Пристига сметката за комунални услуги, а числата не лъжат. В оранжерия от 5000{3}}квадратни{4}}фута, работеща с електрическо коренно-зонално отопление, месечните разходи могат да варират от $800 до $2400 в зависимост от това колко добре е проектирана системата. Иронията е, че самите патронни нагреватели вече са най-ефективната отоплителна технология на планетата: 100 % от електричеството, което влиза в тях, се превръща в топлина точно там, където е необходимо. Няма димни газове, няма загуба на кожуха на котела, няма неефективност на разпределението. И все пак много производители все още виждат как 30–45 % от тази идеално генерирана топлина изчезва във въздуха или още по-лошо, в студената почва под техните пейки.
Истинската ефективност на системата не се измерва на клемите на нагревателя. Измерва се в киловат-часа на градус-ден топлина в кореновата-зона, доставена на културата. И този брой се определя почти изцяло от това колко интелигентно е уловена, насочена и модулирана топлината. Разликата между посредствена настройка и световна-класа рядко е по-голяма мощност. Това е прецизност в три области: термичен трансфер, изолация и стратегия за управление.
Започнете с интерфейса, който почти всички подценяват: пасването между нагревателя на касетата и неговия отвор. Въздушна междина от 0,1 mm може да се стори незначителна, но тя принуждава нагревателя да работи с 80–150 градуса по-горещо, отколкото е необходимо, за да прокара същата топлина в почвата. Тази допълнителна температура се превръща директно в по-високи загуби на радиация в обвивката, по-горещи проводници и-най-критично-по-чести цикли, докато контролерът се бори да поддържа зададената точка. Прецизните отвори H7, съединенията за-пренасяне на топлина и леко по-малките отвори, които постигат напасване на леки смущения при работна температура, могат да подобрят общата ефективност на системата с 22–28%. Същите 1200 вата сега вършат работата на 1550 вата при небрежна инсталация.
След това задръжте топлината, която сте работили толкова усилено, за да генерирате. Почвата и незамърсената среда са отлични изолатори в една посока-надолу. Без бариера 35–50% от енергията може да мигрира в родната земя или извън страните на леглото. Поправката е проста, но трансформираща: непрекъснат слой от 2-инча (50 mm) екструдиран полистирол (XPS) или полиизоцианурат (полиизо) плоскост под цялата отопляема зона, плюс вертикална периметърна изолация, издигаща се 12–18 инча (300–450 mm) нагоре отстрани. В паралелни-из-изпитания, проведени в търговски размножител в Британска Колумбия, добавянето на подходяща долна{17}}изолация на масата намали дневната консумация на енергия с 41%, като същевременно поддържа идентични температури в зоната на корените. Нагревателите са работили с 38 % по-малко часове на ден. Възвръщаемостта на инвестицията за изолацията е под девет месеца.
Стратегията за контрол е мястото, където се случва истинската магия. Старият -термостат за включване/изключване с механичен контактор все още е изненадващо разпространен и е доста скъп. Той натиска нагревателите до 100 % мощност, докато сензорът превиши температурата с 3–5 градуса F, след което ги прекъсва напълно. Резултатът е големи колебания на температурата, постоянно топлинно разширение/свиване на елементите на патрона и пиково потребление на електроенергия, което може да предизвика такси за потребление от комуналното предприятие. Съвременните системи използват PID контролер, управляващ твърдо-реле (SSR), преминаващо през нулата. Мощността се модулира на стъпки от 1 %, често 50–200 пъти в минута. Нагревателят на касетата никога не вижда пълно напрежение, освен ако системата не изостава много. Температурите на обвивката остават с 60–80 градуса по-близо до целевата температура на почвата, удължавайки живота на нагревателя с фактор три и изравнявайки кривата на потреблението на енергия. Производителите, които са преминали рутинно, отчитат 18–27 % по-ниско потребление на kWh със забележимо по-здрави коренови системи.
Разположението на сензора е тихият саботьор на много „ефективни“ системи. Поставянето на контролната сонда в рамките на 2 инча (50 mm) от патронен нагревател гарантира кратки цикли и студени външни зони. Сензорът трябва да бъде заровен на дълбочина 3–4 инча (75–100 mm) в центъра на лехата, на разстояние най-малко 8 инча (200 mm) от всеки нагревател и заобиколен от същата среда, в която растат растенията. За най-висока прецизност-изследователски оранжерии, майчини стаи за канабис или специално размножаване-някои съоръжения вече използват патронни нагреватели с вътрешни термодвойки. Сензорното съединение е вградено в MgO, но електрически изолирано от обвивката, което дава истинска средна температура на повърхността на нагревателя-почва без забавяне на отделна сонда.
И накрая, мислете на зони. Една единствена оранжерия с размери 40 × 100 фута (12 × 30 m) никога не трябва да бъде една зона за отопление. Разделете го на 4–8 независими вериги въз основа на микроклимат: южна страна срещу северна страна, височина на пейката, тип култура, въздушен поток от вентилационни отвори. Всяка зона получава своя собствена PID верига, собствен набор от патронни нагреватели и собствен електромер. Спестяванията са драматични. В голяма операция в Холандия, зонирането намали общото потребление на енергия с 31%, тъй като слънчевите южни пейки се нуждаеха от топлина само през 40% от времето, когато северните пейки се нуждаеха от топлина. Контрольорите научиха моделите и спряха да се борят със слънцето.
Когато тези елементи се комбинират-прецизно прилягане, стратегическа изолация, PID/SSR модулация, обмислено разположение на сензора и интелигентно зониране-резултатите изглеждат почти несправедливи. Енергийните разходи падат с 35–50 %. Честотата на смяна на нагревателя намалява от всеки 18 месеца на всеки 8–12 години. Температурите в кореновата -зона остават в рамките на ±0,4 градуса F (±0,2 градуса ) вместо ±4 градуса F (±2 градуса ). Растенията реагират с по-бързо вкореняване, по-високо усвояване на хранителни вещества и по-ранни крайни времена, които повече от плащат за надградения контрол.
Ефективността при отоплението на основната-зона вече не означава използване на по-малко електроенергия в груб смисъл. Става дума за това всеки ват да се брои-точно там, където е необходим, точно толкова дълго, колкото е необходимо. Технологията съществува от години. Единственият въпрос е дали системата е проектирана от някой, който разбира разликата между нагревател и цялостно термично решение.
