The principles of ventilation

Ventilasjonsprinsipper

Ventilasjon er blir ofte nesten glemt når det gjelder utforming og funksjon i et vekstmiljø. De beste systemene gis masse omtanke, ikke nødvendigvis masse penger, men dette må alltid begynne de innledende stadiene av å planlegge et vekstmiljø. De fleste systemer klarer likevel ikke å oppfylle dette kravet. Ventilasjon skaper og kontrollerer miljøet hvor plantene og avlingene vokser. Derfor fortjener det litt mer oppmerksomhet enn det vanligvis får. Det er 2 deler i diskusjonen, den første er ventilasjonsprinsippene, delen som angår ‘hvor, hvorfor og hva’.

Av Geary Coogler BSc Floriculture / Horticulture

Deretter er det den praktiske siden av ventilasjon, å sette alt sammen eller delen som angår ‘hvordan og når’ av diskusjonen. Hva er målene med ventilasjon? Hva er formålet? Vel, ventilasjon får luften til å bevege på seg - men hvordan hjelper dette? Det er 2 grunnleggende typer ventilasjonssystemer som fungerer på ulike måter; det første er et åpent system hvor luftutveksling foregår. Det andre er et lukket system hvor ingen luftutveksling foregår. Med sirkulasjon menes bevegelse av luften, som er en funksjon av både åpne og lukkede systemer. Luftutveksling er det fysiske utvekslingen av luft på ett definert sted for en ny luftmasse utenfor dette stedet.

Ventilasjonsprinsipper

Sirkulasjon

Sirkulasjon betyr å bevege luften slik at varme og luftfuktighet flyttes fra et område til et annet. Luft som holder seg i ro i et visst tirdsrom begynner å dele seg, en prosess kjent som stratifikasjon, og dette påvirker både temperaturen og sammensetningen av luften. Dette kan føre til situasjoner som termisk lagdeling og underskudd av kritiske gassersom oksygen eller karbondioksid.

Luftutveksling

Luftutveksling ligner på sirkulasjon, men er ikke helt det samme. Luftutveksling (et åpent ventilasjonssystem) betyr å føre luft inn fra utsiden av det lukkede området for å erstatte luften som allerede er der; luften beveger seg også rundt i denne prosessen og skaper dermed sirkulasjon. Temperatur, gassutveksling og luftfuktighet kan bli positivt påvirket gjennom utvekslingsprosessen.

Åpne og lukkede systemer

På innsiden av et veksthus eller drivhus forblir prinsippene de samme. Det handler om å dyrke planter på et kontrollert område. Planter trenger lys og vann for å vokse og overleve. Planter tar inn lys, tar opp vann og ‘puster’ karbondioksid og litt oksygen, og de bruker disse 4 komponentene til å produsere energi fra lys og karbohydrater for å lagre denne energien. Disse karbohydratene er byggesteinene for at planten skal vokse og utvikle seg. Frigjøring av energi fra karbohydratene krever oksygen i en prosess kjent som respirasjon. Respirasjon frigjør energi for planten ved behov. Når luften står stille, fører disse prosessen til ubalanse i gasser i bladet/luftgrensesnittsonen, økning i luftfuktigheten rundt planten og varme fra lyset eller stråleenergi avgitt av solen eller en annen lyskilde.

I et lukket system bidrar sirkulasjon til å blande oksygen, luftfuktighet og varme med luft lenger unna planten(e), men fortsatt i veksthuset eller det lukkede området. Dette modererer temperaturen, jevner ut luftfuktigheten og sikrer at nok karbondioksid og oksygen er tilgjengelig i nærheten av bladene - og dette er viktig for de grunnleggende livsprosessene, fotosyntese og respirasjon. Men denne blandeprosessen erstatter ikke gasser som har blitt brukt opp. Den fjerner heller ikke overflødig varme (målt i BTUer, Britisch Thermal Unites) eller luftfuktighet fra luften; den blander bare luften for å hindre lagdelingseffekt og uttømmingssoner.

På den annen side, der hvor et veksthus eller område er utstyrt for å erstatte luften i området med tørrere eller kjøligere luft, er effekten at fuktighet eller varme fjernes fra vekstområdet. Åpne systemer oppnår dette ved faktisk å erstatte luften på innsiden av området. Konstant sirkulasjon for å opprettholde luftbevegelse og luftutveksling når temperaturen eller luftfuktigheten blir for høy kan oppnås gjennom luftutveksling. Selv om du hadde et lufttett rom med perfekt, konstant temperatur og luftfuktighet hele tiden, ville du fortsatt hatt behov for å sirkulere det jevnlig i henhold til en plan for å erstatte tapet av kritiske gasser som oksygen og karbondioksid. Det du må forstå, er at selv når temperaturen og luftfuktigheten må økes, er effekten den samme fordi dette er basert på innkommende luft og vil bli påvirket oppover eller nedover i henhold til denne.

Dessverre, når kontroll av et enkeltelement er nødvendig, kan dette påvirke andre behov negativt, så balanse og prioritet er nøkkelord her. Hvis man legger til karbondioksid i vekstområdet for å øke veksthastigheten, blir luftutveksling vanskeligere uten å miste CO2 som har blitt lagt til - dette er bortkastet tid og penger. I denne typen oppsett kan det være nødvendig å bruke et prioriteringssystem som gir forrang til ett element foran et annet på visse tidspunkter.

Andre funksjoner:

Ventilasjon har også andre funksjoner som oppnås i både sirkulasjon og åpne/lukkede systemer. Disse sekundærelementene er fortsatt basert på en av de to første effektene, nemlig å regulere luftfuktighet. Disse er:

  1. Sykdomskontroll
  2. Kontrollere vekst/evaotranspirasjon
  3. Stresskontroll

1. Sykdomskontroll

Ved å kontrollere luftfuktighet og temperatur, men spesielt luftfuktighet, er det mulig å skape et miljø som reduserer sannsynligheten for ulike sykdomsvektorer og patogener. Fri fuktighet hindres fra å danne en film på bladoverflaten, begrenser soppsporer som pulveraktig mugg og anthracnoses evne til å få en inngang til innsiden av bladvevet Skjulte miljøer blir også luftfuktighetskontrollert. Sporer fra en rekke patogener vil bli degradert hvis de ikke har optimale forhold, noe som begrenser potensialet for problemer. Noen patogener forstyrres ved lavere luftfuktighetsnivåer, som gruppen av vannmugg inkludert Phythium og Phytophthora; de kan fortsette sin aktivitet på innsiden av bladene, men ikke på utsiden.

Luftfuktighetsnivåer påvirker også insekter når det gjelder generell overlevelse og reproduksjonshastighet for insekter som midd samt mindre problematiske insekter som soppgnagere. Luftfuktighet påvirker også et annet område som er kritisk for plantevekst og -utvikling.

2. Kontrollere vekst/evapotranspirasjon

Prosessen kjent som evapotranspirasjon driver og regulerer bevegelsen av væske gjennom planten fra røttene og til den slipper ut gjennom stomata i bladene. Vann tas gjennom røttene og lastes opp med næringsstoffer og materialer for plantevekst. Disse dras til øvre del av planten mens væske evaporerer fra spesialistporer på bladet, stomata (stomates), akkurat som vann gjennom et strå. Hastigheten som denne prosessen foregår ved er basert på luftfuktighetsnivået i luften nær stoma (stomate). Jo tørrere luft, jo raskere vil evaporasjon skje, jo høyere negativt trykk i stoma, jo raskere vil vannet bli dratt opp for å erstatte det, og tar dermed med seg nærigsstoffer som trengs for plantevekst.

Hvis luftfuktigheten er høy, vil vannet bevege seg for sakte til å ta med seg næringsstoffene og vannet som trengs. Derimot, hvis luften er for tørr, vil vannet bevege seg for raskt og salter vil samle seg i bladene, eller vannet vil kanskje ikke være i stand til å bevege seg raskt nok og plantevevet vil bli brent. Prosessen med evapotranspirasjon er en vital prosess i plantevekst og fungerer som plantens vekstprosess med tilførsel av vann og næringsstoffer ved behov.

3. Stresskontroll

Stress er også en kritisk komponent i planteutvikling, og utøver både negativt og positivt press på planten. Noe stress er nødvendig for å dyrke en sterk plante; det gjør plantestilkene sterkere, kontrollere avlingvekst og -uniformitet, og oppfordrer til konkurranse. Noe luftbevegelse, den sirkulatoriske typen som utøver press på selve planten, vil få planten til å reagere. Dette er stress i praksis. Planten vil respondere med å styrke støttevevet samt gjør alt det som øker sannsynligheten for å overleve til blomstring og utvikling av store frukter som modnes raskere (med sterkere stilker til å støtte disse fruktene), og øke metabolittene som planten vanligvis produserer for å beskytte den og øke dens potensiale for reproduksjon. For mye stress er ikke bra, men for lite stress er like negativt. Sirkulasjon av luft rundt planten kan bidra til å eksponere den for riktig mengde stress..

Geografiske områder og årstider

Det kan være at et lukket system vil fungere bedre enn et åpent ventilasjonssystem som er avhengig av luftutveksling for å oppnå bedre temperaturreduksjon og/eller luftfuktighetskontroll. Et lukket system brukes i tilfeller hvor CO2 erstattes internt, temperaturen reguleres med luftkondisjoneringsenheter og varme reguleres med varmesystemer. Et eller alle disse systemene, sammen med et system for luftfukting og avfukting, kan være nødvendig for de fleste vekstoppsett.

Ventilasjonsprinsipper

I kjøligere områder vil mer oppvarming sannsynligvis være nødvendig, og i varmere områder vil luftkondisjonering sannsynligvis være viktigere. Avfukting er som regel nødvendig; fuktere er vanligvis kun nødvendig i kjøligere områder når varme brukes, og i noen andre, mer golde områder. I lukkede loop-systemer blir ikke bare temperaturbyrden mye større, men alle de andre elementene i en normal atmosfære må monitoreres og opprettholdes.

Finne ut hva du trenger

Nå til den morsomme delen: hvordan finne ut hvilket system og utstyr du trenger til å gjøre jobben. Et par avsnitt her vil ikke dette. Formuleringene er svært spesifikke for situasjon og behov. Formler for å finne ut selv enkle trinn som luftflythastighet som trengs til kjøling (m3/s) qc = Hc/(p cp (to – tr)) kan bety noe for de rette menneskene, men er ikke nyttig for de fleste dyrkere.

Ventilasjonsprinsipper

Mange faktorer må måles, som BTU-belastninger, designtemperaturer, luftflytmotstand, lufttetthet, fuktighetsbelastninger, årstidsbaserte gjennomsnitt og mye mer. Designeren av et bra vekstanlegg bør rådføre seg bredt for å designe det man har bruk for. Feil valg kan koste deg mye når det gjelder utstyr, tapt produksjon og mangel på sammenheng; det er sannelig verdt å investere litt ekstra i hjelp til design og installasjon av et system som matcher dine behov første gang. Selv litt research om hva dine behov egentlig er, er bedre enn ingenting.

Ventilasjon må oppnå alle mål som vi allerede har nevnt. Når du designer ditt ventilasjonssystem, må du ta hensyn til at alle faktorene vil bli påvirket.

  • Hvor vil min nye luft bli introdusert fra? Og hvor vil restluften gå ut?
  • Hvordan vil bruk av CO2 bli bygget inn i et system som også krever en større varmebelastning i samme periode?
  • Hvilken kapasitet er nødvendig for et AC-system eller varmesystem? Hvordan vil dette bli regulert?
  • Hvordan vil trakten se ut og hvordan vil den fungere?

Dette er spørsmål som dyrkere må tenke gjennom. Dette er den eneste måten å unngå hodepine og gjøre produksjon enklere på. Å sette alt dette sammen er den praktiske siden av ventilasjon.

Rate this article: 
Average: 5 (1 vote)