蘭花溫室除濕的重要性 方煒 台大生機系教授.

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1 蘭花溫室除濕的重要性 方煒 台大生機系教授

2 除濕 高濕 + 停滯的空氣為萬病之源 加強內循環

3 溫度影響濕度 所謂溫度指的是乾球溫度 所謂濕度通常指的是相對濕度 露點溫度則決定了是否會發生結露現象
當空氣的露點溫度高於物體的表面溫度，結露就會發生在該物體表面 溫室內部一結露，病害發生的機率就會大幅提高

4 專有名詞 溫度有三：乾球、濕球、露點溫度 濕度有二：相對濕度、絕對濕度 壓力有三：大氣壓、蒸汽壓與飽和蒸汽壓
此些名詞都是濕空氣熱力學的範疇，更多內容可參見以下網站：

5 數位化濕氣圖 所有濕空氣熱力特性都整合在濕空氣熱力特性圖，過去需查圖，使用上很不方便
現在已發展了電腦軟體，可簡化查圖的作業，按右鍵可下載數位化濕氣圖計算軟體，點選此處可瀏覽教學檔案

6 濕空氣熱力特性圖 (簡稱濕氣圖)

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9 溼氣圖 遭遇的冷能 (失去的熱量) 遇到冷氣團，室內溫度逐步降低，低至露點溫度以下就開始結露 結露凝結的水量 露點溫度 目前狀態點 目前溫度 最終狀態點

10 數位化濕氣圖軟體

11 溫室內的溫度與相對濕度 15 - 50 % 73 20 46 64 80 25 60 86 30 70 89 溫度，度C 最低濕度 適當濕度
(可啟動噴霧系統 加濕) 適當濕度 最高濕度 (超過就容易發生病蟲害) 15 - 50 % 73 20 46 64 80 25 60 86 30 70 89

12 Vapor Pressure Deficit 蒸汽壓差
VPD 是比較好的指標 Vapor Pressure Deficit 蒸汽壓差

13 Pws – Pw = VPD

14 (適合病菌生存) (過冷與過濕–可啟動加熱或除濕系統)
蒸汽壓差 (VPD) 過大的VPD值 (過熱且過乾–可啟動噴霧加濕系統) 適當的VPD值 (濕度適當適合作物蒸散) 過低的VPD值 (適合病菌生存) (過冷與過濕–可啟動加熱或除濕系統) 過低的VPD值(適合病菌入侵) 1.25 kPa 0.85 < 0.45 < 0.20

15 溫室內溫濕度與正常的蒸汽壓差變化範圍

16 溫室A夜間量測的VPD VPD too low at night.

17 溫室B夜間量測的VPD VPD too low at night.

18 病害防治方法 催花房內結露，會使溼度提高，容易發生病害，因此有必要噴施預防性病害藥劑。
藥劑為撲滅寕及依普同，兩藥劑交叉施用，施用倍數為2000倍。 水泥鋪面的催花房設計有助於改善結露的發生。 安裝除濕機則更是一勞永逸的作法。 想想可以省下的藥劑費用。 想想沒有病害可以銷售與因病害而被淘汰的植株與切花，一正一負，差異何止加倍。

19 使用雙層膠膜保溫的催花溫室 雙層膠膜內部結露問題之探討與對策研擬
2006/08 初稿

20 L12 L21 L23 L32 L34 L43 位置 編號 溫室外表面 溫室內表面 雙層膜 上層外表面 上層內表面 下層內表面 1
符號說明： Tdp: 露點(dew point)溫度 Tdb: 乾球(dry bulb)溫度 位置 編號 溫室外表面 L12 溫室內表面 L21 雙層膜 上層外表面 L23 上層內表面 L32 下層內表面 L34 下層外表面 L43 室外 Tdb = b1 Tdp = p1 1 溫室內、雙層膜外 Tdb = b2 Tdp = p2 2 雙層膜內 Tdb = b3 Tdp = p3 3 冷房內 Tdb = b4 Tdp = p4 4 Blower

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22 充氣接頭 風機至側牆夾層

23 L12 L21 L23 L32 L34 L43 位置 編號 溫室外表面 溫室內表面 雙層膜 上層外表面 上層內表面 下層內表面 1
符號說明： Tdp: 露點(dew point)溫度 Tdb: 乾球(dry bulb)溫度 位置 編號 溫室外表面 L12 溫室內表面 L21 雙層膜 上層外表面 L23 上層內表面 L32 下層內表面 L34 下層外表面 L43 室外 Tdb = b1 Tdp = p1 1 溫室內、雙層膜外 Tdb = b2 Tdp = p2 2 雙層膜內 Tdb = b3 Tdp = p3 3 冷房內 Tdb = b4 Tdp = p4 4 Blower

24 雙層膜內結露改善 使用塑膠風管製作一個暫時性的引風通道，將冷氣較冷涼氣體直接引到鼓風機器體入口，並量測進氣口溫溼度。
HOBO Date Logger

25 8月31日10:00至9月1日10:00 進氣口與雙層膜內溫度變化

26 8月31日10:00至9月1日10:00 進氣口與雙層膜內相對濕度變化

27 雙層膜內露點溫度低於溫室內溫度，雙層膜內不會產生結露。
8月31日10:00至9月1日10:00 雙層膜內溫度、露點溫度與溫室內溫度。

28 改善前，雙層膜內側結露現象。 2006年8月7日 8:30am 改善後，觀察三日，雙層膜內側無結露現象。 2006年8月30日 8:00am

29 夜間內網下露點溫度高於雙層膜內溫度，使冷房外層產生結露。

30 改善前，雙層膜外側結露現象。 2006年8月7日 8:30am 改善後，觀察三日雙層膜外側結露現象，目視觀察應有輕微改善，可能原因為雙層膜內氣體溫度更低，使雙層膜外側更容易達到露點溫度，使夜間換氣未能完全使結露不產生。 2006年8月30日 8:00am 塑膠布位置結露減少。 目測觀察：金屬位置因為溫度較低，結露現象較嚴重。

31 功能確認後 重新施工

32 寒流造成使用雙層膠膜保溫的 催花冷房內結露問題 之探討與對策研擬
2006/12初稿

33 寒流期間溫室內外可能發生結露的位置 L12 L21 L23 L32 L34 L43 位置 編號 溫室外表面 溫室內表面 雙層膜 上層外表面
符號說明： Tdp: 露點(dew point)溫度 Tdb: 乾球(dry bulb)溫度 位置 編號 溫室外表面 L12 溫室內表面 L21 雙層膜 上層外表面 L23 上層內表面 L32 下層內表面 L34 下層外表面 L43 室外 Tdb = b1 Tdp = p1 1 溫室內、雙層膜外 Tdb = b2 Tdp = p2 2 雙層膜內 Tdb = b3 Tdp = p3 3 冷房內 Tdb = b4 Tdp = p4 4

34 溫室內外可能發生結露的位置 L12 p1>b2 L21 p2>b1 L23 p2>b3 L32 p3>b2 L34
室外 Tdb = b1 Tdp = p1 發生結露的位置 條件 L12 p1>b2 L21 p2>b1 L23 p2>b3 L32 p3>b2 L34 p3>b4 L43 p4>b3 1 溫室內、雙層膜外 Tdb = b2 Tdp = p2 2 雙層膜內 Tdb = b3 Tdp = p3 3 冷房內 Tdb = b4 Tdp = p4 4

35 一、溫室內表面結露 L12 p1>b2 L21 p2>b1 L23 p2>b3 L32 p3>b2 L34
發生結露的位置 條件 L12 p1>b2 L21 p2>b1 L23 p2>b3 L32 p3>b2 L34 p3>b4 L43 p4>b3 外溫室內部原本就會發生結露，但是僅薄薄一層， 寒流期間由於戶外最低溫度只有10度，結露更嚴重。

36 二、雙層膜上層外表面結露 L12 p1>b2 L21 p2>b1 L23 p2>b3 L32 p3>b2 L34
發生結露的位置 條件 L12 p1>b2 L21 p2>b1 L23 p2>b3 L32 p3>b2 L34 p3>b4 L43 p4>b3 此處水紋為外部結露。 催花房側面

37 三、雙層膜上下層內表面(雙層膜內)結露 L12 p1>b2 L21 p2>b1 L23 p2>b3 L32
發生結露的位置 條件 L12 p1>b2 L21 p2>b1 L23 p2>b3 L32 p3>b2 L34 p3>b4 L43 p4>b3 雙層膜內層結露發生於接面處。 催花房側面 雙層膜內層也發生結露，發生位置為側面金屬端 (薄薄的一層) 。

38 四、雙層膜下層外表面結露 (催花房內)結露
發生結露的位置 條件 L12 p1>b2 L21 p2>b1 L23 p2>b3 L32 p3>b2 L34 p3>b4 L43 p4>b3

39 四、雙層膜下層外表面(催花房內)結露 L12 p1>b2 L21 p2>b1 L23 p2>b3 L32 p3>b2
發生結露的位置 條件 L12 p1>b2 L21 p2>b1 L23 p2>b3 L32 p3>b2 L34 p3>b4 L43 p4>b3 催花房內原本結露不明顯(很少發生) ，但是今日卻相當嚴重，雙層膜內氣體的低溫，已低於催花房內空氣的露點溫度。

40 催花房內結露造成花朵上有水滴

41 白天時段催花房內濕度降低，加上冷氣與內循環除濕，內部已無露水。
拍照時間： :10

42 12月19日晚間-12月20日早上 利用HOBO量測雙層膜內部與內網下溫濕度，並與AV2t資料比對（氣象站與催花房）。
內網下- HOBO 雙層膜內- HOBO 催花房(AV2t)

43 催花房內每日濕度變化 夜間時段相對溼度90%以上

44 結果與討論1： L21位置 L12 L21 L23 L32 L34 L43 位置 編號 溫室外表面 溫室內表面 雙層膜 上層外表面
上層內表面 L32 下層內表面 L34 下層外表面 L43 1 L21位置 2 3 4

45 20點至翌日7點，內網下露點溫度低於溫室外溫度(p2<b1) ， L21無結露發生 寒流如果更強，溫室外溫度(b1)如果降得更低， 當p2>b1時L21就會發生結露
外溫室結露 b1 b2 p2 b2 b1 p2 b2 p2 b1

46 結果與討論2：L43位置 L12 L21 L23 L32 L34 L43 位置 編號 溫室外表面 溫室內表面 雙層膜 上層外表面 上層內表面
下層內表面 L34 下層外表面 L43 1 2 3 L43位置 4

47 20點至翌日8點，催花房露點溫度(p4)高於雙層膜內溫度(b3)，p4 > b3，在L43位置(雙層膜下層外表面，催花房內)會造成結露。
時間 溫度 催花房內結露 b4 b4 p4 p4 b3 b3

48 前一頁的說明 在夜間7點以後，室外的低溫b1造成b2的低溫造成b3快速下降。想要防止結露必須讓p4<b3，對策上可有幾種作法：
1. 降溫除溼 降溫時有除溼效果，除溼可將b4與p4兩條曲線的距離拉開，降溫使得b4下降一點，但是除溼使得p4下降更多，當p4<b3時就不會結露。 2. 加溫：目的在將b3往上提 對b2加溫 (啟動冷房外溫室內的加熱系統) ，加在雙層膜外面，不要讓雙層膜內溫度b3降那麼多。 對b4加溫 (啟動冷房內的加熱系統) ，由於送入雙層膜內的為暖風，可影響b3 使得最終p4<b3 直接對b3 加溫 (入風口加裝加熱器)，使得p4<b3。 最簡單便宜的作法：拿一台吹頭髮的吹風機設定為熱風，放在鼓風機空氣入處，把熱風貫入雙層膜。

49 結果與討論3：L32, L34位置 L12 L21 L23 L32 L34 L43 位置 編號 溫室外表面 溫室內表面 雙層膜 上層外表面
上層內表面 L32 下層內表面 L34 下層外表面 L43 1 2 L32位置 L34位置 3 4

50 22點至翌日7點，雙層膜內露點溫度(p3)高於內網下溫度(b2)，p3>b2, L32會結露。
雙層膜內結露 b3 p3 b3 b2 p3 b2

51 22點至翌日7點，寒流來襲使得內網下溫度(b2)驟降，造成雙層膜內溫度(b3)也降低。B2下降的速率較快，所以b2曲線的斜率比b3陡。
由於雙層膜內露點溫度(p3)高於內網下溫度(b2)，雙層膜內部L32會結露。但由於空氣有在流通，且溫差在1度C以內不是太大，所以結露情況尚不太明顯。 冷房內溫度(b4)維持在18~19度C (數據可參考催花房內結露的圖形)，p3<b4 的條件下，L34不會結露。

52 雙層膜內結露不明顯的原因1,2 雙層膜內露點溫度與內網下溫度差小且比冷房內溫度高
時間 雙層膜內溫度, ℃ 雙層膜內露點溫度, ℃ 內網下溫度, ℃ 雙層膜內露點溫度與內網下溫度差 18:00 17.9 17.06 18.66 -1.6 19:00 16.86 17.14 -0.3 20:00 15.97 16.76 -0.8 21:00 16.37 16.38 22:00 16.1 15.62 0.5 23:00 15.72 14.85 0.9 23:59 16 15.34 1:00 14.9 14.47 0.4 2:00 14.96 14.09 3:00 15.23 13.7 0.8 4:00 13.32 5:00 14.14 6:00 14.03 0.7 7:00 13.96 0.6 8:00 15.38 19.04 -3.7 9:00 24.4 17.25 29.1 -11.9 p3 b2 冷房內溫度b4 = 19度C p3 > b2 雙層膜上表面內側(L32) 會結露，但差值小且空氣有流動，結露不嚴重 p3 < b4 雙層膜下表面內側(L34)不會結露

53 雙層膜內結露不明顯的原因3 雙層膜內充氣運作，氣體流動，使露水不明顯。
充氣馬達運作，使雙層膜內氣體流動，降低結露發生。

54 改善方式1：祈禱寒流不要來？ 等於沒有進行改善。

55 改善方式2：將乾燥的空氣導入催花房內？ 乾燥空氣從何處來？ 把門打開，電風扇通風，效果有限。 催花房外也不見得濕度比較低。

56 必需是乾燥的暖空氣，否則反將結露發生位置轉移至雙層膜內
改善方式3：將暖空氣導入雙層膜內? 發生結露的位置 條件 L12 p1>b2 L21 p2>b1 L23 p2>b3 L32 p3>b2 L34 p3>b4 L43 p4>b3 必需是乾燥的暖空氣，否則反將結露發生位置轉移至雙層膜內

57 構想1 充氣馬達的空氣入口改接到一個密閉箱子(鐵架，木頭架均可，用塑膠布/壓克力/木板密封均可)
由箱外插入一台吹風機，風口對箱內，箱內放一台除濕機，兩者同步啟動 箱子要有空氣入口，不用太大，設置在距離充氣馬達的空氣入口最遠的位置 量測溫濕度，達到50%以下，xx度C以上，開啟鼓風機對雙層膜送風 xx度C的理想值為催花房內的露點溫度，因為Tdb>Tdp，以乾球溫度為基準即可。Xx 可以等於日夜溫度設定值25/19。偷懶一點都等於25就可以了。

58 構想2 寒流來襲期間，白天若是晴天，催花房仍需降溫。將多餘的熱能導入P2栽培區，將使熱泵系統發揮最大功用。 原理：
透過提高b2 來提高b3， 使得p4>b3不可能發生，防止結露發生。

59 比較 構想1 小成本小熱量，乾熱空氣的產生需另外投資 構想2 目前仍需要加裝熱風送風機，需要大熱量，但熱能免費
目前有打算建抑梗溫室，可搭配構想2執行，構想1在目前可應急 兩構想都不需調整冷房的溫度設定來因應

60 催花房內除濕機運作效果 2007/01

61 結露改善方式 加裝除濕機，降低絕對濕度

62 催花溫室 300坪 雙層膠膜高 2.5公尺 內循環風扇 3台 除濕機 1台
除濕機風口方向 排水至溫室外

63 除溼防結露 溼氣圖 原空氣狀態下 不結露的耐冷能力 新空氣狀態下 不結露的耐冷能力 增加了 目前狀態點 目前溫度 露點溫度 除濕 除濕後溫度

64 安裝除濕機後夜間溼度的變化 除濕時間晚上6點至隔日早上6點
除濕機未安裝時，夜間溼度90% 以上 除濕機安裝後，溼度約 80% 除濕機停止運作後，溼度逐漸提高，待催花房內溫度提高至25℃，濕度又逐漸降低。

65 安裝除濕機後，催花房內無結露產生

66 安裝除濕機後夜間VPD 值的變化 除濕機安裝後，夜間VPD 值提高，降低病害發生的機會

67 討論1 催花溫室的相對溼度以70-90% 較佳。 利用除濕機可維持夜間相對溼度約在80%。 白天開啟除濕機可能造成相對濕度低於70%。

68 討論2 目前受限於設備的功能，仍是使用時間控制方式，最好還是由溼度值來控制，否則不同氣候下會有很大的變化。

69 討論3 白天溼度有一段時間濕度會低於70%。 由於未針對濕度做控制，所以增加了除濕機運作時間，且對開花的花朵多少會有影響。

70 Psychart 軟體應用於除濕計算

71 題目 使用除濕機在催花溫室進行夜間除濕 使用前 18 度C，91 % RH 使用後 18 度C，80 % RH
溫室面積300 坪，催花區域高度 3 m

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73 使用前之溫室內空氣 使用後之溫室內空氣 比容 ＝0.8404 m3/kg
絕對濕度 (AH)= kg vapor/kg dry air 使用後之溫室內空氣 絕對濕度 (AH)= kg vapor/kg dry air

74 使用前後之絕對濕度差 AH 前 – AH後 = 0.0014 kg vapor/kg dry air
催花區空氣體積 300 x 3.3 x 3 = 3000 m3 溫室內空氣總重量 ＝ 體積 / 比容 = 3000 / = kg 該除濕機總共需除去 * = kg 約 5 公升的水

75 但是 一旦空氣濕度降低， 溫室內的植物與介質中的水分就容易蒸發， 由於溫室氣密性不佳，室外空氣的水氣也容易進來 於是溫室內濕度又被提高了。

76 實驗規劃 除濕機開關各一小時為一週期，整夜進行幾個週期，分設施內有無作物，兩階段進行。

77 實驗規劃 -無作物期間 觀察濕度在除濕期間的下降速率，以瞭解除濕機性能 觀察濕度在停止除濕期間的回復速率，以瞭解設施的氣密性
通常前者的斜率要大於後者，代表除濕機的除濕能力遠大於由於氣密性不足所造成的加濕現象

78 實驗規劃 -有作物期間 觀察濕度在除濕期間的下降速率，以瞭解除濕機性能 觀察濕度在停止除濕期間的回復速率，以瞭解設施內作物與介質的加濕狀態
兩者斜率接近，表示除濕機除濕能力適中 前者斜率大於後者，表示除濕機除濕能力或許過大