Исследование растения wageninge n c02 в тепличном садоводстве

Эффект дополнительного CO2 на фотосинтез наиболее высок на низких уровнях CO2: растение очень сильно реагирует на дозирование CO2. При высших уровнях CO2 эффект уменьшается, и при еще высших уровнях CO2 эффект дополнительного CO2 становится фактически нулевым. Это проиллюстрировано в цифрах 3 и 6. Общая директива должна выразить этот уменьшающийся эффект. К сожалению, это означает, что общая директива CO2 более сложна, чем 1%-ое правило для света, где эффект не уменьшается при условиях, распространенных в Нидерландах. Следующая формула вычисляет эффект CO2:

X указывает на повышение производства, как процент, следующий за повышением текущего CO2 с концентрацией к 100 ppm.

Вычисление следующие: 1000 разделена текущей концентрацией CO2, квадрат этого коэффициента умножен на 1.5.

Дальше – несколько примеров:

1 на 200 ppm CO2: X = (1000/200)²x 1.5 = (5)²x1.5 =25x1.5=37.5 %.

2 на 360 ppm CO2: X = (1000/360)²x 1.5 = (2.77)²x 1.5 = 7.7 x 1.5 = 11.6 %

3 на 500 ppm CO2: X = (1000/500)²x 1.5 = (2)²x1.5 =4x1.5 =6 %.

4 на 1000 ppm CO2: X = (1000/1000)²x1.5 = (1)²x1.5 =1x1.5 =1.5 %.

Культуры могут реагировать более или менее сильно на CO2 при специфических условиях. Это проиллюстрировано в цифре 6 с довольно широкой кривой. Свет – одно из влияющих условий. Эффект CO2 намного больше в течение периодов высокой интенсивности света, чем в течение периодов низкой интенсивности света. Если состояние урожая бедно (в результате болезни, или признаков недостатков), дозирование CO2 не будут столь эффективным. Иногда вовлечены и другие факторы, такие как улучшение установки для осенних перцев, меньше 'слепых' побегов на розах, или увеличенное развитие побегов в огурцах, заканчивающиеся большим количеством продукта из-за высокого уровня CO2. Вообще, здоровые культуры с достаточными листьями ответят очень сильно на CO2 в высокой интенсивности света, тогда как больные культуры будут иметь слабый ответ.

Общая директива не принимает во внимание необычные условия, такие, как эти. К счастью, правило CO2 легко регулируется путем изменения коэффициента (1.5). Этот фактор уменьшен, например, до 1.2 для бедных (легких) условий и увеличен до 1.8 для благоприятных (легких) условий. Когда правило CO2 отрегулировано вниз [X = (1000/CO2)² x 1.2], эффект – 30 % вместо 37.5 % при 200 ppm и при 500 ppm 4.8 % вместо 6 % (на 100 ppm увеличение CO2). Правило CO2, отрегулированное до [X = (1000/CO2)² x 1.8] рассчитано при 200 ppm, эффект является 45 % и при 500 ppm, это – 7.2 %. Расчетные проценты также показаны в таблице 2. Если нет никаких необычных обстоятельств, модификация сохранена к 1.2 и 1.8. Если есть прогноз с неизвестными условиями, желательно использовать стандартную общую директиву с фактором 1.5. Модификации являются соответствующими только, если известно, что применяются чрезвычайные условия.

Число 6 Кривая CО2: относительное производство (в %) установленное против концентрации CO2 (в ppm), где производство при 340 ppm CO2 установлено в 100 %.

Широкая кривая CO2 сравнена с общей директивой CO2: X = (1000 / CO2)² x 1.2 и две измененных формы общей директивы CO2: (1) X = (1000/CO2)² x 1.5 и (2) X = (1000/CO2)² x 1.8.

Кривая CO2 и общая директива CO2

Цифра 6 показывает три расчетных правила так же, как кривую CO2. Стандартная директива из 1.5 – немного выше кривой CO2. Кривая CO2, базирующаяся на тепличных экспериментах, совпадает с общей директивой для условий низкой интенсивности света. Это правильно, так как всегда трудно поддерживать очень высокие уровни CO2 в течение лета, и большинство экспериментов CO2 были выполнены в течение зимы. Результаты более поздних испытаний в PBG находятся на линии с общей директивой стандартного CO2. Поэтому общая директива CO2 – полезный инструмент для приближения среднего эффекта CO2 на производстве.

Рост растения происходит из-за непрерывного производства усвоений (сахар) и других строительных блоков. Производство усвоений также называется 'источником'. Усвоения используются при выращивании частей растения: листья, стебли, корни, плоды. Каждая часть, которая требует усвоений ('слив'), привлекает усвоения в определенной силе, 'сила слива'. Самый сильный слив (часть с самым большим относительным требованием) получает наибольшее количество усвоений. Если урожай растет успешно, требование и подача (слив и источник) усвоений сбалансированы. При постоянных условиях фиксированная пропорция усвоений посылается листьям, стеблям, корням и плодам. Другими словами, есть определенный 'код распределения’ для усвоений.

На баланс между требованием и поставкой и ассимилирующимся кодом распределения могут воздействовать различные влияния. CO2 повышает фотосинтез и поэтому поставку усвоений. Дополнительные количества сахара все могут быть послать листьям или другой части, или могут быть посланы различным частям на основе установленного кодекса распределения. На кодекс распределения также влияет температура, свет и плотность растения. Исследование показало, что поставка усвоений не влияет на распределение, но главным образом влияет на коэффициент сил, с которыми усвоения привлечены различными частями. Следовательно, было решено исследовать эффект CO2 на этих силах слива. Влияние CO2 на поставку ясно, но влияние на требование более трудно оценить. Вместе все плоды формируют слив. Сила этого слива зависит от количества жизнеспособного gynoecia и плодов, и стадий, на которых они находятся. Для того чтобы держать его простым, мы предположили, что количество плодов главным образом определяет силу слива коллективных плодов.

При высоких концентрациях CO2, немного больше усвоений, посылаются плодам в огурцах. Это можно объяснить методом культивирования. Когда главы были удалены, боковые побеги оставляются, чтобы цвести, и обрезка сохранена к минимуму. С увеличенными уровнями CO2, огуречные растения будут расти более щедро и производить больше боковых побегов. Каждый побег имеет конечную точку (растительная точка роста), и каждая пазуха нового побега содержит множество цветений. Большее количество боковых побегов значит, что растение имеет больше молодых плодов, то есть сила слива плодов намного выше. Это кончается плодами, привлекающими относительно большое количество усвоений. В результате дополнительные усвоения, созданные через дозирование CO2, будут посылаться плодам в более высоких пропорциях.

Несколько лет назад испытание CO2 с осенними перцами показало, что высокая концентрация CO2 привела к существенным увеличениям в производстве, но очень умеренным увеличениям в вегетационном росте. Это подразумевает, что кодекс распределения был изменен посредством CO2: намного большая пропорция усвоений была послана плодам. Объяснение находится в том факте, что установка была намного лучше с высоким уровнем CO2, чем с низким уровнем CO2, то есть сила слива коллективных плодов была намного больше с высоким CO2, чем с низким CO2. Сильный эффект слива коллективных плодов приводил к сильному росту плода и тормозил рост листа. Испытание было повторено в 1995 и 1996 с тепличными перцами. Снова высокий уровень CO2 (1000 и 1500 ppm) сначала привел к большему количеству усвоений, которые были посланы плодам, так, чтобы раннее производство значительно увеличилось, но вегетационный рост был запрещен. С перцами, внутреннее соревнование между ростом плода и ростом листа является жестоким. Оно настолько сильно, что вегетативный рост едва улучшается вообще с высокими уровнями CO2 в противоположность низким уровням CO2. Это – по сравнению с огурцами, в которых и вегетативный рост и рост плода улучшились. Фактически, только производство плода улучшилось с перцами. Перцы реагируют на CO2 таким положительным способом, что в течение зимы и весной CO2 концентрация может превысить 1000 ppm при благоприятных условиях, обеспечивая концентрацию ядовитых газов (NOX, этилен) и не повышается слишком много в результате.

В течение испытаний на помидорах летом фотосинтез увеличился в результате дозирования CO2, которое в свою очередь вело к увеличению в росте и производстве. Однако пропорция плодов в весе сухого вещества была та же самая с высоким CO2 и низким CO2. Однако плоды стали более тяжелыми из-за дополнительного CO2. Снова объяснение может быть найдено в методе культивирования, используемом для помидоров. Помидоры имеют только одну точку роста поверхностного уровня, то есть голову, поскольку другие отростки удалены. Томатные растения имеют определенное количество групп и определенное количество gynoecia на группу. В течение лета урегулирование обычно хорошее, и дозирование CO2, кажется, не улучшает этого. Это означает, что в помидорах количество плодов не увеличивается с CO2, то есть сила слива плодов не изменяется с CО2. Нет изменений в коэффициенте силы внутри растения, потому что число растительных точек роста также не изменяется. Распределение ассимиляций не находится под влиянием дозирования CO2.

Эти тесты также исследовали толщину листа, которая определяется путем измерения поверхности листа и сухого веса. Лист с высоким весом на см² или маленькая поверхность на грамм – это толстый лист. Большие количества света и высокая концентрация CO2 обычно в результате приводят к более толстым листьям. Однако было отмечено с огурцами, что листья едва становились толще вообще под влиянием CO2, тогда как с перцами и помидорами было отмечено утолщение листьев. Объяснение лежит в том факте, что огурцы могут всегда посылать дополнительные ассимиляции к дополнительным побегам с дополнительными листьями и плодами. В помидорах и перцах спрос на ассимиляции не увеличивался в соответствии с поставкой ассимиляций, и поэтому излишек был сохранен в листьях. Это означает, что, если томатные растения страдают от коротких листьев в течение лета, эффект может быть усилен высокими концентрациями CO2. Это – потому что короткие листья есть результатом излишка ассимиляций. Поэтому, желательно уменьшить дозирование, если листья короткие.

Исследование в Нидерландах и за границей показало, что дозирование CO2 при нормальных условиях всегда производит положительный эффект. Величина эффекта может отличаться в зависимости от урожая и ситуации культивирования.

CO2 и основной материал

Дозирование CO2 имеет положительное воздействие на культивирование от растений запасных. Количество и качество черенков и их свежий и сухой вес увеличиваются. Превосходные результаты были достигнуты с Колокольчиком isophylla, Пеларгонией x zonale, Пеларгонией x peltatum, Хризантемой x indicum, Фуксией x hybrida и Saintpaulia. Корни черенков лучше и меньше сокращений потеряны. Если это черенки розы, оказывается, что листья черенков являются менее склонными к пожелтению под влиянием дозирования CO2, и процент от успешно укорененных черенков увеличивается на 25 %. Дозирование CO2 для черенков более эффективно летом, чем зимой из-за увеличенной интенсивности света. Рост овощных культур убыстряется приблизительно на 10 %, если растения выращены при 600 - 700 ppm вместо 350 ppm. Также улучшается качество, растения имеют сухое высшее содержание вещества, а листья толще. Максимальная целевая ценность для культивирования - 700 ppm.

Эффекты на четыре главных плодовых овощных культуры описаны в секциях 2.5 (помидоры, огурец и перцы) и 2.3 (баклажаны). Дозирование CО2 также приводит к улучшению урожайных продуктов во всех других овощных культурах. В салатных культурах и культурах кочанного салата увеличение концентрации CO2 к 800-1000 ppm приводит к повышением производства. Высшие концентрации CO2 выше этого уровня не ведут к более высокому урожаю. В землянике увеличение концентрации CO2 также ведет к улучшенному производству и лучшему качеству. Если до 1500 ppm CO2 дозируется утром с закрытыми вентилями, падает процент от 2-ого типа. В courgettes развитие плодов улучшается так, что можно собрать больше плодов. В общем дозирование CO2 имеет очень небольшой эффект или не имеет эффекта вообще на качество овощных культур. Это относится к внешности, сроку годности и внутреннему качеству. В помидорах результаты являются противоречивыми. CO2 не влияет на качество огурца, перцев, баклажанов и различных лиственных культур. Положительные результаты CO2 на овощах главным образом улучшены рост урожая и более высокие уровни производства.

Дозирование CO2 для декоративных культур

В декоративных культурах дозирование CO2 не обязательно ведет к увеличенным количествам, но это часто приводит к улучшению качества и более короткому времени культивирования. Качество трудно определить, оно зависит от типа растения. Лучшее качество часто следует из более высокого веса стебля или веса растения.

В срезанных цветах дозирование CO2 вообще ведет к более быстрому росту, повышенному цветению, лучшему стволу и качеству цветка и, в зависимости от урожая, более раннему цветению. Качество цветка относится к большим (более тяжелым) цветениям и большему количеству цветов на соцветие. Меньшая вероятность возникновения Botrytis и плесени, потому что растение более выносливое.

Испытания, использующие лилии, показали, что увядание головок цветка уменьшено, и урожай более зеленый и поэтому выглядит лучше. В розах, герберах и альстромериях и производство, и качество улучшаются. Качество гвоздик улучшается, и растения цветут ранее. В freesias и урожай, и качество улучшены, стебли более тяжелы, и пучки развиваются лучше. Время культивирования freesias – на семь-десять дней короче, если температура немного увеличена с дозированием CO2. С высокой интенсивностью света приемлема температура 18 - 20 °C.

Дозирование CO2 на амариллис приводит к большим и более тяжелым листьям и увеличению в размере луковицы по сравнению с отсутствием дозирования. Размер луковицы продолжает определять результаты цветения. Без дозирования концентрация CO2 регулярно понижается ниже внешней ценности.

На зеленых Горшковых растениях дозирование CO2 главным образом ведет к более быстрому росту, который ведет к лучшему качеству растений с более интенсивным цветом листа. Кроме того, время культивирования может быть сокращено приблизительно на две недели. Количество культур, таких как Фикус пумила и Хедера спирали, остается более компактным, и производится больше боковых побегов, например в Дифенбахия, Фикус бенджамина и Фикус пумила.

На цветущих Горшковых растениях дозирование CO2 также ведет к более быстрому развитию и, в результате, расцветание было ускорено на одну - две недели в большинстве культур, которые были протестированы. Качество ясно улучшается, то есть более компактный рост, больше боковых побегов и более зеленые листья. Эффекты на растения на клумбах включают более быстрое развитие и цветение, более компактные растения и улучшенное качество. Развитие становится более однородным, меньше потерь при размножении, и культуры менее чувствительны к грибковой болезни.
Дозирование CO2 для кулачковых растений

Кулачковые растения найдены среди сочных растений, типа кактусов и суккуленты, например Каланхое. Множество орхидей типа фаленопсис – также кулачковые растения. Это растения, которые в их естественной окружающей среде, поглощают CO2 в течение ночи (см. секцию 2.1). Это, казалось бы, подразумевает, что дозирование CO2 в течение дня не будет полезно для этих растений и должно быть применено в течение ночи. Но кажется, что при благоприятных условиях, таких как адекватная подача воды и умеренная температура, некоторые типы обычно поглощают и обрабатывают CO2 в течение дня. Это относится к сортам Каланхое 'Сингапур' и 'Мистраль', например. При условиях, распространенных в Нидерландах, с температурой культивирования 20 °C и достаточной влажностью, дозирование CO2 в течение ночи имело очень небольшое воздействие. Дозирование CO2 в течение дня весной действительно ведет к увеличению в натуральном и сухом весе, по сравнению с отсутствием дозирования CO2 в течение дня.

Фаланопсис не отвечает на дозирование CO2 в течение дня. Растение только начинает осторожно открывать свои устьица и поглощать CO2 за несколько часов до начала темноты.

Рекомендованные величины

Рекомендованная величина для овощей – 700 ppm, повышающаяся к 1000 ppm в течение зимы, когда есть достаточное излучение и запасы CO2. В течение лета величина столь же высока, как экономически жизнеспособна.

Рекомендованные величины для дозирования CO2 для Горшковых растений и растений на клумбах – как правило, между 600 и 900 ppm. Рекомендованные величины для срезанных цветов имеют тенденцию быть далее обособленными для различных культур. Таблица 3 показывает величины для множества важных срезанных цветов.

Таблица 3 Рекомендованные величины концентрации CO2 для множества важных срезанных цветов

Иногда проблемы могут произойти во время или как последствие дозирования CO2. Концентрация CO2 в теплице может повыситься слишком много. Кроме того, когда используется CO2 дымоходного газа, такие ядовитые газы, как этилен и окиси азота, могут быть выпущены в теплицу.

Концентрация теплицы может стать очень высокой, особенно если нет никакой вентиляции, и CO2 источник расположен непосредственно в теплице. Это особенно относится к культурам горячего воздуха зимой. Дефектная измерительная система могла также вести к чрезмерным концентрациям в теплице. И овощи, и цветы являются склонными к повреждению. Открытие устьиц уменьшается, по мере того как повышается концентрация CO2. Это наблюдалось во многих культурах и относится к внешним величинам в диапазоне приблизительно до 2000 ppm. Это ограничивает испарение, и растение больше не может охлаждаться (достаточно) и поглощать воду и питательные вещества. Повреждение состоит из пожелтения листьев, за которым следует увядание листьев.

Высшие концентрации CO2, более чем 4000 – 10 000 ppm, полностью разрушают регулирующую систему устьиц. Устьица могут открыться полностью так, чтобы испарение происходило слишком быстро, и ядовитые вещества могли беспрепятственно проникнуть в листья. Растение повреждается, потому что испарение и/или концентрация ядовитых веществ в увеличении (ях) растения слишком большая. Это могло привести к сокращению роста, хлороза листа и necrosis или меньших листьев в различных культурах. Эта реакция может быть полностью изменена, обеспечивая подвергание чрезмерным концентрациям, был ограничен между одним и несколькими днями. Долговременное подвергание концентрациям сверх 10,000 ppm производит необратимый эффект.

Погода играет важную роль, когда происходит повреждение. Повреждение часто происходит после внезапного перехода от пасмурных условий к светлым.

В 1995, проблемы окружающей обстановки произошли в перцах с дозами от 1000 ppm при использовании чистого CO2. С дозами 2500, 1500 и 1000 ppm верхние 50 см перечных листьев стали серыми и позже желтыми. В течение того времени также значительно увеличилось излучение. Признаки листа, казалось, указывали недостаток бора, но с поразительным различием, что вены листа оставались зелеными. Один год спустя, в 1996, листья оставались зелеными при сопоставимых концентрациях, но не было никаких серьезных погодных переходов. В огурцах листья вянут, и грани листа становятся желтыми при концентрациях далеко сверх 1000 ppm. В баклажанах, пожелтение листьев начинает происходить даже при концентрациях приблизительно 750 ppm. Это не имеет никаких неблагоприятных эффектов на производство, если сравнивать с 350 ppm. В испытаниях более, чем два последовательных года в 750 ppm CO2, производство были выше чем в 350 ppm в течение всего периода производства, даже при том, что было значительное пожелтение листьев. Причина этого пожелтения не полностью ясна. Есть некоторый признак того, что питательные вещества также играют роль. В декоративных культурах некроз листа и заторможенный рост также происходит в результате слишком большого количества CO2.

Верхний предел концентрации CO2 зависит от типа урожая и сезона. В почти всех случаях нет никакого повреждения при концентрациях до 1000 ppm.

Повреждение салата из-за S0² + N0²

При дозировании CO2 другие газы могут быть выпущены в теплицу. Они включают окиси азота (NO и NO2, упомянутый совместно как NO_X), этилен (C₂H₄), угарный газ (CO) и диоксид серы (SO₂).

Этилен, NO_X и SO₂ повреждает растения. Могут произойти два типа повреждения: острый и хронический. Острое повреждение вызвано кратким, интенсивным подверганием. Обычно, повреждение сразу же заметно. Долговременное подвергание низким концентрациям может причинить хроническое повреждение. Обычно этот вид повреждения видим не сразу, но проявляется в заторможенном росте и уменьшенном производстве. Таблица 4 показывает ограниченные величины для множества веществ.

Таблица 4. Чувствительность растения ограничивает к ядовитым газам с различным временем подвергания в частях на миллиард (ppb) и микрограмм на кубический метр (10"6 g/m³)

Чувствительность также уменьшается при немного более высокой концентрации CO₂, вероятно потому что в результате устьица немного закрываются. Изучения показали, что дополнительное дозирование с CO₂ могло бы ограничить повреждение, вызванное NO_X до некоторой степени. Однако результаты дозированного чистого CO₂ без NO_X были намного лучше. Температура воздуха также имеет воздействие на повреждение. Высокие температуры воздуха приводят к меньшим повреждениям, чем низкие температуры. Наличие других веществ, типа озона (O₃), также может усилить повреждение. Озон сам по себе очень ядовит, но наличие озона усиливает неблагоприятное влияние других типов загрязнения воздуха.

Этилен или этен – гормон растения, который стимулирует старение. Это является разрушительным для культур даже в маленьких дозах. Этилен может причинить опадение луковиц цветка, цветов и листьев и/или застой роста Горшковых растений. Орхидеи особенно чувствительны к этилену. Маленькая концентрация приводит к обесцвечиванию цветка, как это происходит после опыления.

В фризиасах этилен приводит к запоздалому цветению, побеги и стебли стают короче и на главной группе появляется меньше цветов. В хризантемах, развитие зародыша идет с опозданием, и могут пойти побеги. В розах этиленовая концентрация в 0.5 ppb может привести к отвержению цветком зародыша, коротким стеблям, пожелтению листьев и выбрасыванию молодых листьев. С маленькими концентрациями этилена воздушные лилии может беспокоить пожелтение листьев, увядание зародыша цветка и опадание зародыша. Множество других культур цветка вянут рано. Когда есть влияние этилена, зародыши цветка помидоров и перцев остаются закрытыми и опадают более легко. Серьезное этиленовое повреждение в овощных культурах проявляется в пожелтении листьев.

NOv

Средний уровень NO_X уровень в теплице обычно слишком низок для сильных эффектов. Повреждение, вызванное NO_X, не всегда сразу же очевидно. Различие становится примечательным только, когда урожай приводится в сравнение с урожаем без NO_X. NO_X приводит к заторможенному росту, потере производства и запоздалому производству. Это обычно взаимодействует с концентрацией CO₂. Высшие концентрации CO₂ (до приблизительно 1000 ppm) делают растения немного менее чувствительными к NO_X. Однако наличие NO_X всегда уменьшает положительный эффект увеличенной концентрации CO₂.

Очень небольшое количество SO₂ выпущено путем сгорания природного газа. Однако уголь и нефть выпускают существенные количества. Даже при низких концентрациях SO₂ имеет разрушительный эффект и приводит к хлорозоме, повреждению листа и заторможенному росту.

CO

Маленькие количества этилена могут быть обнаружены, но до недавнего времени это было очень дорого. Однако маленькие концентрации угарного газа (CO) могут быть легко измерены. И этилен и CO выпускаются во время неполного сгорания. Измерение CO в дымоходных газах – хороший индикатор для неполного сгорания. Как только концентрация CO превышает 30 ppm, дозирование дымоходных газов в теплицу должно быть немедленно остановлено. Дымоходные газы должны быть выпущены через дымоход. Угарный газ не вреден для растений, но может быть смертелен в маленьких дозах для людей. Поэтому загрязненные дымоходные газы не должны проходить в котельную или в ангар. В то время как CO остается высоким, все газы должны быть выпущены через дымоход. Концентрация должно быть ниже предельной величины на некоторое время, перед тем как дозирование в теплице может возобновиться.

Развитие возможных этиленовых систем измерения теперь прогрессировало до степени, что они должны будут использоваться в очищении дымоходного газа в не слишком отдаленном будущем. Вероятно, что использование и измерителя CO и этиленового измерителя в дымоходных газах в будущем станет необходимостью.

Котлы центрального отопления, которые сжигают газ, имеют двойную функцию в тепличном садоводстве. Во-первых, отопительная система используется, чтобы нагреть теплицу. Во-вторых, котел используется как источник CO₂ для удобрения урожая CO₂. Газы сгорания, созданные во время сгорания природного газа, упоминаются как дымоходные газы. Охлажденные газы сгорания, смешанные или не смешанные с внешним воздухом, которые используются для удобрения с CO₂, упоминаются как газы дозирования. Газы дозирования распределены по всей теплице через систему дозировки и связанную систему распределения. Ценность дозирования – количество природного газа, сожженного на гектаре в час для удобрения с CO₂.

Газовая горелка как производитель CO2

Чтобы предотвращать создание вредных газов в результате неполного сгорания природного газа, последний смешан с большим количеством воздуха, чем теоретически необходимый для полного сгорания. Это называется воздушный излишек. Воздушный излишек показан "воздушным фактором" (Я). A А, 1.1 указывает воздушный излишек 10 %. Содержание CO₂ газов сгорания зависит от этого воздушного фактора и содержит приблизительно 9 % с низким пламенем (Я. = 1.3) и до 10.5 % с высоким пламенем (Л. = 1.1) Таблица 3.1. Если нет никакого воздушного излишка (7i=1), но есть полное сгорание, это называется стехиометрическое сгорание.

В общем все газовые горелки, используемые в садоводстве, являются подходящими для дозирования CO2. Величина дозирования – между 30 m³ и 150 m³ природных газов на га в час. Диапазон управления на современных горелках настолько широк, что происходит полное сгорание, и дымоходные газы являются подходящими для дозирования CO2 и в низком (30 m³) и высоком положение горелки (150 m³). На горелку должен быть помещен замок в самом низком положении, в котором она горит ровно. Это гарантирует то, что горелка может работать выше, но не ниже этой установки в течение дозирования CO2. Горелка не должна работать ниже закрытого положения, поскольку ниже эта установка сгорания – неполная, и будут производиться вредные газы (см. 3.6.). Если горелка горит чисто по всему диапазону, нет потребности устанавливать замок. Различные системы управления, которые обеспечивают правильную газовую/воздушную смесь, доступны на рынке. Они гарантируют, что полное сгорание происходит при всех условиях. В этом случае определенный излишек кислорода (3 %) всегда должен быть доступен.
НизкиеNOx горелки

Даже правильно отрегулированные горелки производят NOx газы, смесь NO и NO₂ (см. 3.6). NOx ядовит для растений и окружающей среды. Улучшенные разработки горелки вызвали постепенное уменьшение в NOx газовой эмиссии. Традиционные горелки выпускали 150-200 мг/м3 дымоходных газов, тогда как текущие низкие NOx газовые горелки производят между 60 и 100 мг NOx на m3 дымоходных газов. Некоторые газовые горелки имеют свидетельство НИЗКОЙ NOx ГАЗОВОЙ ПРОВЕРКИ и производят даже меньше чем 60 мг/м3. Горелки в существующих системах могут быть заменены НИЗКОЙ NOx горелкой без главных технических изменений ("модификация").

Голландское законодательство требует, чтобы и газовое оборудование защиты в газовом коллекторе и автоматическая горелка защиты единицы/пламени имели инспекционное свидетельство, выданное GASTEC в Апелдорне. Королевский Декрет также требует, чтобы каждая система газовой горелки сверх 660 kW была осмотрена перед начальным вводом в действие компанией поставки газа: Gastec в Апелдорне, или другим соответственно квалифицированным органом, который имеет диплом VISA-TECHNICIAN. Кроме того, системы должны быть повторно осмотрены каждые два года, чтобы гарантировать безопасность системы по окончанию долгого срока.

Чтобы гарантировать правильное и эффективное сгорание, горелка должна быть осмотрена и поддержана в ежегодных интервалах. Поэтому, желательно установить контракт поддержки или свидетельство обслуживания, включая акт испытаний с зарегистрированной установочной компанией. Акт испытаний должен включить как минимум следующую информацию:

• 
  газовое потребление в каждом положении горелки
  
• 
  процент CO2 (процент O2)
  
• 
  Процент CO
  
• 
  производительность котла (kW)
  
• 
  выпуск котла
  
• 
  урегулирование величины защитных устройств
  
• 
  условие системы газовой горелки
  
• 
  опция для ценности NOx
  

Дымоходные газы, которые выходят из котла – горячие. Температура колеблется от приблизительно 100°C с низким пламенем к приблизительно 200°C с высоким пламенем. Количество дымоходного газа, выпущенного на m³ воспламененного природного газа зависит от температурного и воздушного фактора. Эти отношения показаны в Таблице 5.

Горячие дымоходные газы смешаны с внешним воздухом, пока темпера не упадет ниже 60 °C. Количество смешанного внешнего воздуха зависит от дымоходного газа и внешней температуры воздуха (Таблица 6). Недостаток смешивания во внешнем воздухе – то, что объем дозированных газов значительно увеличивается. Большие объемы требуют больших линий дозирования и транспортных вентиляторов, что ведет к повышению потребления мощности.

Конденсатор дымоходного газа – теплообменник, который установлен позади котла. Он извлекает тепло из дымоходных газов. Тогда высокая температура может использоваться для обогрева теплицы. В зависимости от типа конденсатора и того, как он встроен в отопительную систему, конденсатор дымоходного газа может производить сбережения энергии приблизительно в 15 %. Компании по отоплению должны применять конденсатор дымоходного

газа как стандарт, чтобы гарантировать максимальную эффективность энергии. Конденсатор понижает температуру и объем дымоходных газов, позволяя им тотчас быть используемыми как дозирующий газ (Таблица 3.2). Если температура дымоходного газа понижается ниже 58°C, водяной пар в дымоходном газе начинает конденсироваться (следовательно, обозначение). Это делает дозирующий газ более сухим так, чтобы меньше влажности вошло в систему дозирования и воздух теплицы.

Пример 2

Конденсатор понижает температуру дымоходного газа от 20°C к 60°C. Объем дымоходного газа на m³ природного газа уменьшается от 18 m³ до 12.7 м³ (фактор воздуха = 1.1). При величине дозирования 80 м³/га, 80x12.7=1016 м³ дозируемый газ должен быть внесен в теплицу. Когда внешний воздух использовался для охлаждения, это было 6480 м³ (пример 1). Это означает, что необходима намного меньшая система распределения, когда конденсатор используется.

Количество дозированного газа понижается, даже потом при еще более низких температурах дымоходного газа. Чтобы гарантировать успешное распределение дозированных газов в теплице, дополнительный воздух смешан, например, до минимум 600-1000 m³ дозированного газа на гектар в час. Может использоваться система клапана, чтобы осуществить различные коэффициенты смешивания между дымоходным газом и воздухом, чтобы увеличить или уменьшать количество CO2 в дремлющем газе при фиксированном дозируемом объеме газа. Это позволяет CO2 более или менее быть внесенным в теплицу, чтобы отвечать требованиям. Если система распределения CO2 рассчитана на котел без конденсатора, т. е. много m³ дозируемого газа на m³ природного газа, и конденсатор установлен более поздней датой так, чтобы производилось намного меньше дозируемого газа на m³ природного газа, система распределения тогда будет слишком большая. Точный размер системы распределения должен быть повторно рассчитан, и система изменена.

Чтобы вычислять размер требуемой CO2 системы, сначала должна быть определена требуемая доза (величина дозирования). Это зависит от требуемой концентрации CO2 в теплице и норме вентиляции. Практически, величина дозирования, когда нет требования тепла, для предприятий без теплового буфера – обычно 30-80 m³ природного газа/га/час и для предприятий с тепловым буфером 80-150 m³ природных газов/га/час.

Вентилятор вытягивает дымоходные газы из дымохода и направляет их (смешанные с внешним воздухом, если необходимо) как дозированный газ в теплицу через систему трубопровода. Иногда в дымоходе устанавливается сопротивление сразу над точкой, куда оттянуты газы, для того, чтобы гарантировать то, что дымоходные газы могут быть извлечены. Чтобы гарантировать самое эффективное распределение CO2, вентилятор должен иметь достаточную производительность для того, чтобы снабдить требуемое количество дозированных газов на гектар (называемое объемом дозированного газа) к теплице. Объем дозированного газа при максимальной дозировке определяет производительность вентилятора и диаметр трубопровода. Это может совпасть с максимальным грузом ('предельная нагрузка') горелки.

Транспортная линия берет дозированные газы от вентилятора на линию распределения в теплице. Важно держать давление низким в транспортных линиях, чтобы поддерживать достаточное давление. Количество изгибов должно быть сохранено к минимуму и не должны быть никаких острых изгибов. Максимальная приемлемая скорость потока – 10 м/с. Диаметр трубопровода должен быть адекватен. ПХВ транспортная линия с сокращающимся диаметром 400, 315, 250, 200, 160 и 125 мм обычно применяется для этой цели. Линия распределения со шлангами CO2 тогда должна распределить дозированные газы равномерно всюду по теплице. Для того, чтобы держать давление падающим в распределительной линии, скорость потока не должна превышать 10 м/с. Диаметр трубопровода может постепенно уменьшиться, потому что количество дозированных газов на линии распределения также постепенно уменьшается. Обычно линия распределения сделана из ПХВ с сокращающимся диаметром 315, 250, 200, 160, 125 и 90 мм. Чтобы предотвращать взрыв или поломку трубы, стены не должны быть слишком тонкими. Поэтому желательно использовать трубы с толщиной стены класса 51.

Тогда CO2 течет через транспорт и линию распределения, через разводку пластиковых плоско лежащих трубопроводов. Они представляют последнюю стадию системы распределения. Это – перфорированные пластиковые пленочные шланги, намотанные между культурами. Дозированные газы входят в теплицу через маленькие отверстия в шлангах CO2. Количество отверстий в шланге определяет сопротивление, которому дозированные газы подвергнуты в трубопроводе.

Для того чтобы достичь этого давления, количество отверстий в шлангах должно быть приспособлено к количеству дозированных газов. Количество отверстий обозначено расстоянием между отверстиями. Расстояние между отверстиями – это расстояние между отверстиями в шлангах в продольном направлении. Четыре отверстия с диаметром 0.8 мм сделаны как стандарт (полностью вокруг) на расстояние перфорации. Таблица 7 показывает необходимое расстояние между отверстиями относительно объема дозированного газа. Если диаметр отверстий отклоняется от стандартных 0.8 мм, расстояние между отверстиями также должно быть отрегулировано!

Большинство систем CO2 имеют шланги с диаметром 41 мм расположенные на расстоянии 3.20 м друг от друга. В этом случаи шланги не должны превышать 40 м длиной. Более длинные шланги могут использоваться только тогда, когда они раздельные на расстоянии 1.60 м друг от друга, или если диаметры трубочки увеличены. Таблица 8 показывает максимальную длину шланга относительно расстояния шланга и диаметр шланга. Проконсультируйтесь с вашим монтажником по поводу альтернативных расстояний шланга.

CO2 может производиться относительно дешево в пределах бизнеса от сгорания природного газа. Тепло, выпущенное в течении этого процесса может использоваться, чтобы обогреть теплицу. Если требуется CO2, но нет требования на тепло, создается излишек тепла. Это происходит в особенности весной и летом, когда солнце поставляет достаточное количество энергии, чтобы нагреть теплицу. Так как обычно в течение ночи есть требование тепла, очевидное решение состоит в том, чтобы сохранять тепло в течение дня для использования в течение ночи. Бак, заполненный водой, "бак хранения тепла" или (тепловой) буфер или буферный бак используется для этой цели. Если нет никакого средства хранения тепла, или средство является слишком маленьким, чтобы хранить полный излишек тепла, тепло должно быть выпущено. Это может быть сделано, используя максимальную температуру воды для CO2, если это не вредно для культур (Цифра 7). Тепло может также быть выпущено через "аварийный теплосъемник". В обоих случаях, тепло не используется для цели, но выпускается, и это означает трату энергии. Это – нежелательная ситуация с точки зрения энергии и окружающей среды. Излишек тепла должен быть сохранен в баке теплохранения. Поэтому важно обеспечивать достаточно большой бак теплохранения. С системами обогрева, такими как для помидоров и огурцов, теплохранение 80-140 м³ на гектар – идеально в деловых/экономических условиях (Таблица 17).

Компьютер будет часто указывать, сколько часов горелка работала исключительно для производства CO2. Количество часов, объединенных с положением горелки для дозирования CO2, покажет излишек тепла, который был произведен. Формула следующая: потребление природного газа

x H (= верхняя величина природного газа) x r\ (= производительность котла при верхней величине).

Вентилированное тепло от бака теплохранения, который является слишком маленьким, может быть определено тем же способом.

Сохраненное тепло компенсировано против требования тепла в следующий период. Это желательно для идеального, энергетически эффективного дозирования CO2, чтобы начаться с пустого бака теплохранения на следующее утро. Поэтому, требование тепла в течение ночи определяет теплохранение в течение дня. Если больше сохранено в течение дня, чем может быть компенсировано в течение ночи, бак теплохранения не может быть

опустошенным. Это означает меньше дозирования на следующий день, если энергия не потрачена впустую (выпущенное тепло). Это может вести к проблемам с культурами цветка, которые почернели, так как требование тепла резко уменьшается, когда экраны закрыты. Весной ночи все еще достаточно холодные, чтобы расходовать все тепло, сохраненное в течение дня. Поэтому

желательно базировать размер бака теплохранения на этой предпосылке.

Температура бака теплохранения увеличивается на максимум 50 °C, например от 45 °C до 95 °C. Для того чтобы увеличить температуру 1 м³ буфера до 50 °C, требуется 7 м³ природного газа, и это выпустит 12.5 кг CO2.

Величина сгорания природного газа – 35.17 MJ/м³.

Определенный нагрев воды (округлено) 4.2 джоуля/граммы/степень.

Для того, чтобы увеличивать температуру 1 грамма воды до 50 °C требуется 50*4.2 = 210 джоулей.

1 м³ запаса природного газа, с продукцией котла 85 % (.85* 35,17) = 29,89*10⁶ джоулей тепла и 1.78 кг CO2.

Поэтому 29.89*10⁶ джоулей могут использоваться, чтобы нагреть 29.89*10⁶/210=142,333 грамм = 142 килограмма воды до 50 °C

Чтобы нагреть 1 m³ (1000 кг) воду в баке теплохранения до 50 °C, требуется приблизительно 7 m³ природного газа. Это приводит к 7x1.78 = 12.5 кг CO2.

С производительностью теплохранения 80 к 140 m³/га, цифра в м² следующая: (80x12.5) к (140x12.5) = 1000 – 1750) кг. Это – 100 – 175 г CO2 на м².

Объем теплохранения (м³) умноженный на температурное увеличение (°C) 0.15 раз = требуемое количество природного газа (м³) (фактор 0.15 также включает эффективность котла и транспортные потери)