栽培環境構築関連

サボテン用フレーム内の温度計測からわかること

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我が家のサボテン用フレームは、複数のセンサーで5分単位で24時間温度計測をしています(温度計測システム製作については「BeagleBoneBlackによる温度測定&ファンコントロール」を参照のこと)。
BeagleBoneBlackによる温度測定&ファンコントロール
BeagleBoneBlackを買った 写真 本体 温度センサ Ubuntuをインストール よく使うWindows7にて  からBeagleBoneBlackとPCとをUSBで繋ぐ際のドライバを...


今回は、とある一日の温度計測グラフから何が読み取れるのかを考えてみたいと思います。


対象となるフレームが下の写真です。フレームについての詳細はこちら「イレクターパイプで温室を作るぞ!(完成編)」を参照のこと。
イレクターパイプで温室をつくるぞ!(完成編)
前回の記事からついに完成!冬に間に合いました。 外観。バルコニーの手すりより高さは低いです。台風およびマンションの大規模修繕の時に、部屋に温室ごと入れられるように、窓を通れる大きさです(但し重すぎて一人で運ぶのは不可能です)。...
 

フレームを上から見たところ。保温のためサンキープコート(サニーコートの仲間。たぶん)なるものを被せてあります。底面にはカネライトフォームを敷いて断熱しています。

フレームを横から見たところ。赤いのがヒーターです。



温度センサーの位置とヒーター、ヒーターサーモの位置です。今回の記事では重要です。

というわけで以下の図が2014年12月07日(晴れ)のグラフです。このグラフから何が読み取れるか考えてみます。ちなみに私のExcelからのエクスポートミスで色が薄くなってしまい見づらいかと思いますがご了承ください。


  • 真っ赤な線が「フレーム内の日向の温度 ≒ サボテン表面温度」
  • 黄色の線が「フレーム内の日陰の温度 ≒ いわゆる温室内温度」
  • 茶色の線が「フレームの外の日陰の温度 ≒ 百葉箱の中の温度」
  • 水色の線が「フレーム内の湿度」
※センサーの位置は上のCAD図を参照のこと。
 

■グラフの○1からわかること

フレーム内の日陰の温度(黄色い線)が5℃~6℃を漂っています。フレーム外の温度(茶色の線)は最低が2℃程度まで落ちていますから、フレーム内でヒーターがきちんと動作していることがわかります。
 
ただ、これには致命的問題があって、同じフレーム内の日向の温度(赤い線)は、本来であれば、フレーム内の日陰の温度とイコールでなければ困ります。なんてったって同じフレームの中なわけですから(夜間は日照関係ないですし)。
 
この原因は、センサーとヒーターサーモの位置にあるかと思います(CAD図参照)。赤い線は、ヒーターから遠い場所にあり、黄色い線とヒーターサーモは近い場所にあります。つまりこの現象は、遠い場所にある赤い線のセンサーのところまで加温されずに、ヒーターがOFFしていることになります。大問題です。
 
ヒーターとサーモスタットは、フレーム内できちんと対角線におかなければならないということです。
 

 

■グラフの○2からわかること

○2のポイントでは、フレーム内の日陰の温度と日向の温度が、同じ傾きで急下降しています。これはなかなか不思議な現象です。
 
日向の温度は、理論的には、日光の具合や雲のかかり具合などで、温度は急上昇・急下降をしますが、半密封されたフレーム内の日陰の温度は、日向のそれと同じように急激に変わるはずはないからです。
 

 
この事実から推測するに、この急降下の直前に背面の排熱用換気用ファン(駆動温度は25℃設定)が回転したことが推測されます。自信はありません。
 
 

 

■グラフの○3からわかること

グラフからもわかるように、フレーム内の日向と日陰の温度差は10℃を超える場合もあります。
 
日向の温度は定期的に、上昇下降を繰り返しています。これはルーフバルコニーの手すりの柱による影の影響ではないかと思われます。もしくは単なる曇空かも。
 
フレーム内の日陰の温度は、日向の温度のように急上昇・急下降はしておりません。また、外気温(茶色の線)よりかは最大で15℃程度暖められているようです。保温のために二重張りをしていて、つまりは太陽光線が結構遮られて、この温度ですので、単なる1枚張りだったらもっと温度が上がるような気がします。
 

■グラフの○4からわかること

日が落ちてしまえば、外気温もフレーム内気温もほぼ変わりありません。もうちょっと長い間、昼間の温度をキープしてくれているのかと思っていたのですが、かなり早く外気温とイコールになっています。
 
これは、自作のフレームの密封度がもしかしたら良くないのかもしれません(and 容積がすくなすぎる)。
 
 

※上記全てについては、温度センサーに誤差がないという仮定の下、考察しています。実際、今回使用している温度センサLM35DZは最大±3℃の誤差があるようです(誤差でかすぎ)。

・・・
 
 
 

というわけで、長文にもかかわらず全く面白い内容ではありませんでしたが、実際にグラフを取ってみて初めて気づくこと、理解できることがありました。勉強して、時間をかけて、頑張って、装置を作った甲斐がありました!

 
下の写真は、このフレームの中で昨日咲いていた”と思われる”ドリコテレだかマミラリアだかの琴糸玉です。花が咲いてくれるとなんとなく安心いたしますね。
サボテンフレーム
 
 

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