قبض آب و برق می رسد و اعداد دروغ نمی گویند. در یک گلخانه با مساحت 5000-فوت مربع با گرمایش ریشه الکتریکی-، هزینه ماهانه بسته به اینکه سیستم چقدر خوب مهندسی شده است، می تواند از 800 دلار به 2400 دلار تغییر کند. طعنه آمیز این است که خود بخاری های کارتریجی در حال حاضر کارآمدترین فناوری گرمایش روی کره زمین هستند: 100٪ برقی که وارد آنها می شود دقیقاً در نقطه ای که نیاز است تبدیل به گرما می شود. هیچ گاز دودکش، هیچ از دست دادن ژاکت دیگ بخار، هیچ ناکارآمدی توزیع وجود ندارد. با این حال، بسیاری از تولیدکنندگان هنوز می بینند که 30 تا 45 درصد از گرمای تولید شده به طور کامل در هوای رقیق یا بدتر از آن، در زیر خاک سرد زیر نیمکت هایشان ناپدید می شود.
راندمان واقعی سیستم در پایانه های بخاری اندازه گیری نمی شود. بر حسب کیلووات-ساعت در هر درجه{2}}روز گرمای ریشه-منطقه تحویل شده به محصول اندازهگیری میشود. و این عدد تقریباً به طور کامل توسط هوشمندانه جذب، هدایت و تعدیل گرما تعیین می شود. تفاوت بین یک راهاندازی متوسط و یک{6}}کلاس جهانی به ندرت وات بیشتر است. این دقت در سه حوزه است: انتقال حرارتی، عایق، و استراتژی کنترل.
با رابطی شروع کنید که تقریباً همه آن را دست کم می گیرند: تناسب بین بخاری کارتریج و سوراخ آن. شکاف هوای 0.1 میلی متری ممکن است ناچیز به نظر برسد، اما بخاری را مجبور می کند 80 تا 150 درجه گرمتر از آنچه لازم است کار کند تا همان گرما را به خاک وارد کند. این دمای اضافی مستقیماً به تلفات تشعشعات غلاف بالاتر، سیمهای سربی داغتر، و-بسیار بحرانیتر-دوچرخهسواری مکرر تبدیل میشود، زیرا کنترلر برای حفظ نقطه تنظیم مبارزه میکند. سوراخهای دقیق H7، ترکیبات{9}}انتقال گرما، و سوراخهای کمی کوچکتر که به تداخل نور در دمای عملیاتی میرسند، میتوانند بازده کلی سیستم را 22 تا 28 درصد بهبود بخشند. همین 1200 وات اکنون کار 1550 وات را در یک نصب نامرتب انجام می دهد.
در مرحله بعد، گرمایی را که برای تولید آن زحمت کشیدهاید، حفظ کنید. خاک و محیط های بدون خاک عایق های عالی در یک جهت-به سمت پایین هستند. بدون مانع، 35 تا 50 درصد انرژی می تواند به زمین بومی یا خارج از کناره های بستر مهاجرت کند. راه حل ساده اما متحول کننده است: یک لایه پیوسته از تخته پلی استایرن اکسترود شده (XPS) 2{13}}اینچ (50 میلی متر) یا پلی ایزوسیانورات (پلی ایزو) در زیر کل منطقه گرم شده، به علاوه عایق محیطی عمودی که 12 تا 18 اینچ (300-450 میلی متر) از طرفین بالا می رود. در آزمایشهای جانبی-در{15}}که در یک تکثیرکننده تجاری در بریتیش کلمبیا انجام شد، افزودن عایق مناسب زیر{17}}روی نیمکت، مصرف انرژی روزانه را تا 41 درصد کاهش داد و در عین حال دمای ناحیه ریشه یکسان را حفظ کرد. بخاری ها 38 درصد ساعت کمتر در روز کار می کردند. بازگشت سرمایه برای عایق کمتر از 9 ماه بود.
استراتژی کنترل جایی است که جادوی واقعی اتفاق می افتد. ترموستات روشن/خاموش مدرسه قدیمی با کنتاکتور مکانیکی هنوز به طرز شگفت انگیزی رایج است و بی سر و صدا گران است. بخاری ها را به 100 درصد می رساند تا زمانی که سنسور 3 تا 5 درجه فارنهایت بیش از حد افزایش یابد، سپس آنها را به طور کامل قطع می کند. نتیجه نوسانات دمایی گسترده، انبساط/انقباض حرارتی ثابت عناصر کارتریج، و اوج تقاضای الکتریکی است که میتواند باعث ایجاد بارهای تقاضا از سوی شرکت برق شود. سیستمهای مدرن از یک کنترلکننده PID استفاده میکنند که یک رله حالت جامد صفر (SSR)-تقاطع-را هدایت میکند. توان با افزایش 1٪، اغلب 50-200 بار در دقیقه مدوله می شود. بخاری کارتریج هرگز ولتاژ کامل را نمی بیند مگر اینکه سیستم به شدت عقب باشد. دمای غلاف 60 تا 80 درجه به دمای هدف خاک نزدیکتر می شود و عمر بخاری را تا 3 برابر افزایش می دهد و منحنی مصرف انرژی را صاف می کند. پرورش دهندگانی که این تغییر را انجام داده اند به طور معمول 18 تا 27 درصد مصرف کمتر کیلووات ساعت را با سیستم های ریشه سالم تر گزارش می دهند.
قرار دادن سنسور خرابکار بی صدا بسیاری از سیستم های "کارآمد" است. قرار دادن پروب کنترل در 2 اینچ (50 میلی متر) گرمکن کارتریج، چرخه کوتاه و مناطق بیرونی سرد را تضمین می کند. سنسور باید در عمق 3 تا 4 اینچ (75 تا 100 میلیمتر) در مرکز تخت، حداقل 8 اینچ (200 میلیمتر) دورتر از هر بخاری قرار گیرد، و توسط همان محیطی که گیاهان در آن رشد میکنند احاطه شود. ترموکوپل ها محل اتصال حسگر در MgO تعبیه شده است اما از نظر الکتریکی از غلاف جدا شده است و میانگین واقعی دمای رابط{14}خاک را بدون تأخیر یک پروب جداگانه ارائه می دهد.
در نهایت، در مناطق فکر کنید. یک گلخانه منفرد 40×100 فوت (12×30 متر) هرگز نباید یک منطقه گرمایشی باشد. آن را بر اساس ریزاقلیم به 4 تا 8 مدار مستقل تقسیم کنید: ضلع جنوبی در مقابل ضلع شمالی، ارتفاع نیمکت، نوع محصول، جریان هوا از دریچه ها. هر منطقه دارای حلقه PID خاص خود، مجموعه ای از بخاری های کارتریج و متر انرژی خود است. پس انداز چشمگیر است. در یک عملیات بزرگ در هلند، منطقه بندی کل مصرف انرژی را تا 31 درصد کاهش داد، زیرا نیمکت های آفتابی جنوب تنها در 40 درصد موارد نیاز به گرما داشتند. کنترل کننده ها الگوها را یاد گرفتند و از مبارزه با خورشید دست کشیدند.
وقتی این عناصر-تناسب دقیق، عایق استراتژیک، مدولاسیون PID/SSR، قرارگیری سنسور متفکرانه و منطقهبندی هوشمند-ترکیب شوند، نتایج تقریباً غیرعادلانه به نظر میرسد. هزینه های انرژی 35 تا 50 درصد کاهش می یابد. فرکانس تعویض بخاری از هر 18 ماه به هر 8 تا 12 سال کاهش می یابد. دمای ریشه{10}}منطقه به جای ±4 درجه فارنهایت (2± درجه) در ±0.4 درجه فارنهایت (±0.2 درجه) باقی میماند. گیاهان با ریشهزایی سریعتر، جذب بیشتر مواد مغذی و زمان پایان زودتر پاسخ میدهند که بیشتر از هزینههای کنترل ارتقا یافته است.
کارایی در گرمایش ریشه-منطقه دیگر به معنای استفاده از برق کمتر به معنای خام نیست. منظور این است که هر وات را دقیقاً در جایی که نیاز است، دقیقاً تا زمانی که نیاز است، بشماریم. این فناوری سالهاست که وجود دارد. تنها سوال این است که آیا این سیستم توسط شخصی طراحی شده است که تفاوت بین بخاری و محلول حرارتی کامل را درک کرده باشد.
