Chlazení pěstebního osvětlení a prostředí porostu u konopí s vysokým PPFD

Tento článek má informativní charakter a není agronomickým, lékařským ani právním doporučením. Při vysokém PPFD je světlo jen polovinou systému — o tom, zda se toto světlo promění v růst nebo ve stres, rozhoduje prostředí porostu. LED jsou mnohem chladnější než starší typy výbojek, ale nejsou bez tepla a při vysoké intenzitě svítidlo místnost stále zatěžuje. Disciplinovaný přístup spočívá v řízení tepla svítidel, teploty listů, proudění vzduchu a CO2 společně, nikoli v ladění samotného světla.

LED teplo snížily, neodstranily

Účinnější LED mění více elektřiny na fotony a méně na teplo než starší technologie, a proto se hodí do hustých vnitřních prostor. Každý watt však někde skončí jako teplo — ve svítidle, v porostu a ve vzduchu. Při vysokém PPFD je zátěž skutečná a chladicí kapacita je součástí návrhového rozpočtu, ne dodatečným nápadem.

Skutečným limitem je teplota listů

Bezpečný strop PPFD určuje teplota porostu, ne jen teplota vzduchu v místnosti. Vysoké světlo a špatné proudění vzduchu mohou přehřát listy i v chladné místnosti. Měření teploty listů v porostu — ne jen na termostatu — je způsob, jak zjistit, zda další světlo pomáhá, nebo škodí.

Proudění vzduchu a CO2 jako pohled, nikoli předpis

Přiměřené proudění vzduchu v porostu vyrovnává teplotu a dodává CO2 na povrch listů; dostupnost CO2 ovlivňuje spolu s intenzitou světla to, jak rostlina fotony využívá. Konkrétní údaje (průtoky, koncentrace) závisí na provozu a regulaci a musí se řídit profesionální agronomií a legislativou. Rámec je zde jednoduchý: sladit kapacitu prostředí s intenzitou světla dříve, než budete intenzitu dále zvyšovat.

• Považujte teplo svítidel za skutečnou zátěž v chladicím rozpočtu.
• Měřte teplotu listů v porostu, ne jen teplotu vzduchu v místnosti.
• Než zvýšíte PPFD, zajistěte, aby se proudění vzduchu dostalo do porostu.
• Udržujte kapacitu prostředí a intenzitu světla v rovnováze.
• U jakýchkoli konkrétních údajů se řiďte platnou legislativou a profesionální agronomií.

Tento článek je poskytován pro informativní účely podnikům, které vyhodnocují zahradnické osvětlení; nejde o agronomické, lékařské ani právní doporučení a čtenáři odpovídají za dodržování zákonů své jurisdikce.

Vzorový výpočet: tepelná zátěž, kterou vaše světla přidávají

Každý watt elektrického příkonu svítidla se v místnosti změní na teplo (malá část odchází jako světelná energie, ale běžná praxe HVAC považuje za teplo téměř celý příkon). Tento ilustrativní příklad vychází z místnosti pro kvetení s 34 svítidly při PPF 2000 a 2,8 umol/J, tedy s přibližně 24,3 kW příkonu svítidel.

• Tepelná zátěž svítidel: přibližně 24,3 kW tepelné zátěže během fotoperiody.
• Převod pro srovnání s HVAC: 24,3 kW x 3412 = zhruba 82900 BTU/hr pouze z osvětlení.
• Připočtěte umístění driverů a předřadníků: pokud jsou drivery v plénu nebo mimo místnost, jejich teplo částečně odchází ze zóny porostu, což mění, kam zátěž dopadá.
• Záleží na ročním období: v zimě tato zátěž nahrazuje vytápění; v létě se sčítá se špičkou chlazení a může určovat dimenzování chilleru i poplatky za odběr elektřiny.
• Interakce s odvlhčováním: chladicí výměníky odvádějí vlhkost a místnost s vysokým PPFD více transpiruje, proto je třeba osvětlení a odvlhčování dimenzovat jako jeden systém.

Rozhodnutí o osvětlení jsou rozhodnutími o klimatu. Místnost navržená pro cíl 650 PPFD a později vytlačená na 900 bez revize HVAC objeví tuto souvislost přes rostoucí teploty povrchu listů, vyšší výkyvy VPD a kompresor, který v poledne už neudrží nastavenou hodnotu.

Trojúhelník osvětlení, proudění vzduchu a CO2

Proudění vzduchu porostem

Vysoké PPFD bez proudění vzduchu v porostu vytváří mikroklima: stojatý vlhký vzduch na povrchu listů pod intenzivním světlem. Horizontální proudění a vertikální pohyb vzduchu udržují tenkou mezní vrstvu, což podporuje transpiraci a dodávku CO2 k listu. Praktickými cíli jsou rychlost vzduchu v porostu na úrovni rostlin, rovnoměrnost teploty mezi zónami a relativní vlhkost udržovaná v zamýšleném pásmu; všechny tři se měří, nepředpokládají. Ventilátory jsou levné ve srovnání se ztrátou výnosu u stojatého porostu pod vysokým světlem.

Obohacování CO2 funguje jen v rámci klimatického rozsahu

Obohacování CO2 zvyšuje užitečný strop světla, ale jen tehdy, když jsou teplota, vlhkost a proudění vzduchu již pod kontrolou. Obohacování v místnosti se selhávajícím odvlhčováním obvykle spolu s očekáváním zvyšuje i riziko plísňového tlaku. Investici řaďte takto: nejprve kapacita klimatu a proudění vzduchu, potom CO2 a nakonec poslední přírůstek světla. Každý stupeň by měl být ověřen zaznamenanými daty, než se koupí další.

Otázky, které si položit před nákupem

• Kde jsou umístěny drivery a kolik tepla ze svítidla lze udržet mimo zónu porostu?
• Je svítidlo dimenzováno na teplotu a vlhkost vaší místnosti pro kvetení při plné zátěži?
• Poskytuje dodavatel křivky tepelného snižování výkonu, nikoli jediné optimální číslo?
• Lze svítidla propojit s vaším regulátorem prostředí pro plánování a snižování zátěže?
• Jaké jsou celkové náklady změny osvětlení včetně kapacity HVAC, kterou vyžaduje?

Tento článek je poskytován pro informativní účely podnikům, které vyhodnocují zahradnické osvětlení; nejde o agronomické, lékařské ani právní doporučení a čtenáři odpovídají za dodržování zákonů své jurisdikce.

Běžné chyby při plánování klimatu pro vysoké PPFD

Osvětlení a klima selhávají společně a způsoby selhání jsou předvídatelné:

• Dimenzovat chlazení na průměr místnosti místo na špičku fotoperiody, kdy je každý watt svítidla teplem právě ve chvíli, kdy může působit i sluneční zátěž.
• Považovat odvlhčování za vedlejší efekt chlazení; porost s vysokým PPFD transpiruje natolik, že přetíží systém dimenzovaný jen na teplotu.
• Umístit všechny drivery do zóny porostu a pak se divit, proč je roh horký.
• Přidat CO2 před prouděním vzduchu, takže obohacení zvyšuje koncentraci v mrtvých zónách, a ne na povrchu listů, kde na tom záleží.
• Považovat jedno čidlo na stěně za údaj o podmínkách v porostu; teplota a vlhkost na úrovni listů se od místnosti liší o rozdíly, které rozhodují o pásmu VPD.
• Zapomenout na polovinu roku mimo špičku: stejná tepelná zátěž je v zimě přínosem pro vytápění a řídicí strategie, která se nedokáže měnit s ročními obdobími, tím plýtvá.

Čtěte podmínky na úrovni listů, ne v místnosti

Instrumentace porostu

Snímání na úrovni porostu (teplota listů infračerveně, teplota a vlhkost ve výšce květenství, rychlost vzduchu na povrchu listů) je to, co mění místnost s vysokým PPFD ze sázky na řízený proces. Čidla na úrovni místnosti hlásí průměr prostoru, jehož plodina žije v jiném mikroklimatu o několik centimetrů dál. Rozdíl mezi místností a listem není chyba, kterou je třeba odstranit, ale veličina, kterou je třeba znát, dokumentovat a s níž je třeba počítat v návrhu.

Krok uvádění osvětlení a klimatu do provozu

Nové i upgradované osvětlení si zaslouží období uvádění do provozu: prožeňte cílovou intenzitu několika celými fotoperiodami při různých venkovních podmínkách, vše zaznamenejte a ověřte, že teplota, vlhkost a VPD drží v pásmu, než upgrade prohlásíte za dokončený. Právě zde se vynoří poddimenzované odvlhčování, tepelné kapsy od driverů a konflikty řízení, dokud je ještě levné je opravit. Vynechání tohoto kroku mění projekt osvětlení v projekt objevování klimatu uprostřed kvetení.

Reference, které si můžete ověřit

• Controlled Environment Agriculture Center, University of Arizona – skleníkové a vnitřní klimatické systémy
• e-GRO – přehledy interakce prostředí a osvětlení
• DesignLights Consortium – technické zdroje k zahradnickému osvětlení

Často kladené otázky