蝴蝶蘭平地催花冷房節能設計與成果 方煒 台大生機系 劉耀仁、黃啟南、林厚志 皇基股份有限公司

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1 蝴蝶蘭平地催花冷房節能設計與成果 方煒 台大生機系 劉耀仁、黃啟南、林厚志 皇基股份有限公司
/15-16 園藝學會論文發表會，台北

2 在平地使用冷氣催花 台灣:日/夜溫25/18~20 oC 荷蘭:維持19 oC 恆溫
蝴蝶蘭催花/抑梗溫室的環控條件 在平地使用冷氣催花 台灣:日/夜溫25/18~20 oC 荷蘭:維持19 oC 恆溫 在平地使用暖氣抑梗 台灣:維持28 oC恆溫 荷蘭:維持28 oC恆溫 催花溫室 抑梗溫室 燃油加溫機 燃油/瓦斯 熱水鍋爐 熱泵

3 台灣平地地區的室外溫度有 72 ~ 84%的機率低於 28 oC
抑梗： 台灣平地地區的室外溫度有 72 ~ 84%的機率低於 28 oC 加溫時間長，油價高漲 傳統燃油加溫方式之成本極高 寒流期(8 oC)，3600坪，油錢 12萬/週 副產品：不利於環境的二氧化碳 燃燒不完全：致命的一氧化碳

4 蝴蝶蘭催花溫室/抑梗溫室 都是高耗能 節能設計關係產業競爭力

5 催花：使用冷凍空調循環系統 低壓側 冷排 膨脹閥或毛細管 壓縮機 高壓側 熱排 節能方法1: 使用高效能冷凍空調系統

6 冷排

7 使用水塔就是熱能的浪費 熱排(散熱水塔) 水冷式 熱排 (氣冷式) 使用室外熱排也是熱能的浪費

8 節能方法2: 使用冷凍空調熱泵

9 熱泵 溫度10度的水 溫度70度的水 溫度20度的水 溫度50度的水 室溫30度的水
熱量被熱泵由左側的水中，搬移至右邊的水中，則左側的水愈來愈冷，右側的水愈變愈熱。

10 冷熱水雙效系統 P 熱水槽 冷排側 熱排側 消耗 新水 冷水槽 C 板式熱 交換器

11 冷水/冷氣/熱水/暖氣四效系統 P 熱水槽 冷排側 熱排側 消耗 新水 冷水槽 C 板式熱 交換器 冷排 熱排

12 冷水/冷氣/熱水/暖氣/除濕五效系統 P 熱水槽 冷排側 熱排側 消耗 新水 冷水槽 C 板式熱 交換器 冷排 熱 排 冷 熱排

13 節能方法3: 使用雙層充氣塑膠布保溫

14 熱傳遞係數越小，保溫越好 Thermal conductivity W/(m K) 銅 393 鋁 221 顆粒狀保麗龍 (Expanded Polystyrene, molded beads) 0.037 oC 0.026 PU (Cellular Polyurethane, R11 expanded) 0.023

15 改建的催花/抑梗溫室 1 300 坪使用 80 USRT 1.5 金車公司200坪使用 80 USRT 台糖公司140坪使用 60 USRT
外遮蔭 內遮蔭 充氣式雙層塑膠布作為保溫隔膜 1 1.5 1.6 300 坪使用 80 USRT 金車公司200坪使用 80 USRT 台糖公司140坪使用 60 USRT

16 成果1. 整合與硬體安裝

17 充氣的側牆外側

18 兩側各十台風機

19 80 USRT = 4 x 20 USRT

20 熱水馬達1 熱水馬達2 冷水馬達1 冷水馬達2 備用冷水馬達1 備用冷水馬達2 冷熱水送水馬達

21 原鍋爐用熱水桶， 目前不用 保溫熱水桶維持40~45度C 保溫冷水桶 維持10~12度C即可

22 成果2. 催花成效

23 2006/9 進苗 2006/10，花梗出現 35~40 天花梗達 5 cm

24 雙層充氣式蝴蝶蘭催花溫室 抽梗率及雙梗率之調查
抽梗率 100% 測試11批8品系，共一萬多株，找出6種具有雙梗能力的植株，其中1品系具備三梗能力 溫積值與光積值影響花梗開始萌發時間 透過環控對遮蔭的設定，允許提高室內光積值，達到提早抽花梗並縮短催花所需時間之目的

25 花梗方向 溫室座落為東西向 (不理想) 天溝下方因光遮較多且整日陰影為固定不動，植床上花梗向光性不顯著，呈現方向不定的狀況
其餘植床的花梗均朝南方 排水天溝 朝東南 South 朝西南

26 成果3. 用電評估

27 冷房內與室外的每日光積值 與用電量相關係數
充氣期間 冷房內光積值 ( mol m-2 ) 室外光積值 平均值 4.42 30.32 與白天時段用電量相關係數 0.6564 0.8303 不充氣期間 4.25 29.96 0.8425 0.8104 > > 不充氣時，室內光量比室外的影響大 充氣使得室內光量的影響減弱

28 電費試算 假設耗電費與室外輻射能成正比 使用梧棲氣象站資料 電費計算基準 2.8元/度 2.2元/度 3~12月合計39.37
三月 四月 五月 六月 七月 八月 九月 十月 十一月 十二月 2.99 3.64 4.17 4.62 5.02 4.71 4.37 3.92 3.12 2.8 元/株 10.25 12.49 14.3 15.85 17.2 16.15 14.98 13.45 10.69 9.59 MJ/㎡日 實際電費 (2.8元/度) 3.71 2.4 (2.15) 電費計算基準 2.8元/度 2.2元/度 3~12月合計39.37 四個月之每株電費 39.37/10*4=15.75 * 2.2/2.8 = 12.37元/作 修正 (9~12月) 9~12月: 12.6元 12.6 *2.2/2.8 = 9.9 元

29 催花成本比較 金車公司催花溫室： 44 元/株/四個月 (吳，2005) 送到山區催花： 30~35 元/株/四個月
租金　20~25 元/株 來回運輸10 元/株 本溫室：9.9 ~12.6元/株/四個月 (2.2 ~ 2.8元/度) 催花至銷售：小於四個月 (7 ~ 10元/株/批次)

30 成果4. 保溫成效評估

31 空調熱泵系統的壓縮機啟動，可對冰水桶降溫，對熱水桶加溫
冷房溫度 戶外溫度 空調 2006/12/06 空調熱泵系統的壓縮機啟動，可對冰水桶降溫，對熱水桶加溫

32 低溫期間 催花溫室內與室外溫度 溫室內溫度設定值 日夜溫 22/19 度C 室外溫度 室內溫度

33 夜間保溫靠雙層充氣塑膠膜+熱泵 幾乎都不用花錢
室內溫度 室外溫度 室內溫度 < 18.5 度C 切換成加溫 熱水是免費的，在熱水桶內的熱量還未消耗到需補熱量時，已經天亮了，所以溫度又回升。

34 結論 高效率冷凍空調熱泵系統成功應用於催花溫室 規劃冷熱水同步使用：催花300坪+抑梗溫室500坪，空調熱泵系統主機80 USRT
可同時提供熱水與冷水，暖氣與冷氣 催花降溫期間以使用冷氣為主，熱水備用/不用 寒流來襲期間自動切換為使用暖氣，冷水備用/不用 催花電費成本，每株 10元/批次 (大苗開花株) 規劃冷熱水同步使用：催花300坪+抑梗溫室500坪，空調熱泵系統主機80 USRT

35 結論 搭配雙層充氣保溫膜，加熱成本大幅降低 精緻細微的環控能力是系統成功關鍵因子
以12/6為例，白天需降溫，同步產生的熱水可提供夜間加溫使用，加溫成本為0。 精緻細微的環控能力是系統成功關鍵因子

36 Thank you for your attention

37 溫室監控使用紐西蘭系統

38 工人清理天溝，將外網關閉，形成無外遮蔭狀態 只留內網作遮蔭，造成溫室內過熱， 冷氣來不及降溫
溫室內溫度設定值 日夜溫 25/19 度C

39 熱泵與各型鍋爐總成本之比較 加熱需求為1百萬kcal/hr，每天使用8小時，一年使用165天 與柴油/重油中溫鍋爐比較，使用到第二年就佔優勢
1786萬 與柴油/重油中溫鍋爐比較，使用到第二年就佔優勢 908萬 與瓦斯中溫鍋爐比較，使用到第三年就開始節省

40 寒流期間 催花溫室內與室外溫度 To be continue