på ljusstyrkan på olika höjder. Ett praktisk användbart mått på ljusförhållande som kan mätas med en enkel utrustning är en luxmätare. Genom att hålla den på olika höjder i skåpet kan man få en någorlunda bild av odlingsförhållande och därmed vilka orkidéer man kan odla på olika ställen i skåpet. 9

2014-02-04 I sammanhanget är ljusets färgtemperatur viktig och mäts i Kelvin och förkortas K. Kort kan man säga att färgtemperaturen generellt bör ligga runt 6500 K Med ovan nämnda parametrar kan man skapa sig en någorlunda bild av ljuskvaliteten i t.ex. ett orkidéskåp och med hjälp av litteratur studie kring olika arters ljusbehov göra en bedömning av vilka arter som är lämpliga att odla. Kring belysning pågår en intensiv forskning i hela världen där mer avancerade mätmetoder används. Då dessa mätmetoder kräver mycket utrustning och stor kunskap faller det utanför ramen för denna skrift. Sophronitis wittigiana Foto: Börje Boklund

Luftcirkulation

I naturen måste det finnas balans mellan sol, värme, fukt och luftcirkulation och alla fyra komponenter är lika viktiga. Luftcirkulation kylar planta och rötter och är ett villkor tillsammans med luftfuktighet att orkidéer överhuvudtaget kan överleva i gassande sol. I mitt skåp använder jag mig av vanliga 80x80 mm 12 volt datafläktar. För att enkelt kunna rikta dem i önskad riktning har jag hängd dem i 2,5 mm ståltråd. 10

2014-02-04

Mitt orkidéskåp som det ser ut just nu

Fram till i dag har jag mest arbetat med att få tekniken att fungera där kylsystemet har varit den största utmaningen. Som testplantor har jag köpt ungplantor, så klart Sophronitis men även hängt in lite annat. Så snart väder tillåter skall jag hämta nya invånare till skåpet. De 4 termoelektriska kylare Som det kan bli Avslutningsvis vill jag visa ett foto på Börje Boklunds ”orkidéskåp” Foto: Börje Boklund Med detta vill jag tacka för att ni orkade fram till sista sidan och önska lycka till med orkidéodlandet. 11