1、蝴蝶蘭催花溫室設計之我見 Greenhouse design for flower stalk forcing (spiking) of Phalaenopsis方煒方煒 台大生機系教授台大生機系教授Wei Fang, Ph.D., ProfessorDept. of Bio-Industrial Mechatronics EngineeringNational Taiwan University開花株開花株雜交雜交果莢果莢組織分生苗組織分生苗培育培育瓶苗瓶苗小苗小苗1.5吋吋中苗中苗2.5吋吋大苗大苗3.5吋吋成株成株催花處理催花處理20-40天天親本選定親本選定果莢發育果莢發育36個月個月
2、無菌播種移植無菌播種移植10-15個月個月1-2年年切花梗切花梗出瓶出瓶3-5個月個月4-6個月個月4-6個月個月蝴蝴 蝶蝶 蘭蘭 培培 育育 流流 程程組織分生苗組織分生苗培育培育實生苗實生苗培育培育2-3個月個月溫室栽培：催花耗能o成株需要催花成為花梗苗 (2040天)o持續栽培23個月才能長至開花株o產季(農曆年前後)之外的時期n上山催花n平地催花，需仰賴冷凍空調系統上山催花 高冷地催花高冷地催花: 天候變數天候變數 /運輸時間運輸時間 /耗損耗損 加溫成本加溫成本/ 交通狀況交通狀況平地催花極度耗能o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1
3、0噸的氣冷式空調系統。o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。 GH inside GHpoor designFixed PEBenchEvaporatorCondenserPadFan溫室催花:溫室A200坪/ 80噸冷氣2.5坪/噸溫室催花:溫室溫室B溫室催花溫室催花:溫室溫室CPEBenchEvaporatorCondenserPadFan溫室催花溫室催花:溫室溫室D, GH inside GHandIs this a good design？熱排PEpadPEPEdouble
4、-poly with pad and fan冷排bench冷排50”fancondenserevaporatorevaporator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Pad25oC(1)(2)這有些誤導這有些誤導 !降低雙層塑膠布之間夾層內空氣溫度只能稍微降低只能稍微降低蘭花栽培空間內的熱負荷Pad25oC熱負荷主要來自於進入的光線夾層通風無效的證明0 30 AC/minPy.TFT0.3 mInflated double PEPy.TFTVented and Inflated double PEAir tight model GH
5、Vented model GHF: 風速計， T: 溫度計，Py: 輻射計Air inAir outAir inLight offModel GH 1Model GH 2Inflated double PEVented & Inflated double PELight onModel GH 1Model GH 2Solar radiation at bottom of model GH is 307 W/m2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通風夾層內溫度室外溫度開燈10 oC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通
6、風夾層內溫度不通風溫室內的空氣溫度ABAB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無通風夾層內溫度通風夾層內溫度AABB通風溫室內的空氣溫度比較夾層夾層夾層內夾層內Tmax 1 呎高模型溫室呎高模型溫室溫室內溫室內Tmax無通風62 oC不通風不通風60 oC通風52 oC不通風不通風60 oC無通風59 oC通風通風(1 AC/min)50 oC通風50 oC通風通風(1 AC/min)50 oC無通風57 oC通風通風(8 AC/min)45 oC通風48 oC通風通風(8 AC/min)45 oC無通風57 oC通風通風(30 AC
7、/min)37 oC通風47 oC通風通風(30 AC/min)37 oC小結論o夾層內通風與否n會影響夾層內空氣溫度，前述試驗顯示可相差911度Cn不會影響夾層下方空間的空氣溫度每分鐘一個同溫室體積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的溫室通風設計通則的侷限性o1 AC/min (8 cfm/ft2 floor area)通則不適用於所有溫室o1 AC/min通則只適用於 8 呎高溫室o不能認為8 AC/min可以適用於1 呎高溫室o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
8、進入溫室內有 600 W/m2 其中約 50% 用於蒸發溫室內水分，其餘半用於加熱室內空氣，使溫度提高前述設計的第一個缺點o風扇與水簾降溫系統沒有被正確使用o熱負荷大，冷氣使用時段長o正確作法：n水牆在室內隔間之外，水牆不要開n水牆在室內隔間之內，冷氣不開時仍可利用水牆風扇降溫前述設計的第二個缺點o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n冷卻能力被拿來除濕，又再加濕，雙重浪費n原因：使用錯誤的冷排n正確作法：p改用類似蔬果冷藏庫使用的高濕型冷排p以大風量取代空氣通過熱交換器(冷排)的大溫差p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.溫室催花溫室
9、催花:溫室溫室EGH inside GHbetter design: make good use of pad and fanFixed PEBenchEvaporatorCondenserPadFanOR溫室內隔間使用固定的塑膠布的缺點1o塑膠布外層結露嚴重，容易形成水袋o容易長青苔o造成管理困難與其他問題水袋好像問題不大照片提供：林良懋及早戳一個洞，可以亡羊補牢但是青苔如何解決呢？照片提供：林良懋照片提供：林良懋正確作法是要防止結露發生溫室內隔間使用固定的塑膠布的缺點2o光量不足，花朵壽命短n原因：p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p有人說，就算有水分凝結，使用照
10、度計量測，相差不多，所以影響不大p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)無法正確量測照度計(photometer)與光量子數感測器(quantum sensor)感度曲線* HPS: 高壓鈉燈， FL: 螢光燈管克服光量不足與結露的作法o室外少一層遮蔭網o溫室內隔間溫室採充氣式雙層塑膠布n減少冷凝水形成結露n減少青苔形成n保溫n內隔間使用燈管補光o避免塑膠布水平安裝：萬一產生結露，也允許冷凝水滑落o溫室內隔間塑膠布允許收放o隔間溫室內增加人工光源預防上方結露的最低相對溼度最低相對溼度Tdb,oC 222530RH, %786549T
11、dp, oC181818Pad18oCTdb,oC253035RH, %100 7456Tdp,oC252525Pad25oC水簾不需啟動，適度通風就好較好的作法o第二層 PE 改為雙層PE，可使結露的溫度下限提高o內隔間屋頂為拱形，允許露水滑落18oCTdb,oC 253035RH, %654936Tdp,oC 18181818oCTdb, oC 253035RH, %846247Tdp, oC 22222222oC, 78%較好的作法o保溫膜或塑膠布改為可收放式o使用人工光源提高光量o塑膠布選用高透光率的POo外層屋頂選用玻璃溫室催花:溫室F75坪/ 20噸冷氣3.75坪/噸捲揚式膠膜內溫
12、室機動性機械式冷房使用風管溫室內溫度分佈極不平均照片提供：林良懋使用風管下溫室內溫度分佈較為平均的作法n34坪/噸冷氣溫室催花溫室催花: :溫室溫室G捲揚式膠膜內溫室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GH inside GHbetter designRetractable PEBenchEvaporatorCondenserPadLampsOR溫室催花溫室催花: :溫室溫室HFixed PEBenchEvaporatorCondenserFanGH inside GHbetter designAir gapvent環控室催花補光與降溫同時進行問題是燈管或者是高壓
13、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；冷氣在下方隔間多大光量，多長時間多大光量，多長時間多大光量，多長時間這個數據漂亮到不行了兩階段催花o第一階段n較氣密，較長暗期，較低溫n長至花梗長35cmo第二階段n正常催花環境n較大光量冷氣系統的COPWW AW AAn空氣吸熱、空氣散熱 (AA)n空氣吸熱、水散熱 (AW)n水吸熱、水散熱 (WW)水冷系統較省電使用水塔就是熱能的浪費冷熱水雙效系統冷水提供組培室、辦公室與冷藏空間所需的冷氣熱水提供夜間加溫，洗澡所需熱水與組培室高壓滅菌鍋爐所需蒸氣之預熱P熱水槽P冷排側熱排側消耗新水冷水槽C消耗新水板式
14、熱交換器板式熱交換器熱水與冰水的利用o使用熱水作加溫使用o使用冰水作降溫使用o冷熱水合用作除濕使用o冷熱水合用作恆溫恆濕使用催花溫室可以就是抑梗溫室o催花溫室使用冷氣o抑梗溫室需要加溫o安裝冷熱水雙效系統o催花溫室可以就是抑梗溫室，不需額外投資冷熱水雙效系統應用於催花溫室與除濕冷水提供催花溫室降溫與冷藏室降溫冷水與熱水併用提供溫室除濕P熱水槽P冷排側熱排側冷水槽C由溫室回來進溫室由溫室回來進溫室板式熱交換器板式熱交換器冷熱水雙效系統應用於抑梗溫室與除濕熱水提供抑梗溫室與溫室除濕冷水與熱水併用提供溫室除濕P熱水槽P冷排側熱排側板式熱交換器冷水槽C由溫室回來進溫室由溫室回來進溫室板式熱交換器三合一
15、設備之改裝ATU 示意圖降溫模式冰水冰水加溫模式熱水熱水除濕模式冰水熱水TT-TATU 示意圖降溫模式冰水冰水加溫模式熱水熱水除濕模式冰水熱水TT+T降溫模式冰水冰水加溫模式熱水熱水除濕模式冰水熱水TTATU 示意圖Better designRetractable PEEvaporatorCondenserFanAir gapCondenserDehumidifierEvaporatorLampsventRoll-down curtain屋頂披覆資材o要允許紫外線通過，因為紫外線涉及花青素的形成，與花色鮮豔度息息相關。或許這就是山上催花花色較佳的主因。o如果資材本身擋紫外線，補光時可考慮使用也會產生紫外線的燈具冷氣系統o水冷式比氣冷式省電o應該使用大風量高濕型冷排o冰水溫度不宜太低, 510度水溫可減少過份除濕. o溫室內冷排數量可增加溫室內隔間o氣密性非常好時，必須有一段時間的內外空氣交換以補充二氧化碳，譬如每幾個小時一次，每次十分鐘。o內循環風扇為必須以避免死角THE best design from my point of view玻璃或PC
