公共料金の請求書が届きますが、数字は嘘をつきません。電気ルートゾーン暖房を実行する 5,000 平方フィートの温室では、システムの設計の程度に応じて月額コストが 800 ドルから 2,400 ドルまで変動する可能性があります。皮肉なことに、カートリッジ ヒーター自体がすでに地球上で最も効率的な加熱技術となっています。カートリッジ ヒーターに流入する電気の 100% が、まさに必要とされる場所で熱になります。排ガス、ボイラージャケットの損失、物流の非効率性はありません。しかし、多くの生産者は依然として、完全に生成された熱の 30 ～ 45 % が薄い空気の中に、あるいはさらに悪いことに、作業台の下の冷たい下層土に消えていくのを目にしています。
真のシステム効率はヒーター端子では測定されません。これは、作物に届けられる根ゾーンの暖かさの 1 度あたりのキロワット-時間-日-で測定されます。そして、その数値はほぼ完全に、熱がどのようにインテリジェントに捕捉され、誘導され、調整されるかによって決まります。平凡なセットアップと世界クラスのセットアップとの違いが、ワット数より大きいことはほとんどありません。-それは、熱伝達、断熱、制御戦略という 3 つの領域における精度です。
まず、ほとんどの人が過小評価しているインターフェイス、つまりカートリッジ ヒーターとそのボアの間のフィット感から始めます。 0.1 mm の空隙は取るに足らないように感じるかもしれませんが、同じ熱を土壌に押し込むためにヒーターを必要以上に 80 ～ 150 度高温で動作させることになります。この余分な温度は、シース放射損失の増加、リード線の高温化、そしてコントローラが設定値を維持しようと奮闘する際のサイクルの頻度の増加に直接変換されます。-最も重要な点として{6}}。高精度の H7 ボア、熱伝達化合物、および動作温度で光しまりばめを実現するわずかに小さめの穴により、システム全体の効率が 22 ～ 28 % 向上します。同じ 1,200 ワットが、ずさんな設置では 1,550 ワットの仕事をすることになります。
次に、一生懸命働いて生み出した熱を封じ込めます。土壌および土壌のない培地は、一方向の下向きの優れた断熱材です。-障壁がないと、エネルギーの 35 ～ 50 % が自然の地面またはベッドの側面の外に移動する可能性があります。この修正はシンプルですが変革的です。加熱ゾーン全体の下に 2{{13} インチ (50 mm) の押出ポリスチレン (XPS) またはポリイソシアヌレート (ポリイソ) ボードの連続層を配置し、側面に 12 ～ 18 インチ (300 ～ 450 mm) 立ち上がる垂直周囲断熱材を追加します。ブリティッシュ コロンビア州の商業用繁殖施設で実施された並行試験では、ベンチの下に適切な断熱材を追加すると、同じ根域温度を維持しながら、-毎日のエネルギー消費量が 41% 削減されました。ヒーターの稼働時間は 1 日あたり 38 % 減少しました。断熱材の投資収益率は 9 か月未満でした。
本当の魔法が起こるのはコントロール戦略です。機械式接触器を備えた昔ながらのオン/オフ サーモスタットは依然として驚くほど一般的であり、地味に高価です。-センサーが 3 ～ 5 °F オーバーシュートするまでヒーターを 100 % の電力で出力し、その後完全にカットします。その結果、幅広い温度変動、カートリッジ要素の一定の熱膨張/収縮、およびピーク電力需要が発生し、電力会社からのデマンド料金が発生する可能性があります。最新のシステムは、ゼロクロス ソリッド ステート リレー (SSR) を駆動する PID コントローラを使用しています。{8}電力は 1 % ずつ、多くの場合 1 分あたり 50 ～ 200 回調整されます。システムが著しく遅れていない限り、カートリッジ ヒーターが最大電圧に達することはありません。シース温度は目標地温に 60 ～ 80 度近い温度を維持し、ヒーターの寿命を 3 倍に延ばし、エネルギー消費曲線を平坦化します。切り替えを行った生産者は、根系が著しく健全になり、kWh 使用量が 18 ～ 27 % 削減されたと定期的に報告しています。
センサーの配置は、多くの「効率的な」システムを静かに妨害します。コントロール プローブをカートリッジ ヒーターから 2 インチ (50 mm) 以内に配置すると、サイクルが短くなり、外部ゾーンが低温になります。センサーはベッドの中央に 3～4 インチ（75～100 mm）の深さに埋め込み、ヒーターから少なくとも 8 インチ（200 mm）離し、植物が生育しているのと同じ培地で囲む必要があります。最高の精度を実現するために、-研究用温室、大麻マザールーム、または専門の繁殖-一部の施設では現在、熱電対を内蔵したカートリッジ ヒーターを使用しています。感知接合部は MgO に埋め込まれていますが、シースからは電気的に絶縁されており、別個のプローブの遅延なしにヒーター-土壌界面の真の平均温度が得られます。
最後に、ゾーンに分けて考えます。 12 × 30 m (40 × 100 フィート) の単一の温室を 1 つの加熱ゾーンにすることはできません。微気候（南側と北側、ベンチの高さ、作物の種類、通気口からの空気の流れ）に基づいて、4 ～ 8 つの独立した回路に分割します。各ゾーンには独自の PID ループ、独自のカートリッジ ヒーターのセット、および独自のエネルギー メーターが備わっています。節約効果は劇的です。オランダでの大規模な運用では、日当たりの良い南側のベンチが熱を必要とする時間は北側のベンチに比べて 40 % だけだったので、ゾーニングにより総エネルギー使用量が 31 % 削減されました。管制官はパターンを学習し、太陽と戦うのをやめました。
これらの要素を組み合わせると、-正確なフィット、戦略的な絶縁、PID/SSR 変調、思慮深いセンサーの配置、インテリジェントなゾーニング-という結果が得られ、ほとんど不公平に感じられます。エネルギーコストが 35 ～ 50 % 減少します。ヒーターの交換頻度は 18 か月ごとから 8 ～ 12 年ごとに減少します。ルート-ゾーンの温度は、±2 度 (±4 度) ではなく、±0.4 度 (±0.2 度) 以内に留まります。植物はより速く発根し、より多くの栄養素を取り込み、より早く終了することで反応し、アップグレードされた制御の対価以上の効果をもたらします。
ルートゾーン暖房の効率は、もはや大雑把な意味での電力使用量の削減ではありません。{0}それは、あらゆるワットを必要な場所で、必要なだけ、正確にカウントできるようにすることです。-このテクノロジーは何年も前から存在しています。唯一の問題は、そのシステムがヒーターと完全な熱ソリューションの違いを理解している人によって設計されたかどうかです。
