Том ойрны агааржуулалтын аргууд юу вэ?

Том орчны агааржуулалтын шаардлагыг ойлгох

Том орчны цаг агаарын хяналтанд агааржуулалтын үүрэг

Сайн агаарын урсгал нь том ойролцоохонд их хэмжээний дулаан болон чийгшилтийг үүсгэхээс сэргийлдэг бөгөөд энэ нь тэнд өсөж буй ургамлыг гэмтээх бага цаг агаарын бүсүүдийг үүсэхээс урьдчилан сэргийлдэг. Өнгөрсөн жил AgriTech Frontiers сэтгүүлд нийтлэгдсэн судалгаагаар илэрсэнээр, илүү сайн агаарын эргэлттэй ойролцоохонд ургамлын мөөгөнцөрийн асуудал 40%-иар багассан бөгөөд таримал ургамлууд илүү жигд өссөн байдаг. Нөгөө чухал зүйл бол ургамал фотосинтезийг сайн хийхийн тулд нүүрстөрөгчийн давхар исэл (CO2) жигд тархах ёстойг хангах явдал юм. 2023 онд АНУ-ын хөдөө аж ахуйн яамны ургамлын физиологийн талаарх тайлангийн мэдээгээр CO2-ийн хэмжээ 200 хэсэг на миллион (ppm) доор буурвал ургамлын өсөлт маш ихээр удашран, зарим тохиолдолд түүний хагас хүртэл буурдаг.

Ойролцоохоний хэмжээ агаарын урсгал болон температурын тархалтанд ямар нөлөө үзүүлэх вэ

Том бүтэцтэй ойролцоохонууд өвөрмөц сорилтуудтай тулгардаг:

Гол орчны хүчин зүйлс: Температур, Чий, CO₂-ийн удирдлага

Агааржуулалтын шаардлагыг тодорхойлох гурван хоорондоо холбоотой хүчин зүйлс:

1. Температур : Ихэнх тариан ургамал 18–27°C хооронд температур шаарддаг бөгөөд бүс нутгийн хувьд 5°C-аас бага хэлбэлзэлтэй байх ёстой
2. Номхон : Харьцангуй чий 50–70% байх нь тохиромжтой; 85%-иас дээш чий ихэсвэл өвчин үүсэх эрсдэл өндөр (USDA 2023 онд замганаа судалгаа)
3. CO₂-ийн агууламж : Өдрийн цагт 800–1200 ppm хэмжээг хадгалж байх

Чийгийн датчик, нүхний ажиллагааг хянадаг төхөөрөмжийг хослуулсан автомжууд нь гарын авлагаар удирдахтай харьцуулахад энерги хэрэглээг 22%-иар бууруулдаг (2023 оны Гринхаус технологийн хяналт). Флоридагийн цэцэрлэг 25%-иар илүү өргөлдөс үйлдвэрлэсэн нь эдгээр хүчин зүйлсийг зохион зохицуулан агааржуулалтыг зохицуулсантай холбоотой.

Том гринхаус бүтээцүүдийн пассив агааржуулалтын стратеги

Дээврийн ба хажуугийн нүхнүүд: Байгалийн конвекцийн урсгалыг хамгийн их байлгах

Том ногоон байран дэх пассивн агааржуулах систем нь халуун агаар ердийн замаар доошоо хөдлөхийг анхаарч, зурвасан болон талын нүхнүүдийг ухаалгаар байршуулдаг. Хур дахь зүйлсийг нар халаах үед тагт дээрх нүхнүүд дээр талын халуун агаарыг гадагш шиддэг. Ихэнх тохируулгуудад квадрат фут тутамд минутанд 1.5-2 куб фут агаарын урсгал байдаг. Харин талын нүхнүүд нь ихэвчлэн газраас 16-24 инч зайнд байрладаг бөгөөд гаднаас шинэ, хүйтэн агаарыг оруулдаг. Өнгөрсөн жилд Хөдөө аж ахуйн Их сургуурийн хийсэн зарим судалгаа гайхамшигтай зүйлийг харуулсан. Зөвхөн тогтмол нүхтэй хуучин загваруудтай харьцуулахад оргил цэгийн нүхтэй мөн автомжуулсан талын нүхтэй ногоон байранд хамгийн халуун цагийн температур ойролцоогоор 14 Фаренгейтын хэмээр буурсан. Энэ нь 10,000 квадрат футаас дээш талбайтай том зайнуудад конвекцийн урсгал илүү хүчтэй үүсдэг учраас логиктай.

Хэмжээний хөндлөн агааржуулалтад зориулсан Дээш нь буулгаж болдог хажуугийн хананууд ба хяналтын самбарууд

Том ногоон байранд уян хатан агаарын урсгалыг зохицуулах нь ихэвчлэн дээшээ өргөгдөх ханан дээр болон тохируулагддаг шүүлтүүрүүдэд тулгуурладаг. Зун цахилгааны температур ихсэх үед хажуугийн хананы ойролцоогоор хагасыг дээш өргөснөөр халуун агаар хурдан гадагшилна. Харин эдгээр хавтангуудыг ойролцоогоор 15-30 градусын өнцгөөр тохируулах нь саад учруулахгүйгээр зайг дамжин агаарыг гладнаар хөдөлгөхөд тусалдаг. Таван акраас дээш талбайтай коммерцийн чихэр лууван тарималчидтай холбоотойгоор энэ байгууламж нь ихэнх хугацаанд ногоон байран дахь янз бүрийн хэсгүүдийн хоорондын температурын зөрүүг гурван Фаренгейтын хэмжээнд багасгадаг. Энэ нь цэцгийн үүсэхийг дэмждэг чийглэг цэгүүд үүсэхээс сэргийлдэг тул маш чухал бөгөөд иймийг нь хянахгүй үлдээвэл бүх тариаланг муудуулж болзошгүй.

Том ногоон байранд тохирох цонхны хэмжээ ба байршил

ASABE EP406.7 стандартын дагуу том ургамлын байранд тоосгоны талбай нийт шалны талбайн ойролцоогоор 20-25 хувийг эзлэх ёстой. Хойд-өмнөд чиглэлд барьсан ургамлын байр нь салхины зүг рүү харсан эсрэг талын таазан дээрх ээлжлэн нээгдэх цонхтой тохиолдолд илүү сайн агаарын урсгалтай байдаг бөгөөд энэ нь 23% илүү хурдан байдаг. Жишээ нь 50 на 200 фут хэмжээтэй стандарт хэмжээтэй ургамлын байрыг авч үзье. Ийм төрлийн байрнуудад ерөнхийдөө 65-80 шугаман фут хүртэлх таазны цонх шаардлагатай байдаг. Үүнтэй хослуулан дор хаяж зургаан фут өндөртэй 8-10 ширхэг доош нь орох хажуугийн хана бүхий хэсгүүдийг суурилуулахад өдрийн турш 3 минутанд агаарын солилцоог хангах боломжтой. Энэ шиг хурдан агаарын солилцоо нь нохой банз, өвс зэрэг далайн агаарын жижиг цэгийг тэсвэрлэж чаддаггүй мэдрэг ургамлуудад маш чухал.

Том ургамлын байран дахь идэвхитэй механик агааржуулах систем

2,000 кв. футаас дээш талбай эзлэх том оймсын үйлдвэрлэлд халуун цэг болон чийгшил бий болсоноос сэргийлэхийн тулд идэвхтэй механик зоргоно шаардлагатай болдог. Эдгээр систем нь минутанд 1.2–2 агаарын хэмжээг шилжүүлдэг бөгөөд коммерцийн нөхцөлд 240,000 CFM хүрч чаддаг тул илүү хэт хязгаарын цаг агаарт пассив арга байдлаас илүү үр дүнтэй байдаг.

Гадагшлуур агаарын системийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд: Гадагшлуур сэнс ба оролтын хаалтууд

Өндөр багтаамжит гадагшлуур сэнснүүд (36"–52" диаметртэй) сөрөг даралт үүсгэж, эсрэг талын ханан дахь оролтын хаалтуудаар шинэ агаарыг татдаг. Энэ даралттай агаарын урсгал нь хөргөх самбаруудтай хамт ашиглахад цагийн амжилтын үеэр нарны дулааны 85–90%-ийг зайлуулдаг. Урд түрэний үйлдвэрлэгчид том оймсын байршилд жигд агаарын солилцоо хангахын тулд мөчир бүрт 1,500–2,000 кв. фут тутамд нэг сэнс суугаахыг зөвлөдөг.

Жигд агаарын тархалт ба микро агаарын горимыг удирдах зориулалттай тархалтын сэнснүүд

40–50 фут тутамд байршуулсан хэвтээ агаарын урсгалын (HAF) сэнс нь ургамлын түвшинд 4–6 миль/цаг-ийн агаарын хурдийг хадгалж, жижиг уур амьсгалын бүсийг арилгадаг. 2023 оны Рутгерс Их Сургуулийн судалгаанд ийм тохируулга нь томатны 5 акрын дулаан байранд чийглэгийн хэлбэлзлийг 12%-иас доош байлгаж, сөөмөг өвчний үедлэлийг 70% бууруулсан.

Том дулаан байранд зориулсан сэнсний хэмжээ ба CFM шаардлагыг тооцоолох

Энергийн үр ашиг, үйлчилгээний зардал хоорондын харьцаа

Том орчин өсгөлтийн байгууламжид хувьсах давтамжийн хөдөлгүүр (VFD) нь сэнсний энергийн хэрэглээг 35–40% бууруулдаг бөгөөд $0.12/кВтц цахилгааны тарифтай бүс нутгийн хувьд эдгээр төхөөрөмжийн өөртөө орох хугацаа 18 сараас бага байдаг. Гэсэн хэдий ч дулааны долгионтой үед 24 цаг 7 хоног ажиллах нь жилийн үйлдвэрлэлийн нийт зардлын 22–28%-ийг эзэлдэг.

Давуу талыг нэгтгэсэн вентиляци: Идэвхгүй ба идэвхтэй аргуудыг хослуулан хэрэглэх

Ихэнш том орчин өсгөлтийн үйлдвэрлүүд энерги хэмнэлттэй байдлыг цаг агаарын нарийн удирдлагатай тэнцвэртэй холбож сурахын тулд давуу талыг нэгтгэсэн вентиляцийн системийг боловсронгуй болгож байна. Цацрагийн идэвхгүй нээлт ба идэвхтэй сэнсний системийг нэгтгэснээр үйлдвэрлэгчид температур, чийгийн түвшинг оновчтой түвшинд хадгалж, энерги их шаарддаг механик шийдлүүдэд илүү бага хамааралтай болдог.

Том орчин өсгөлтийн байгууламжид зориулсан тохируулагч давуу талыг нэгтгэсэн вентиляцийн загварчлалын зарчим

Гибридийн агааржуулах систем нь зайн 15-25 хувийг эзлэх цагаан тугалганы автомат агаарын нүх, мөн тус тусдаа байршуулсан хөндлөн чиглэлтэй агаарын салхины вентиляцийг хослуулахад илүү сайн ажилладаг. Энэ систем нь температур болон чийгшилтийн мэдрэгчдэд үндэслэн байгалийн агаарын урсгал хангалтгүй үед л механик агааржуулалтыг ажиллуулдаг. ScienceDirect-ийн судалгаа энэ асуудлыг баталж, нэг акраас дээш талбайтай барилгад ийм ухаалаг систем нь вентиляторын ажиллах хугацааг ойролцоогоор хагасын хэмжээгээр бууруулж чаддаг гэж харуулсан. Ийм систем суурилуулахын өмнө тохируулгын үе шатанд хэд хэдэн чухал зүйлийг анхаарах шаардлагатай.

• Орж ирэх агаарын нүхийг доминант салхины талаас байрлуулах
• Агаарын холимогийг сайжруулахын тулд 30–50 фут тутамд циркуляци хийх вентилятор суурилуулах
• Мотортой нүхийг CO₂-ийн нэмэлт системтэй холбох

Туршлагын жишээ: 10,000 кв.футын худалдааны дулаан барилганд энергийг хэмнэх гибрид систем

Мичиганд байгаа гурил үүлдэгч фермерүүд технологийн хуучин арга болон орчин үеийн техник хэрэгслийг нэгтгэсэн шинэ арга барилын үр дүнг сайн ажигласан. Нэг фермер дулаан алдагдлыг бараг 30%-иар бууруулахад тусалсан дулаан солилцооны 48 цахилгаан халаалтын засалттай цонх болон хувьсах хурдны соруулгын сэнсийг теплиц бүхий л комплексод суурилуулснаар илүү их хэмжээний энергийн зардлыг хэмнэсэн. Хамгийн чухал зүйл бол энэ систем өдөрт температур хэлбэлзэх үеийн улирлын үед маш сайн ажиллаж байгаа юм. Хаврын болон намрын ихэнх хугацаанд, байгалийн агаарын урсгал нь өдрийн 5-н цагийн 4-нд шаардлагатай температураас зөвхөн гурван Фаренгейтын зөрүүтэй байх тохиромжтой температурын хязгаарт байлгаж байсан. Эдгээр системийг судалж байгаа цаг агаарын мэргэжилтнүүд тус орон дахь бусад харьцуулж үзэж болох бүс нутгуудад зөвхөн хүчирхийлж агааржуулах системд тулгуурладаг теплицүүдтэй харьцуулахад ийм төрлийн систем рүү шилжих нь ихэвчлэн механик хөргөлтийн шаардлагыг 20-оос 40 хувь хүртэл бууруулдаг гэж итгэдэг.

Энергийн хэрэглээг бууруулахын тулд автомжууд болон байгалийн агаарын урсгалыг тэнцвэржүүлэх

Одоо үед дэвшилтэт удирдлагын системүүд цаг агаарын урьдчилсан мэдээллийг ашиглан 3 цагийн өмнө оновчтой нүхний байрлалыг машин сургалтаар урьдчилан тодорхойлж, жилд 18–22%-иар шаардлагагүй вентиляторын ажиллагааг бууруулдаг. Зуны шөнүүдэд эдгээр систем талбайн нээлттэй хананы дотор нэвтрэх агаарын урсгалыг илүүд үзүүлж, цэвэршүүрийн цэгт ургамлын аюулгүй байдлын хязгаар ойртох үед л механик вентиляцид шилждэг.

Их хэмжээний орчин үеийн дуслангийн байшинд зориулсан ухаалаг, автомжуудтай вентиляцийн технологи

Орчин үеийн их хэмжээний дусалын байшинд ухаалаг вентиляцийн систем, мэдрэгчдийн сүлжээ, автоматжуулалт болон урьдчилан таамаглалын шинжилгээг хослуулах замаар өмнө нь хүрээгүй цаг агаарын нарийвчлалд хүрдэг. Эдгээр технологиуд 10,000 кв. футаас (ойролцоогоор 929 м²) дээш хэмжээтэй бүтээн байгуулалтад зориулагдсан бөгөөд ийм хэмжээний байшинд уламжлалт арга нь хариу үйлдэлд хожигдох, энерги-ийн үр ашгийг алдагдуулах зэрэг онцлог дутагдалтай байдлыг шийдвэрлэдэг.

Автоматжуулсан нүхний гүйцэтгэгч механизм ба чийгшилд мэдрэг ухаалаг мэдрэгчид

Өөрийгөө зохицуулах агаар солилцооны систем нь чийгшилтийн хязгаарыг давснаас хойш 30 секундын дотор нээлтүүдээ тохируулдаг. Нарийвчлалтай мэдрэгчид бүх ургацын бүсэд 0.1°C температурын нарийвчлалыг хадгалж, гидропоник салад шиг мэдрэмтгий тарианы хувьд 2°F хэлбэлзэл нь цэцэглэхэд хүргэдэг тул энэ нь маш чухал.

Сэнс, агаарын горимын удирдлагын системтэй IoT-ийн интеграци

Төвлөрсөн IoT платформ нэг самбар дээр зориулсан зоргох сэнс, циркуляци, халаалтын элементүүдийг координатчилдог. Иймд 2023 оны хяналттай орчинд хөдөө аж ахуйн судалгааны мэдээллийн дагуу том орчны байранд ажилтнууд өмнө нь ажлын цагийн 18%-ийг захын байгууламжуудыг гар аргаар шалгахад алддаг байсан бол одоо илүү чухал болсон.

Шинэ гарч буй явц: Том орчны байранд уур амьсгалыг хиймэл оюунгаар тохируулах

Машин сургалтын загварууд одоо гипер орон нутгийн цаг агаарын хандлага болон далайн нягтралын өөрчлөлтийг шинжилснээр 12 цагийн өмнө агааржуулалтын хэрэгцээг урьдчилан таамаглаж чаддаг болсон. Цаг хугацааг тохируулсан агааржуулалтын системүүдтэй харьцуулахад ашиглаж эхэлсэн компаниуд ургамлын гарцыг дулаан, чийгшлэлтээс хамаарч 60%-иар бууруулсан бөгөөд ИНТЕЛЛЕКТТЭЙ систем томоохон шилэн байгууламжид нарны энерги орохыг автоматаар зохицуулж байдаг.

Түгээмэл асуулт

Том орчин үеийн ургамлын талбайд агааржуулалтын чухлыг юу гэж үзэх вэ?

Агааржуулалт нь том орчин үеийн ургамлын талбайд температур, чийгшил, CO₂-ийн түвшинг зохицуулахад маш чухал бөгөөд үүний дүнд ургамлын өвчин тархахаас сэргийлж, сайн өсөж хөгждөг.

Орчин үеийн ургамлын талбайн хэмжээ агааржуулалтын хэрэгцээнд ямар нөлөө үзүүлдэг вэ?

Том орчин үеийн ургамлын талбайд зөв агаарын урсгал ба температурын тархалтыг хадгалахын тулд илүү их агаарын солилцооны түвшин болон сэнсний чадал шаардлагатай байдаг бөгөөд дулаан ба чийгшлэл хуримтлагдахаас сэргийлдэг.

Том орчин үеийн ургамлын талбайн пассив агааржуулалтын арга замууд юу вэ?

Пассив арга замд нарны дулаанаар үүсэх байгалийн конвекцийн урсгалыг ашиглахын тулд зуслангийн болон талын нүхийг нээх, мөн илүү сайн агаарын тархалтанд зориулж хажуугийн ханыг доошлуулах, лувраны самбарыг ашиглах орно.

Идэвхтэй механик системүүд том ногооны гэрт ямар ашиг оруулах вэ?

Хий шингээгч сэнс, циркуляци сэнс зэрэг идэвхтэй системүүд дулааны давхаржилт болон чийгийг үр дүнтэй удирдана, тухайлбал пассив арга хэмжээний тусламжтайгаар хангалтгүй байдаг уур амьсгалд онцгойлон үр дүнтэй.

Давхар агааржуулалт гэж юу вэ, яагаад үр дүнтэй вэ?

Давхар агааржуулалт нь энергийн үр ашгийг сайжруулах, мөн нарийвчлалтай удирдлагатай тэнцвэрийг хангахын тулд пассив болон идэвхтэй арга стратегийг хослуулдаг.