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熱泵節能效益評估

熱泵節能效益評估 近年,熱泵在國內學術及廠商單位積極推動下,在不同行業,例如:醫院、旅館、學校、溫水游泳池、安養院及住家等用戶已有超過百件應用成功案例。 政府為降低企業對能源的耗用量,除積極開發電源及獎勵再生能源設備外,同時也推動能源用戶選用高能源效率又環保的設備。由熱泵實際應用案例的測試證實,熱泵若在合理規劃運作下,熱泵的加熱性能係數(COP)都可大於3以上;若能積極取代傳統電力、瓦斯、柴油熱水鍋爐等加熱系統,可節省用戶的能源及運轉費用達二分之一以上,成效驚人。 熱泵原理與構造 使用冷氣機可以製造冷氣,亦會往外排出熱氣,由於能量不滅定律,排出熱氣的能量(QH)會等於輸入冷氣機的電能(We)加上從冷氣房所吸取的熱量(QL),即QH=QL+We。 冷氣機為一部移熱裝置,把熱能從一個地方(冷氣房)移到另一個地方(大氣),此移動熱能的作用需要借助電能才會發生,有如家庭裡所用的水泵於通電後,水將會從底樓自來水池送到頂樓水塔上一樣。惟冷氣機所搬動的是看不見的熱能,所以冷氣機的學名又稱為「熱泵」,利用壓縮機的熱力循環原理(朗肯循環)來產生移動熱能的作用。 朗肯循環主要由4個組件構成,包括:壓縮機、冷凝器、膨脹閥與蒸發器。壓縮機內容充滿冷媒,冷媒蒸氣受壓縮機壓縮產生高溫高壓蒸氣,流入冷凝器因排熱而凝結成冷凝液,經一膨脹閥流入蒸發器內蒸發成蒸氣而產生吸熱效應(冷氣效果),蒸氣再被壓縮機吸入繼續進行壓縮,構成一循環迴路。整個現象即熱能在蒸發器處被吸收,然後於冷凝器處被排出並進行收集與利用,構成一個熱的移動過程。 冷氣機(熱泵)如置於室外,從大氣中吸取熱能,排出的熱量將導入水槽中製成熱水供使用,此即「大氣取熱式熱泵熱水器」(詳圖1)。由於大氣熱能來自地球上的大氣層,可持續吸收太陽能,因此「大氣取熱式熱泵熱水器」亦是太陽能應用的一種。排入室內的暖氣能量(QH),約為輸入電能(We)的2~3倍,即輸入1kW電能,可以獲得2~3kW的暖房能力;而市面上暢銷的電暖爐,即使輸入1kW電能,至多也只能獲得1kW的暖房能力,因此,採用熱泵來取暖,可以節省電力約5到7成,是值得大力推廣的綠色環保器具。 另外,依熱源取得的型態,可再分成太陽輻射與大氣雙熱源型熱泵。如圖2所示,利用太陽能集熱板與蒸發器收集熱能至壓縮機,再經由冷凝器與熱虹吸交換器,將熱能儲存至熱水儲槽。此...

垂直農場的好處

垂直農場的好處 全年作物產量室內單位產量是室外的4~6倍,根據作物如草莓可高30倍 農作物收成與天氣無關,不受乾旱,洪水,蟲害等影響 所有垂直農場都是有機的食品:沒有除草劑,殺蟲劑或化肥 垂直農場幾乎消除了農業徑流黑色的水回收 垂直農場的返回的農田自然,恢復生態系統的功能和服務 垂直農場的在農業接口所收購的許多傳染病的發病率大大降低 垂直農場的轉換成黑色和灰色的水轉化為飲用水,收集蒸散水 垂直農場的增加能量回饋到電網通過甲烷的生成,從堆肥的動物和植物的非食用部分 垂直農場減少燃料的使用(沒有拖拉機,犁,發貨。) 垂直農場將廢棄的城市性質為食品生產中心 垂直農場為城市中心創造可持續發展的環境 垂直農場創造新的就業機會 垂直農場的第一次學習種田室內地球上,我們不能去到月球,火星或更遠的 垂直農場的可以證明是有用的融入難民營 垂直農場的提供可衡量的經濟改善的承諾的熱帶和subtropical LDCs的。如果是這樣的證明的情況下,VF可能會幫助減少甚至逆轉的最不發達國家的人口增長,因為他們採用了都市農業作為一項戰略,可持續的糧食生產中的催化劑。 垂直農場可以減少用水的需求和對土地衝突 ECOFRIEND 垂直農業作為一種新型農業發展模式,將對未來農業的發展產生至關重要的影響。它巧妙地解決了世界上日益嚴峻的人口增長與耕地面積萎縮的歷史性矛盾。在垂直農業模式下,種植業和養殖業都將被轉移到摩天大樓內的溫室進行。這種耕地向立體空間拓展的農業發展新模式將在未來養育很多人。 垂直農業概念類似於古巴比倫的空中花園。由於採用溫室技術控制大樓內部採光和溫度,垂直農業極大地提高了種植業和養殖業的生產效率。儘管這種農業模式的實際效果還沒有得到公認,但鑑於其諸多優勢,仍然有許多國家紛紛建立起了垂直農業實驗基地。這一農業模式具備如下優勢: 空間優化利用 垂直農業能將分散的土地資源集約化。將農業生產向空間垂直拓展就能在很大程度上解決土地面積對農業生產的限制。 符合環保 垂直農業減少傳統農業面積,在很大程度上遏制了森林退化和土地荒漠化的進程。 避免氣候災害 垂直農業能夠減少氣候災害對農業的影響,同時也杜絕了因氣候變化給農作物帶來的病蟲害損失。從此...

水錘馬達

水錘馬達Hydraulic Ram Pump 水錘馬達已沿用了近300年 ,基本的設計原理不變 。基本原理是把水流先產生水錘效應來壓縮空氣 , 有了壓縮空氣再送水到比水流高一點的高處水塔 。 通常是約6~40公尺 , 因為這是在平地的需求,一般只有低坡度的溪水或溝圳在流動 , 不像山坡地的水流可以引流遠方高處的水流,利用連通管的原理引水 。 一般水錘馬達 , 幾乎只要水質不會太多阻礙水流的物質 , 加一個濾網後 , 幾乎沒聽過故障的 , 只是要注意高揚程小水流的產品 , 還是低揚程大水流的產品 。 一般最小的水錘馬達價格約在台幣二千元就可以買到,安裝也非常簡單,可以自己施工就好 , 實作一次後 , 你就發現有夠簡單的 。 備註1: 假設我們的水塔要到平地的3F屋頂,一層樓假設4公尺,共需抽水到平地高16公尺的水塔上,一天約需3噸用水 因此我們要買揚程約20公尺,水量每小時100公升的小型水錘馬達即可。 假設一樓要澆花用的水塔,我們假設共需抽水到平地高4公尺的水塔上,一天約需10噸用水,因此我們買揚程約5公尺,水量每小時300公升的小型水錘馬達即可。 備註2: 基本上搭配水錘馬達要順便搭配儲水的水塔 , 通常 水錘馬達的抽水速度很慢 ,水塔通常要足夠的儲水量才比較容易運作 。 和水車的比較 水車的效率比水錘馬達好多了 , 但是體積跟造價都貴很多 。 一個水錘組 , 假設要揚程10公尺 , 一天處理3噸水的產品 , 大概台幣2千元 , 裝設總空間約1立方米 。 至於水車 , 可以簡單的想像一下 , 揚程10公尺 , 就是直徑5公尺左右的水車車輪體 。 幾乎等同一個小型的景觀 , 就算自己找回收的木料 , 也是價格不菲 。 但是水車的聲音比較小 , 效率比較高 , 大型的水量需要 , 水車當然是便宜了 。 如果說,水量的需求很大,我建議變通一下 , 先裝一個最小的水錘馬達 , 然後24小時用水錘馬達抽水到水塔 , 當要用水時往往是定時定量要水 , 這時補裝一個電力的抽水馬達 , 要大量用水才啓動用電的抽水馬達 。 兩個小馬達 , 絕對比一個大馬達便宜,一個不用電力當常設選項 。 另一個當備用選項 , 畢竟水量的需求通常是有高峰期的 , 不需要花很多的錢購買超級無敵鐵金...

一場寧靜革命

一場寧靜革命 比爾‧默立森先生專訪 Bill Mollison calls himself a field biologist and itinerant teacher. But it would be more accurate to describe him as an instigator. When he published Permaculture One in 1978, he launched an international land-use movement many regard as subversive, even revolutionary.  比爾‧默立森(Bill Mollison)自許為田野生物學家與巡迴教師。然而精準特寫他是一位導師或先知。當他1978年出版「樸門永續農業」(Permaculture One)時,順道發起跨越國界的土地利用運動,很多人認為這是極具顛覆性的革命運動。 Permaculture–from permanent and agriculture – is an integrated design philosophy that encompasses gardening, architecture, horticulture, ecology, even money management and community design. The basic approach is to create sustainable systems that provide for their own needs and recycle their waste. 樸門農業- 永續的農業-是一套整合式的設計理念,包含農藝、建築、園藝、生態,甚至財務管理和社區規劃。基本的做法是建立可持續的系統,讓該系統能自行供應所需,並不斷循環利用自身的廢棄物。 Mollison developed permaculture after spending decades in the rainforests and deserts of Australia studying ecosystems. He observed that plants naturally group themselves in m...

農耕的基本概念

介質 天然的土壤,依其顆粒的大小,分為砂土、壤土和黏土。 砂土的顆粒大,排水性佳,相對的涵養水分的能力也較差,而且通常含有較少的有機質,所以不肥沃,適合種植一些耐旱,對土壤排水性較苛求的植物,例如:仙人掌和多肉植物。 壤土的顆粒介於砂土和黏土之間,其保水性佳,往往也富含有機質,適合最多的植物生長。 黏土的顆粒小,易結成硬塊,不利植株根部生長,而且保水性差,逶氣性亦差,排水也不良,更沒有壤土的肥沃,可以說是最沒有價植的土壤。 優良培養土條件 清潔、無污染 排水良好 保水利佳 保肥性佳 化學反應適宜 取材方便實用 常見的栽培介質 真珠石:石灰岩高溫處理後,形成白色多孔粒狀結構。 真珠石質地輕, 會浮在水上,所以澆水澆太滿的時候也會跟水一齊流掉。真珠石不保水,也不含有機質,通常是用來改善盆土的透氣性的,因為不像砂石那麼重 (砂石也可以改善透氣性) ,可以使盆栽變得較輕。 發泡煉石 (煉石) 黏土和水後,高溫鍛燒而成。 其質地似磚,大小似小石頭。煉石不保水也不含有機質,通常用於改善盆土的通氣性,可以用煉石鋪盆底增加通氣性,或是和蛭石合用於水耕蔬菜的栽培介質,甚至裝飾用。 蛭石:蛭石的觸感像軟木片。 其實是雲母受熱膨脹裂成的碎片。 保水、保肥力均佳,常和煉石合用於水耕蔬菜的栽培。 蛇木 蛇木其實是莎羅科植物,纏繞在莖外的不定根。 市面上可以看到切割成一片片的蛇木板,或是拆散的蛇木屑。蛇木通常用於蘭花的培養。氣生根的蘭花,野生的時候,根部就是暴露在空氣中,所以它們需要透氣性非常好的介質。蛇木就是一個很好的選擇。 水苔:是一種苔類植物乾燥而成的。 保水性佳,但再溼性差,一旦完全乾透後再澆水,很難回復先前的保水性。所以需經常保持溼潤。水苔通常用於高壓繁殖,盆面裝飾,和把蘭花接植在蛇木板上。 泥炭土 沼澤區腐化的植物體,炭化程度高,含肥量低。 泥炭土的保水力佳,土質鬆軟,極適合栽培一些草本花卉、草本觀葉植物,和蕨類植物。唯一的缺點是其再溼性差,應避免盆土乾透的情形發生。 腐質土 有機質如落葉…等經長期分解而成。 因其富含有機質,可以用來改善土壤的肥沃度。 盆器 育苗床、育苗箱、陶盆、瓦盆、瓷盆甚至於紙盆,該怎麼從琳...

桑基魚塘

桑基魚塘 是廣東省珠江三角洲一種獨具地方特色的農業生產形式。因其生產上形成良性的循環而出名。珠江三角洲由東、西、北三江匯合沖積而成,地處北迴歸線以南,全年氣候溫和,雨量充沛,日照時間長,土壤肥沃,是盛產蠶桑、塘魚、甘蔗的重要基地。三角洲內河網密布,交通便利,自然條件優越。由於珠江三角洲地勢低窪,常鬧洪澇災害,嚴重威脅著人民的生活和生產活動。當地人民根據地區特點,因地制宜地在一些低窪的地方,把低窪的土地挖深為塘,飼養淡水魚;將泥土堆砌在魚塘四周成塘基,可減輕水患,這種塘基的修築可謂一舉兩得。後來,隨著農業生產的發展和市場經濟的影響,珠江三角洲出現了新的生產結構方式—"果基魚塘"、"桑基魚塘"。"果基魚塘"是把低窪的土地挖深為塘養魚,堆土築基,填高地勢,相對降低地下水位來種植果樹(如栽植荔枝、柑橘、龍眼等果樹)。後來由於國際貿易對絲綢需求的擴大,種桑養蠶的獲利大大超過了水果的收益,不少地區從原來的果基魚塘生產形式大量改為桑、塘專業性生產。果基魚塘的生產方式,逐漸演變為魚塘里養魚,塘基上種桑樹的桑基魚塘,這樣就順便解決了低窪地積水內澇的問題。人們改變了傳統的耕作方式,充分地利用土地的空間與輪作的時間,以求最佳的經濟效益。 “桑基魚塘”的生產方式是:蠶沙(蠶糞)餵魚,塘泥肥桑,栽桑、養蠶、養魚三者有機結合,形成桑、蠶、魚、泥互相依存、互相促進的良性循環,避免了窪地水澇之患,營造了十分理想的生態環境,收到了理想的經濟效益,同時減少了環境污染。 建塘 新開桑基魚塘的規格,要求塘基比1:1。塘應是長方形,長60~80米或80~100米,寬30或40米,深2.5~3米,坡比1∶1.5。將塘挖成蜈蚣形群壕,或併列式渠形魚塘6~10口單塘,基與基相連,並建好進出水總渠及道路(寬2~3米)。這樣利於調節塘水、投放飼料、捕魚、運輸和挖掘塘泥等作業,也利於桑樹培管、采葉養蠶。新塘開挖季節以選擇枯水、少雨的秋末冬初為宜。挖好的新塘要曬幾天,再施些有機糞肥或肥水,然後放水養魚。加強塘基管理塘基桑樹的生長好壞,產葉量高低,葉質優劣,直接影響到繭、絲、魚的產量和質量。因此,培管好塘基桑樹,增加產葉量,是提高桑基魚塘整體效益的關鍵。塘基桑園的高產栽培技術,應堅持“改土、多肥、良種、密植、精管”十字措施,以達到快速、優質、高產的目的...

膨化稻草取代水草

膨化稻草取代水草 培育蘭花新契機 【陳文霖 屏東長治】 水稻為台灣第一大宗農作物,但收割後的作物殘渣卻不容易處理,因為稻草分解不易,燃燒稻草則會造成空氣汙染甚至引發交通事故,因此高雄農改場研發將稻草膨化處理,發現其功效可以取代培養蘭花的進口水草,為農業廢棄物找到回收再利用的新途徑。 台灣每年約有上百萬噸的廢棄稻草,過去農民多半在田間直接燃燒處理,不過自從政府以環保考量,而立法禁止後,處理廢棄稻草成為農民頭痛的問題。 農民林先生:「因為稻草直接在田裡絞碎掩埋,不會馬上腐爛,沒有馬上爛掉,可能作業上會較麻煩。」 為了幫農業廢棄物尋找出路,高雄農改場將稻草以蓬鬆纖維化處理,用以取代一般培養蘭花的水草,發現膨化的稻草不但具有良好的保水能力,酸鹼值還高於水草,可以延緩栽培介質酸化的問題。 高雄農改場助理研究員蘇博信:「基本上我們的膨化稻草,是屬於弱酸性的物質,PH值大概在6~6.5左右,所以取代之後,酸化的能力就會比較減弱。」由於目前栽培蘭花的水草大多從國外進口,所需的費用不低,因此農改場表示,今後如果用膨化稻草取代進口水草,預計種植成本可以降低一半以上,對於農業廢棄物的回收以及蘭花生產,都將帶來突破性的發展。 圖一、膨化稻稈,機械纖維化之產品 開發膨化稻稈做為蘭花栽培介質之研究 稻米為台灣地區主要作物之一,於農業耕作中占相當大的比例,而生產過程中所產生之稻殼及稻桿為主要農業廢棄物之一。台灣每年約有300萬公噸的廢棄稻稈及稻殼,稻稈一般處理之方式包括就地掩埋、直接燃燒等;稻稈分解不易,腐熟過程中易產生厭氣環境而影響作物根系生長,燃燒稻草則造成空氣污汙染且引發交通事故,目前政府已立法禁止田間直接燃燒稻草,如能將稻稈及稻殼以不同方式再利用,將可為農業廢棄物另覓一條出路。利用膨化技術,可將廢棄稻稈殼應於作物栽培上,不僅可減少農業廢棄物不當棄置造成污染,同時可達成減量(reduce)、重複利用(reuse)及循環再造(recycle)的目標。 膨化稻稈之外觀如圖一所示,其製程包括以下步驟1.利用裁切機將稻稈切成2-4公分長,2.利用膨化機械裝置將稻稈纖維化;通入水汽將稻桿軟化後,利用螺旋式轉動將稻桿纖維化,3.風乾膨化稻桿,所獲得膨化稻桿之物理性質如表一所示,膨化後之稻桿容水量增加,但較水草低,充氣孔隙度則較水草高,而相較於水草而言,膨化稻桿為弱酸性質材,測...

AutoPot零排放水耕系統

AutoPot零排放潮汐水耕系統 植物自動潮汐水耕,屬於Aero-Hydro garden的一種,它由水盆,水箱和潮汐閥組成.它可以控制,它可控制潮汐二個水位.低於汐水位-自動供水;達到潮水位-自動停水,停水期間以水的蒸散作用讓植栽吸收,當水位下降到汐水位時(可能是幾天或幾小時,依不同植栽而定) 土壤本身永遠保持潮濕但不浸濕的狀況, 使耐旱,好濕植物都能正常吸氧,不會爛根.潮汐水耕對不同季節,不同作物,對同一作物不同的生長階段是不同的, 間歇澆水器會自動按植物實際需求完成潮汐期長短的轉換.這有別於一般自動澆水器的想法.真正做到按植物實際需求供水.工作其間不用電.適用於無土栽培溫室,陽台,屋頂花園.澆水不用人工管理.更重要的是水源零回收零排放