Viigaji vya WIA SOOM

Udhibiti wa hali ya hewa ya chafu Modeli hai

Unaendesha hali ya hewa ya chafu ya kioo ya hekta moja inayolima nyanya. Jua, hewa ya nje na zao lenyewe huyumbisha joto, unyevu na CO₂ kila dakika kumi; vidhibiti vyako ni matundu ya paa, kiwango cha kupasha joto, pazia la kivuli/nishati, ukungu wa shinikizo la juu na kuongeza CO₂. Kila nambari inatokana na mizani ya nishati na uzito unayoweza kuikagua hapa chini.

Utakachojifunza

Kiigaji

Muda 0 min
Joto la hewa ya chafu 20.0 °C · Unyevu wa jamaa 75% · Upungufu wa shinikizo la mvuke (VPD) 0.58 kPa · Kiwango cha CO₂ 420 ppm · Joto la nje 18.4 °C · Zao liko vizuri☀ 18.4 °C · 58% · 371 W/m²✓✓✓✓✓✓✓✓✓✓🌡 20.0 °C · 💧 75% · ♨ 0 W/m² · 🌿 0%CO₂ 420 ppmVPD 0.58 kPa♨ Joto 0.00 kWh/m²💧 Ukungu 0.00 L/m²CO₂ imetolewa 0 g/m²Saa za msongo: joto · baridi · unyevu🔥 0.0 h · ❄ 0.0 h · 🍄 0.0 h
  • Zao liko vizuri
  • Zao lina msongo mdogo
  • Zao hatarini (joto, baridi au ugonjwa)
  • Matone ya ukungu
  • Mabomba ya kupasha joto yanafanya kazi

Vidhibiti

Ubadilishanaji wa hewa huongezeka kwa ufunguaji na upepo. Huondoa joto, unyevu na CO₂ kwa usawa.

Boiler hupasha joto hadi W 180/m² kila wakati hewa inapokuwa baridi kuliko kiwango hiki.

Likifungwa: huzuia 60 % ya mwanga na kupunguza upotevu wa joto kupitia kifuniko kutoka 6.2 hadi 4.0 W/m²K, lakini pia huzuia ubadilishanaji wa hewa na kunasa unyevu chini yake.

Hadi L 0.4/m² kwa saa. Matone yanayovukiza hupoza hewa; katika hewa yenye unyevu hulowesha majani badala yake.

Hadi g 8/m² kwa saa. Inafaa tu wakati matundu ya hewa yamefungwa kwa kiasi kikubwa.

Viashiria

Joto la hewa ya chafu
20.0°C
kawaida
Unyevu wa jamaa
75%
kawaida
Upungufu wa shinikizo la mvuke (VPD)
0.58kPa
kawaida
Usanisinuru wa zao (kulinganisha)
0%
hatari
Joto la nje18.4 °C
Unyevu wa nje58 %
Mwanga wa jua nje371 W/m²
Kiwango cha CO₂420 ppm
Ukingo juu ya kiwango cha umande4.6 K
Nguvu ya kupasha joto0 W/m²
Utoaji jasho wa zao0.00 L/m²·h
Mabadiliko ya hewa1 1/h
Nishati ya kupasha joto iliyotumika0.00 kWh/m²
Maji ya ukungu yaliyotumika0.00 L/m²
CO₂ iliyoongezwa0 g/m²
CO₂ inayofungwa na zao0.0 g/m²
Saa za msongo wa joto (> 35 °C)0.0 h
Saa za msongo wa baridi (< 10 °C)0.0 h
Saa za hatari ya magonjwa (RH ≥ 90 % au majani yenye maji)0.0 h
Siku-digrii za ukuaji (msingi 10 °C)0.00 °C·d

Mwelekeo

Joto la hewa ya chafu: — °C45.0-5.0

Matukio ya mgogoro

Kiwango 1 · Alasiri ya wimbi la joto

Ni saa nne asubuhi, anga safi, na utabiri unasema 33 °C nje kufikia alasiri. Matundu yamefunguliwa theluthi moja tu na chafu tayari inapata joto. Linda zao dhidi ya msongo wa joto hadi alasiri bila kumwaga maji bure.

  • Muda wa msongo wa joto juu ya 35 °C ≤ dakika 15
  • Maji ya ukungu ≤ L 1.8/m²
  • VPD wastani ≤ kPa 2.2
  • Muda wa majani yenye maji au unyevu mwingi sana ≤ dakika 30

Kiwango 2 · Usiku baridi usio na mawingu

Saa kumi na mbili jioni, anga bila wingu na −4 °C inatarajiwa kabla ya alfajiri. Mipangilio ya mchana bado iko: kupasha joto hadi 18 °C, pazia wazi na matundu kidogo yamefunguliwa. Weka zao juu ya 10 °C usiku kucha kwa mafuta kidogo iwezekanavyo, na lipe mwanga tena jua linapochomoza.

  • Muda chini ya 10 °C ≤ dakika 15
  • Nishati ya kupasha joto ≤ kWh 1.4/m²
  • Usanisinuru wastani baada ya jua kuchomoza ≥ 12 %

Kiwango 3 · Siku ya mawingu yenye unyevu

Siku ya kijivu na yenye unyevu: 9 °C nje, hewa ya nje karibu imejaa unyevu, na chafu imefungwa tangu jana usiku kwa 14 °C. Zao linaendelea kutoa mvuke na unyevu unapanda kuelekea hali za ukungu wa kijivu. Weka saa za unyevu ziwe chache na hewa angalau 15.5 °C bila kumaliza bajeti yako ya kupasha joto — na usizuie mwanga kidogo uliopo.

  • Saa za hatari ya magonjwa ≤ saa 2
  • Nishati ya kupasha joto ≤ kWh 0.8/m²
  • Hewa isishuke chini ya 15.5 °C
  • Wastani wa usanisinuru ≥ 32 %

Msingi — modeli iliyo nyuma ya namba

Kila uhusiano ambao kiigaji kinatumia, pamoja na chanzo chake. Viwango vilivyowekwa alama kama dhana ni urekebishaji wa mfano.

Joto la hewa hufuata mizani ya nishati: jua huingia, joto hutoka kupitia kifuniko na pamoja na hewa ya uingizaji, joto hutumika kuvukiza maji, pamoja na upashaji joto.
C·dT/dt = τ·I·(1 − 0.6·0.75·screen) − λ·(E_crop + E_fog) + Q_heat + (U·Ac/Af + ρc_p·Q_v)·(T_out − T) + G_soil·(T_soil − T)[1]Dhana: ukubwa wa chafu, uwezo wa joto, matundu, pazia, ukungu na viwango vya mazao ni thamani za kielelezo kwa chafu ya kisasa ya kioo; fizikia ni ujazo mmoja wa hewa uliochanganyika vizuri. Maeneo halisi hurekebisha kila kigezo.
Upotevu wa joto kupitia kifuniko ni U × eneo × tofauti ya joto; pazia lililofungwa hupunguza U, anga safi ya usiku huiongeza.
U = 6.2 − (6.2 − 4.0)·screen W/m²K (single glass → with thermal blanket); ×(1 + 0.25·clear sky) at night[1]Dhana: ukubwa wa chafu, uwezo wa joto, matundu, pazia, ukungu na viwango vya mazao ni thamani za kielelezo kwa chafu ya kisasa ya kioo; fizikia ni ujazo mmoja wa hewa uliochanganyika vizuri. Maeneo halisi hurekebisha kila kigezo.
Uingizaji hewa ni uvujaji pamoja na mtiririko unaoendeshwa na upepo kupitia matundu yaliyo wazi.
Q_v = (N·H/3600 + vent·C_w·max(1, u_wind))·(1 − 0.4·screen), N = 0.75 h⁻¹[1][4]Dhana: ukubwa wa chafu, uwezo wa joto, matundu, pazia, ukungu na viwango vya mazao ni thamani za kielelezo kwa chafu ya kisasa ya kioo; fizikia ni ujazo mmoja wa hewa uliochanganyika vizuri. Maeneo halisi hurekebisha kila kigezo.
Shinikizo la mvuke wa kujaa hupanda kwa kasi na joto; VPD ni umbali wa hewa kutoka kujaa.
e_s(T) = 0.6108·exp(17.27·T / (T + 237.3)) kPa; VPD = e_s(T) − e_a; RH = e_a / e_s(T)[2]
Mizani ya mvuke wa maji: utoaji jasho wa mimea na ukungu huongeza unyevu, uingizaji hewa na mgandamizo kwenye kioo baridi huuondoa.
H·dχ/dt = E_crop + E_fog − Q_v·(χ − χ_out) − k_c·(Ac/Af)·(1 − 0.7·screen)·max(0, e_a − e_s(T_cover)), χ = e·M_w/(R·T)[6][2]Dhana: ukubwa wa chafu, uwezo wa joto, matundu, pazia, ukungu na viwango vya mazao ni thamani za kielelezo kwa chafu ya kisasa ya kioo; fizikia ni ujazo mmoja wa hewa uliochanganyika vizuri. Maeneo halisi hurekebisha kila kigezo.
Utoaji jasho wa mimea una sehemu ya mionzi na sehemu inayoendeshwa na hewa kavu (VPD).
E_crop = A·(1 − e^(−k·LAI))·I_in/λ + B·LAI·VPD (A 0.45, k 0.64, LAI 3, B 0.02 kg/m²·h·kPa by day)[3]Dhana: ukubwa wa chafu, uwezo wa joto, matundu, pazia, ukungu na viwango vya mazao ni thamani za kielelezo kwa chafu ya kisasa ya kioo; fizikia ni ujazo mmoja wa hewa uliochanganyika vizuri. Maeneo halisi hurekebisha kila kigezo.
Ukungu hupoza kadiri tu unavyovukiza: karibu MJ 2.45 kwa lita, zaidi katika hewa kavu kuliko katika hewa yenye unyevu.
E_fog = fog·0.4 kg/m²·h × min(1, VPD/0.8); each evaporated kg removes λ = 2.45 MJ of sensible heat; the rest wets leaves[1][2]Dhana: ukubwa wa chafu, uwezo wa joto, matundu, pazia, ukungu na viwango vya mazao ni thamani za kielelezo kwa chafu ya kisasa ya kioo; fizikia ni ujazo mmoja wa hewa uliochanganyika vizuri. Maeneo halisi hurekebisha kila kigezo.
Mizani ya CO₂: kuongeza kunaingiza, uingizaji hewa na ufyonzaji wa mazao hutoa.
H·dC/dt = dose − Q_v·(C − C_out) − P_net; dosing ≈ 5.5 g/m²·h holds ≈ 1000 ppm at 1 air change per hour[1]
Usanisinuru hujibu mwanga, CO₂, joto na VPD; mwitikio wa CO₂ hufuata kanuni ya kidole gumba iliyochapishwa kwa mazao ya matunda ya chafu.
P = P_ref·(1 − e^(−I_in/300))·exp(150/400 − 150/C)·f(T: 1 at 17–27 °C)·f(VPD) (from the CO₂ rule dP/P = 1.5 %·(1000/C)² per 100 ppm)[5][7]Dhana: ukubwa wa chafu, uwezo wa joto, matundu, pazia, ukungu na viwango vya mazao ni thamani za kielelezo kwa chafu ya kisasa ya kioo; fizikia ni ujazo mmoja wa hewa uliochanganyika vizuri. Maeneo halisi hurekebisha kila kigezo.
Vihesabu vya msongo wa mazao: saa za joto kupita kiasi, baridi kupita kiasi, au unyevu wa kutosha kwa ukungu wa kijivu.
heat hours: T > 35 °C · cold hours: T < 10 °C · disease-risk hours: RH ≥ 90 % or wet leaves · GDD = Σ max(0, T − 10)·Δt[1][7][8][10]
Hali ya hewa ya nje: mkunjo wa joto wa kila siku, kiwango cha umande kisichobadilika, mwanga wa jua unaopunguzwa na mawingu, na mabadiliko ya nasibu ya mawingu na upepo.
T_out = T̄ + A·cos(2π(h − 15)/24); e_out = e_s(T_dew); I = I_clear·(1 − 0.75·N^3.4); cloud N and wind fluctuate (normal, seeded)[9][2]Dhana: ukubwa wa chafu, uwezo wa joto, matundu, pazia, ukungu na viwango vya mazao ni thamani za kielelezo kwa chafu ya kisasa ya kioo; fizikia ni ujazo mmoja wa hewa uliochanganyika vizuri. Maeneo halisi hurekebisha kila kigezo.
Vigezo vingine vinavyotumiwa na modeli.
height 4.5 m · cover/floor 1.2 · τ 0.8 · heat capacity 30 kJ/m²K · heating ≤ 180 W/m² · screen blocks 60 % of light (75 % of that as heat) and 40 % of air exchange, and hides 70 % of the cold glass (condensation) · vents 0.016 m³/s·m² per m/s wind · soil 2 W/m²K · fog ≤ 0.4 L/m²·h · CO₂ ≤ 8 g/m²·h · P_ref 4 g CO₂/m²·h · condensation 1.9·10⁻⁸ kg/m²·s·PaDhana: ukubwa wa chafu, uwezo wa joto, matundu, pazia, ukungu na viwango vya mazao ni thamani za kielelezo kwa chafu ya kisasa ya kioo; fizikia ni ujazo mmoja wa hewa uliochanganyika vizuri. Maeneo halisi hurekebisha kila kigezo.

Nasibu: jenereta ya mulberry32 yenye mbegu; mgawanyo unaotumika — sawa, kielelezo (CDF kinyume), kawaida (Box–Muller), Poisson (Knuth). Mbegu inaonyeshwa na inaweza kushirikiwa.

Vyanzo

  1. ANSI/ASAE EP406.4 JAN2003 (R2008) — Heating, Ventilating and Cooling Greenhouses (eq. 1–4, Table 1 U-values, Table 2 infiltration: new glass or fiberglass 0.50–1.0 h⁻¹, §5.8.5 CO₂ injection, §7.1.3 temperature limits); since withdrawn, available from ASABE as a historical document — American Society of Agricultural and Biological Engineers, 2003
  2. R. G. Allen, L. S. Pereira, D. Raes, M. Smith — Crop evapotranspiration, FAO Irrigation and Drainage Paper 56 (eq. 11 saturation vapour pressure, eq. 14 dew point, λ = 2.45 MJ/kg) — FAO, Rome, 1998
  3. M. Baille, A. Baille, J. C. Laury — A simplified model for predicting evapotranspiration rate of nine ornamental species vs. climate factors and leaf area — Scientia Horticulturae 59:217–232, 1994
  4. T. Boulard, A. Baille — Modelling of air exchange rate in a greenhouse equipped with continuous roof vents — Journal of Agricultural Engineering Research 61(1):37–48, 1995
  5. E. M. Nederhoff — Effects of CO₂ concentration on photosynthesis, transpiration and production of greenhouse fruit vegetable crops (PhD thesis; CO₂ rule) — Wageningen Agricultural University, 1994
  6. B. H. E. Vanthoor, C. Stanghellini, E. J. van Henten, P. H. B. de Visser — A methodology for model-based greenhouse design: Part 1, a greenhouse climate model for a broad range of designs and climates — Biosystems Engineering 110:363–377, 2011
  7. R. R. Shamshiri et al. — Review of optimum temperature, humidity, and vapour pressure deficit for microclimate evaluation and control in greenhouse cultivation of tomato: a review — International Agrophysics 32:287–302, 2018
  8. Identifying and Managing Three Major Disease Threats in Greenhouse Tomatoes: Leaf Mold, Gray Mold, and Bacterial Wilt (SPES-820) — Virginia Cooperative Extension
  9. F. Kasten, G. Czeplak — Solar and terrestrial radiation dependent on the amount and type of cloud — Solar Energy 24:177–189, 1980
  10. G. S. McMaster, W. W. Wilhelm — Growing degree-days: one equation, two interpretations — Agricultural and Forest Meteorology 87:291–300, 1997

Nani hufanya kazi hii kama taaluma

Modeli ya kielimu — si kwa maamuzi ya uendeshaji. Vituo halisi hurekebisha kila kiwango kulingana na vifaa na data zao.