คำตอบสั้น ๆ
เครื่องลดความชื้นเชิงพาณิชย์สำหรับฟาร์มในอาคารเป็นเครื่องสำหรับงานหนักที่กำจัดไอน้ำจากการคายน้ำของพืช โดยทั่วไปกำจัดได้ตั้งแต่ 50 ลิตรถึงหลายร้อยลิตรต่อวัน ควรกำหนดขนาดจากปริมาณน้ำที่พืชดูดใช้ ไม่ใช่ปริมาตรห้อง โดยประมาณ 90–97% ของน้ำที่พืชดูดใช้จะถูกคายออกมา จึงควรแปลงอัตราการคายน้ำสูงสุดรายชั่วโมงเป็นพิกัดกำลังลดความชื้นต่อ 24 ชั่วโมง ณ อุณหภูมิและความชื้นที่ใช้งานจริง แล้วเผื่อกำลังเพิ่มอีก 20–30%
เครื่องลดความชื้นเชิงพาณิชย์คืออะไร และเหตุใดฟาร์มในอาคารจึงจำเป็นต้องใช้?
เครื่องลดความชื้นเชิงพาณิชย์เป็นเครื่องสำหรับงานหนักที่กำจัดไอน้ำปริมาณมากออกจากอากาศ โดยทั่วไปมีพิกัดตั้งแต่ประมาณ 50 L (มากกว่า 100 ไพนต์) ถึงหลายร้อยลิตรต่อวัน และออกแบบให้ทำงานต่อเนื่องในคลังสินค้า สระว่ายน้ำ โรงงาน และฟาร์มในอาคาร ในฟาร์มแนวตั้ง ฟาร์มตู้คอนเทนเนอร์ หรือโรงงานผลิตพืช เครื่องนี้จะกำจัดน้ำที่พืชคายออกมา เพื่อรักษาความชื้นให้อยู่ในช่วงที่พืชและอุปกรณ์ต้องการ
พืชปล่อยน้ำที่ดูดใช้เกือบทั้งหมดกลับสู่อากาศ ในห้องปิดที่ไม่มีการระบายอากาศออกสู่ภายนอก ความชื้นนี้ไม่มีทางออกอื่นนอกจากผ่านเครื่องลดความชื้นหรือคอยล์เครื่องปรับอากาศ หากกำลังลดความชื้นไม่เพียงพอ ความชื้นสัมพัทธ์ (RH) จะเพิ่มขึ้น การคายน้ำจะช้าลง การลำเลียงแคลเซียมจะได้รับผลกระทบ และมีโอกาสเกิดโรค เช่น โรคราสีเทาและโรคราแป้งมากขึ้น คู่มือนี้อธิบายวิธีกำหนดขนาดระบบลดความชื้นจากการคายน้ำของพืช เปรียบเทียบระบบแบบสารทำความเย็น แบบสารดูดความชื้น และแบบรวมในระบบ HVAC พร้อมกล่าวถึงการไหลเวียนอากาศและสิ่งที่ผู้ซื้อควรตรวจสอบสำหรับฟาร์มในอาคาร
ฟาร์มในอาคารควรรักษาความชื้นและอุณหภูมิไว้ที่เท่าใด?
ผักใบและพืชสมุนไพรส่วนใหญ่เติบโตได้ดีที่อุณหภูมิประมาณ 20–24°C (68–75°F) ในช่วงเปิดไฟ และความชื้น 60–75% RH ซึ่งสอดคล้องกับค่าความต่างความดันไอ (VPD) ประมาณ 0.6–1.2 kPa ค่า VPD บ่งบอกความสามารถของอากาศในการดึงความชื้น และเป็นค่าเป้าหมายในการควบคุมที่ดีกว่าการใช้ RH เพียงอย่างเดียว เพราะ RH เท่ากันที่อุณหภูมิ 18°C และ 26°C ส่งผลต่อพืชแตกต่างกันมาก
- ต้นกล้าและการขยายพันธุ์: ใช้ความชื้นสูงกว่า โดยมักอยู่ที่ 70–85% RH เพื่อปกป้องรากอ่อนและกิ่งปักชำ
- ผักใบและพืชสมุนไพร: ประมาณ 60–75% RH ความชื้นที่สูงมากลดการคายน้ำและสัมพันธ์กับอาการขอบใบไหม้ในผักกาดหอม ซึ่งเป็นความผิดปกติที่เกี่ยวข้องกับแคลเซียม
- พืชให้ผล เช่น สตรอว์เบอร์รีและมะเขือเทศ: อากาศที่มีความชื้นใกล้เคียงกันหรือแห้งกว่าเล็กน้อยในช่วงออกดอกช่วยในการผสมเกสรและจำกัดการเกิดโรคจากเชื้อรา
- ห้องเพาะเห็ด: ใช้ความชื้นสูงมาก โดยมักอยู่ที่ 85–95% RH จึงต้องจัดการแตกต่างออกไป ดูคู่มือฟาร์มเห็ดของเรา
ช่วงที่จัดการได้ยากที่สุดมักเป็นช่วงปิดไฟ อุณหภูมิจะลดลง RH เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และอาจเกิดการควบแน่นบนพื้นผิวที่เย็นและบนใบพืช กลยุทธ์ควบคุมที่ดีคือค่อย ๆ ลดอุณหภูมิลง และให้เครื่องลดความชื้นทำงานต่อเนื่องตลอดช่วงเปลี่ยนผ่าน ใบที่เปียกในเวลากลางคืนเป็นปัจจัยกระตุ้นที่พบได้บ่อยสำหรับโรคที่กล่าวถึงในคู่มือควบคุมแมลงหวี่เชื้อราและโรคราแป้งของเรา
ฟาร์มในอาคารใช้ระบบลดความชื้นประเภทใดบ้าง?
ฟาร์มในอาคารใช้แนวทางหลักสามแบบ ได้แก่ เครื่องลดความชื้นแบบสารทำความเย็นแยกเดี่ยว เครื่องลดความชื้นแบบสารดูดความชื้น และระบบลดความชื้นที่รวมอยู่ในระบบ HVAC ฟาร์มหลายแห่งใช้ระบบปรับอากาศเพื่อจัดการภาระความร้อนสัมผัส ร่วมกับเครื่องลดความชื้นเฉพาะทางเพื่อจัดการภาระความร้อนแฝง
| ประเภท | หลักการทำงาน | จุดเด่น | ข้อจำกัด | การใช้งานทั่วไปในฟาร์มในอาคาร |
|---|---|---|---|---|
| เครื่องลดความชื้นเชิงพาณิชย์แบบเคลื่อนย้ายได้ | ใช้คอยล์สารทำความเย็น มีล้อเลื่อน เป่าลมโดยตรง | ต้นทุนต่ำ เพิ่มเครื่องหรือเคลื่อนย้ายได้ง่าย | กำลังลดความชื้นจำกัด มีเสียงรบกวน ใช้พื้นที่บนพื้น | ห้องปลูกขนาดเล็ก งานลดความชื้นเชิงพาณิชย์ชั่วคราว |
| เครื่องลดความชื้นแบบแขวนเพดานหรือติดผนัง | เครื่องแบบสารทำความเย็น ติดตั้งเหนือศีรษะหรือบนผนัง | ประหยัดพื้นที่บนพื้น กระจายลมได้ดี | ต้องมีโครงสร้างรองรับและท่อระบายน้ำควบแน่น | ฟาร์มตู้คอนเทนเนอร์ ห้องปลูก โรงงานผลิตพืชขนาดเล็ก |
| เครื่องลดความชื้นเชิงพาณิชย์แบบต่อท่อลม (ติดตั้งในแนวท่อ) | เครื่องแบบสารทำความเย็น เชื่อมต่อกับท่อลมจ่ายและท่อลมกลับ | ห้องเงียบ กระจายลมสม่ำเสมอ วางเครื่องไว้นอกห้องได้ | ต้นทุนและการออกแบบระบบท่อลม | ฟาร์มแนวตั้งหลายชั้น ห้องขนาดใหญ่ |
| ระบบลดความชื้นที่รวมกับ HVAC | เครื่องจัดการอากาศหรือเครื่องแบบแพ็กเกจลดอุณหภูมิอากาศให้ต่ำกว่าที่ต้องการเพื่อควบแน่นความชื้น โดยมักมีการให้ความร้อนซ้ำ | ควบคุมอุณหภูมิและความชื้นในระบบเดียว ควบคุมจากส่วนกลาง | การออกแบบซับซ้อนกว่า การให้ความร้อนซ้ำใช้พลังงานเพิ่ม เว้นแต่จะนำความร้อนกลับมาใช้ | โรงงานผลิตพืชขนาดใหญ่ คลังสินค้า |
| เครื่องลดความชื้นอุตสาหกรรมแบบสารดูดความชื้น | ล้อสารดูดซับกำจัดความชื้น และใช้ความร้อนฟื้นสภาพสารดูดซับ | ทำงานได้ที่อุณหภูมิต่ำ และลดจุดน้ำค้างได้ต่ำมาก | ต้องใช้พลังงานในการฟื้นสภาพสารดูดซับ และเพิ่มความร้อนให้อากาศที่ผ่านกระบวนการ | ห้องเย็น ห้องอบแห้ง การปลูกพืชและการจัดเก็บที่อุณหภูมิต่ำ |
เครื่องลดความชื้นแบบสารทำความเย็น (เชิงกล) เป็นตัวเลือกหลักสำหรับห้องปลูกที่อุ่นและชื้น เพราะกำจัดน้ำได้มากที่สุดต่อ kWh ในสภาวะทั่วไปของฟาร์มในอาคาร ระบบลดความชื้นแบบสารดูดความชื้นเหมาะเมื่ออุณหภูมิอากาศต่ำ โดยประมาณต่ำกว่า 15°C (59°F) ซึ่งเป็นช่วงที่คอยล์สารทำความเย็นมีกำลังลดความชื้นลดลงและอาจเกิดน้ำแข็งเกาะ
เมื่อใดจึงเหมาะที่จะใช้ระบบลดความชื้นส่วนกลาง?
ระบบลดความชื้นส่วนกลางเหมาะเมื่อฟาร์มมีห้องปลูกหลายห้อง หรือมีห้องโถงปลูกหลายชั้นขนาดใหญ่ แทนที่จะใช้เครื่องขนาดเล็กหลายเครื่อง สามารถใช้เครื่องลดความชื้นเชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่หนึ่งหรือสองเครื่อง หรือเครื่องลดความชื้น HVAC ที่รวมอยู่ในเครื่องจัดการอากาศ เพื่อให้บริการห้องต่าง ๆ ผ่านท่อลม คล้ายกับระบบลดความชื้นในอาคารพาณิชย์ เช่น สำนักงานหรือสระว่ายน้ำ เครื่องลดความชื้นกำลังสูงประเภทนี้เข้าบำรุงรักษาจากนอกพื้นที่ปลูกได้ง่ายกว่า และช่วยแยกเสียงรบกวนกับความร้อนออกจากพืช เครื่องลดความชื้นขนาดอุตสาหกรรมแบบเดียวกับที่ใช้ในคลังสินค้าสามารถใช้ในฟาร์มในอาคารได้ หากมีพิกัดรองรับการทำงานต่อเนื่องในสภาวะความชื้นสูง และคอยล์ได้รับการป้องกันการกัดกร่อน
กำหนดขนาดเครื่องลดความชื้นเชิงพาณิชย์สำหรับฟาร์มในอาคารอย่างไร?
การกำหนดขนาดเครื่องลดความชื้นเชิงพาณิชย์สำหรับฟาร์มในอาคารควรอ้างอิงปริมาณน้ำที่พืชใช้ เพราะในห้องปิด น้ำชลประทานส่วนใหญ่ที่พืชดูดใช้จะถูกคายออกมา การใช้ปริมาตรห้องเพียงอย่างเดียว ซึ่งเป็นวิธีที่ใช้กับห้องใต้ดินและสำนักงาน จะทำให้ประเมินภาระในห้องปลูกต่ำกว่าความเป็นจริงมาก
- วัดปริมาณน้ำที่พืชดูดใช้ต่อวัน บันทึกปริมาณน้ำที่เติมเข้าระบบในแต่ละวัน เช่น น้ำที่เติมในถังพักของระบบไฮโดรโปนิกส์ แล้วหักน้ำที่ระบายทิ้งออก หากยังไม่ได้สร้างฟาร์ม ให้ใช้ข้อมูลพืชและระบบจากผู้จำหน่าย โดยถือว่าเป็นค่าประมาณ
- ประมาณสัดส่วนของน้ำที่คายออกมา ภายใต้สภาวะในอาคาร พืชมักคายน้ำประมาณ 90–97% ของน้ำที่ดูดใช้ มีเพียงส่วนน้อยที่คงอยู่ในชีวมวลที่เก็บเกี่ยว ใช้ 95% สำหรับการประมาณเบื้องต้น
- หาอัตราสูงสุดรายชั่วโมง การคายน้ำส่วนใหญ่เกิดขึ้นในช่วงเปิดไฟ นำปริมาณน้ำที่คายออกมาหารด้วยจำนวนชั่วโมงที่เปิดไฟ โดยเผื่อการคายน้ำในเวลากลางคืนไว้ด้วย
- แปลงเป็นพิกัดรายวัน เครื่องลดความชื้นระบุพิกัดต่อ 24 ชั่วโมง จึงต้องนำอัตราสูงสุดรายชั่วโมงคูณด้วย 24 หนึ่งลิตรเท่ากับประมาณ 2.1 ไพนต์สหรัฐ
- ปรับค่าตามสภาวะที่ใช้ระบุพิกัด กำลังลดความชื้นขึ้นอยู่กับอุณหภูมิอากาศและ RH อย่างมาก เครื่องสำหรับที่พักอาศัยในสหรัฐระบุพิกัดที่ 65°F (18°C) และ 60% RH ส่วนเครื่องเชิงพาณิชย์และเครื่องสำหรับห้องปลูกจำนวนมากระบุพิกัดที่ 80°F (27°C) และ 60% RH ให้ใช้กราฟกำลังลดความชื้นของผู้ผลิต ณ ค่าตั้งที่ใช้งานจริง
- หักปริมาณความชื้นที่ระบบอื่นกำจัดได้อย่างระมัดระวัง คอยล์เครื่องปรับอากาศกำจัดความชื้นได้บางส่วน แต่เฉพาะขณะที่เครื่องทำงานเท่านั้น อย่าพึ่งพาคอยล์ในช่วงปิดไฟซึ่งความต้องการทำความเย็นลดลง
- เผื่อกำลังและจัดให้มีเครื่องสำรอง เพิ่มกำลัง 20–30% เพื่อรองรับภาระสูงสุดและคราบสกปรกที่คอยล์ และแบ่งกำลังให้เครื่องอย่างน้อยสองเครื่อง เพื่อไม่ให้การขัดข้องของเครื่องเดียวทำให้พืชเสียหายทั้งรอบ
ตัวอย่างการคำนวณ
สมมติว่าพืชในฟาร์มตู้คอนเทนเนอร์ดูดใช้น้ำ 120 L (ประมาณ 32 แกลลอนสหรัฐ) ต่อวัน หากคายน้ำ 95% จะมีน้ำเข้าสู่อากาศประมาณ 114 L/วัน หากประมาณ 80% เกิดขึ้นในช่วงเปิดไฟ 16 ชั่วโมง อัตราสูงสุดจะอยู่ที่ประมาณ 5.7 L/h เทียบเท่าพิกัด 137 L/วัน (ประมาณ 290 pt/วัน) ณ สภาวะห้อง เมื่อเผื่อกำลัง 25% ควรกำหนดกำลังประมาณ 170 L/วัน (ประมาณ 360 pt/วัน) ณ อุณหภูมิและ RH ที่ใช้งานจริง โดยควรแบ่งเป็นสองเครื่อง ตัวเลขนี้เป็นเพียงตัวอย่างประกอบ ข้อมูลบันทึกการใช้น้ำของคุณเองเป็นข้อมูลตั้งต้นที่ดีที่สุด
ระบบ HVAC ของฟาร์มในอาคารต้องมีกำลังทำความเย็นเท่าใด?
ในฟาร์มในอาคารแบบปิด ไฟฟ้าเกือบทั้งหมดที่ใช้ภายในห้องจะกลายเป็นความร้อนที่ระบบ HVAC ต้องระบายออก โคมไฟ LED ปั๊ม พัดลม และเครื่องลดความชื้นเองล้วนเพิ่มความร้อนสัมผัส มีพลังงานแสงเพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์ที่ถูกเก็บสะสมผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสง
- แปลงภาระไฟฟ้าเป็นความร้อน: อุปกรณ์ภายในห้องที่ใช้กำลังไฟ 1 kW เพิ่มความร้อนประมาณ 3,412 BTU/h หนึ่งตันความเย็นเท่ากับ 12,000 BTU/h หรือประมาณ 3.5 kW
- ตัวอย่าง: ระบบแสงสว่าง 20 kW รวมกับปั๊ม พัดลม และระบบควบคุม 3 kW เพิ่มความร้อนประมาณ 78,500 BTU/h คิดเป็นภาระทำความเย็นราว 6.5 ตันความเย็น ก่อนรวมความร้อนที่เข้าสู่ห้องผ่านเปลือกอาคาร อากาศใหม่ และค่าเผื่อความปลอดภัย
- เครื่องลดความชื้นเพิ่มความร้อน: การควบแน่นของน้ำปล่อยความร้อนแฝงประมาณ 0.68 kWh ต่อลิตรกลับเข้าสู่ห้องในรูปความร้อนสัมผัส นอกเหนือจากความร้อนจากกำลังไฟที่คอมเพรสเซอร์และพัดลมของเครื่องใช้
- ฉนวนมีความสำคัญ: เปลือกอาคารที่มีฉนวนดีและปิดสนิทไม่ให้อากาศรั่วช่วยให้คาดการณ์ภาระได้ และป้องกันการควบแน่นบนผนัง
ระบบแสงสว่างมักเป็นภาระที่มากที่สุดเมื่อพิจารณาแยกแต่ละประเภท ดังนั้นโคมไฟที่มีประสิทธิภาพจึงช่วยลดทั้งการใช้ไฟฟ้าและขนาดระบบ HVAC ดูไฟปลูกพืชสำหรับการทำฟาร์มในอาคาร ระบบ HVAC ของโรงเรือนทำงานต่างออกไป เพราะโรงเรือนมักระบายอากาศชื้นออกทางช่องระบายอากาศและพัดลม แทนการควบแน่นความชื้น คู่มือการระบายอากาศและการทำความร้อนในโรงเรือนของเราอธิบายแนวทางนี้
ควรจัดการให้อากาศไหลเวียนผ่านฟาร์มแนวตั้งอย่างไร?
การลดความชื้นจะได้ผลก็ต่อเมื่ออากาศเคลื่อนผ่านทรงพุ่มจริง ชั้นปลูกหลายระดับที่จัดวางหนาแน่นทำให้เกิดบริเวณอากาศนิ่งและชื้นระหว่างใบ แม้เซนเซอร์ของห้องจะแสดงค่าอยู่ในช่วงที่เหมาะสม
- จัดให้อากาศเคลื่อนผ่านทุกชั้นอย่างนุ่มนวล โดยทั่วไปอยู่ในช่วงประมาณ 0.3–1 m/s (60–200 ft/min) ที่ระดับทรงพุ่ม ใช้พัดลมหมุนเวียนอากาศแนวนอน หรือจ่ายอากาศผ่านท่อลมตามแนวชั้นปลูกแต่ละชั้น
- จัดวางเส้นทางลมกลับให้อากาศชื้นจากชั้นปลูกไปถึงเครื่องลดความชื้น แทนที่จะไหลวนลัดวงจรอยู่ใกล้ตัวเครื่อง
- ติดตั้งเซนเซอร์อุณหภูมิและ RH ที่ระดับทรงพุ่มในหลายชั้น ไม่ใช่เฉพาะบริเวณใกล้เพดานหรือประตู
- ต่อท่อน้ำควบแน่นไปยังท่อระบายหรือถังรวบรวม น้ำควบแน่นมีแร่ธาตุละลายอยู่น้อย และมักนำกลับมาใช้ให้น้ำพืชได้หลังกรองและฆ่าเชื้อ ซึ่งช่วยนำน้ำส่วนใหญ่ของฟาร์มกลับมาใช้
การจัดการข้อมูลสภาพอากาศจากหลายจุดทำได้ง่ายที่สุดผ่านตัวควบคุมส่วนกลาง ดูข้อมูลเซนเซอร์และการแจ้งเตือนในบทความ IoT ในเกษตรอัจฉริยะ
รายการตรวจสอบสำหรับผู้ซื้อเครื่องลดความชื้นอุตสาหกรรม
เมื่อเปรียบเทียบเครื่องลดความชื้นเชิงพาณิชย์ ให้ขอข้อมูลชุดเดียวกันจากผู้จำหน่ายทุกราย เพื่อเปรียบเทียบกำลังลดความชื้นภายใต้สภาวะการใช้งานของคุณ แทนการดูเพียงตัวเลขที่ใช้โฆษณา ต่อไปนี้คือประเด็นที่เราตรวจสอบเมื่อกำหนดสเปกอุปกรณ์ควบคุมสภาพอากาศสำหรับโรงงานผลิตพืชของเรา
- กำลังลดความชื้น ณ ค่าตั้งของคุณ เช่น ที่ 24°C และ 65% RH ไม่ใช่เฉพาะสภาวะที่ใช้ระบุพิกัด
- ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ในหน่วยลิตรต่อ kWh หรือไพนต์ต่อ kWh ภายใต้สภาวะดังกล่าว เครื่องเชิงพาณิชย์ที่มีประสิทธิภาพมักทำได้ประมาณ 2–4 L/kWh ณ สภาวะอุ่นและชื้นที่ใช้ระบุพิกัด
- ช่วงการทำงาน: อุณหภูมิอากาศต่ำสุด วิธีละลายน้ำแข็ง และอุณหภูมิแวดล้อมสูงสุด
- แหล่งจ่ายไฟ: 220–240 V เฟสเดียว หรือ 380–480 V สามเฟส ความถี่ 50 หรือ 60 Hz และกระแสขณะเริ่มทำงาน
- โครงสร้าง: คอยล์เคลือบผิวสำหรับอากาศชื้นที่มีละอองปุ๋ย ตัวเครื่องสเตนเลสหรือเคลือบสีฝุ่น และแผ่นกรองที่ล้างได้
- ระบบควบคุม: เปรียบเทียบตัวควบคุมความชื้นในตัวกับการควบคุมจากภายนอก มีหน้าสัมผัสแห้งหรือ Modbus สำหรับเชื่อมต่อกับตัวควบคุมฟาร์ม
- การติดตั้ง: แบบต่อท่อลมหรือเป่าลมโดยตรง ปั๊มน้ำควบแน่น ระดับเสียง และพื้นที่เข้าถึงเพื่อบำรุงรักษา
ขั้นตอนถัดไป
เครื่องลดความชื้นเชิงพาณิชย์ที่กำหนดขนาดจากการคายน้ำ ร่วมกับระบบทำความเย็นที่มีขนาดเหมาะสมและการไหลเวียนอากาศที่ดี ช่วยรักษาสภาพอากาศในฟาร์มในอาคารให้คงที่ตลอดทุกรอบการเปิดปิดไฟ Mars Vertical Farm ออกแบบโรงงานผลิตพืชแบบตู้คอนเทนเนอร์และแบบในอาคาร โดยจัดระบบแสงสว่าง HVAC การลดความชื้น และการให้ปุ๋ยทางระบบน้ำให้สอดคล้องกับแผนการปลูก เช่น โรงงานผลิตพืชแบบตู้คอนเทนเนอร์อัตโนมัติเต็มรูปแบบของเรา และฟาร์มในอาคารที่ออกแบบตามความต้องการในกลุ่มผลิตภัณฑ์โรงงานผลิตพืช หากต้องการเปรียบเทียบรูปแบบในภาพรวม ดูฟาร์มตู้คอนเทนเนอร์เทียบกับโรงงานผลิตพืชในอาคาร แจ้งชนิดพืช ขนาดห้อง และสภาพอากาศในพื้นที่ของคุณ แล้วเราจะเสนอชุดระบบควบคุมสภาพอากาศตรงจากโรงงานที่กำหนดขนาดให้เหมาะกับโครงการของคุณ
