سیستم سرمایش گلخانه

سرمایش گلخانه

خنک کردن گلخانه بسیار سخت تر و پر هزینه تر از گرم کردن آن می باشد. در تابستان هوای داخل گلخانه ها اغلب 11 درجه سانتی گراد و بیشتر از دمای محیط بیرون است.
در مناطق گرم،  کشت محصولات در تابستان و درون گلخانه بدون انجام تهویه شدید و خنک کردن گلخانه با استفاده از سیستم سرمایشی امکان پذیر نیست، چون درجه حرارت محیط به سرعت از حد تحمل گیاه تجاوز می کند . استفاده ازکولرهای آبی خانگی در گلخانه های کوچک و کولرهای آبی صنعتی در گلخانه های بزرگ در شرایطی که رطوبت نسبی محیط پایین باشد امکان پذیر است . راه حل دیگر تجهیز گلخانه به سیستم های سرمایشی مخصوص گلخانه است.

دمای روزانه و شبانه توصیه شده برای چند محصول متداول گلخانه ای:
محصولدمای شبانه ( F)دمای روزانه ( F)
گوجه فرنگی66-6080-70
کاهو5578-70
خیار6580
فلفل6280-70
گل داودی63-6280-75
گل شمعدانی60-5575-70

انواع سیستم های سرمایش گلخانه

به طور کلی بسته به نوع گیاه و حداکثر درجه حرارت محیط سیستم های سرمایش به دو صورت سرمایش غیر فعال و سرمایش فعال تقسیم بندی می شوند.

سرمایش غیرفعال (Passive Cooling)

این روش عمدتا متکی بر اختلاف درجه حرارت داخل و خارج گلخانه می باشد. بدین ترتیب با استفاده از دو روش تهویه – جابجایی هوا و سایه اندازی روی سقف گلخانه عمل می کنند.

1- تهویه و جابجایی هوا (Ventilation)

تهویه و جابجایی هوا با استفاده از پنکه های دیواری و دریچه ها و یا پنکه های سقفی صورت می گیرد. به طور مبنا، پنکه های دیواری و سقفی بایستی ظرفیت خروج هوای کل گلخانه در یک دقیقه را دارا باشند.

در بسیاری از گلخانه های مکانیزه برای خروج گرما، از پنجره های سقفی قابل باز و بسته شدن نیز استفاده می شود. این پنجره ها در طول تونل های گلخانه باز و بسته شده و یک مکانیزم شامل ریل، چرخ دنده و یک شاخه لوله انتقال دهنده قدرت که محرک آن یک موتور و گیربکس سه فاز بسیار قوی است، آن را باز و بسته می کند.

نکته مهم آن است که دریچه هایی که در جهت وزش باد قرار دارند، نسبت به دریچه های واقع در خلاف وزش باد، با زاویه کمتری باز می شوند تا مکش و تخلیه هوا به خوبی در گلخانه صورت گیرد. از آنجایی که هوای گرم پیوسته در سطح بالای هوای سرد قرار می گیرد، به منظور ایجاد جریان هوای مطلوب در داخل گلخانه لازم است پنجره های سقفی همراه با پنکه های دیواری با ایجاد جریان مطلوبی از هوا، هوای بیرون را وارد و هوای گرم داخل را خارج گرداند.

2 – سایه انداز (Shade Cloth)

پرده های سایه انداز عمدتا برای جلوگیری از نفوذ بیش از اندازه نور خورشید و در نتیجه بالا رفتن دمای گلخانه بکار می رود، اما نوعی از آن که سایه انداز آلومینیومی دو منظوره نام دارد، علاوه بر سایه اندازی در روزهای گرم تابستان، در شب های زمستان به کمک سیستم گرمایشی آمده و از نفوذ گرما به فضای بالای گلخانه جلوگیری می کند تا گرما در سطح بسترها باقی بماند. سیستم باز و بسته کردن پرده سایه بان، یک مکانیزم رفت و برگشتی است که توسط یک موتور سه فاز و گیربکس نسبتا قوی صورت می گیرد. انتقال قوای محرکه نیز توسط ریل های دندانه دار بلند و چرخ دنده ها و نیز لوله های کشنده انجام می پذیرد. معمولا برای یک گلخانه با مساحت حدود ۵۰۰۰ متر مربع، یک موتور و گیربکس کافی می باشد.

برای جلوگیری از افتادگی پرده های سایه بان یا به اصطلاح شکم دادگی، از سیم های پلی اتیلنی که اخیرا جایگزین خوبی برای انواع گالوانیزه آن گردیده استفاده می شود، بطوریکه در طول حرکت سایه بان به فواصل منظم و به موازات یکدیگر، زیر و روی پرده نصب می شوند. در مواردی نیز می توان با اندود کردن و یا با پوشش شیری رنگ در گلخانه بخش زیادی از انرژی حرارتی خورشید که به گلخانه تابیده می شود را منعکس نمود.

سرمایش فعال (Active Cooling)

این روش که تحت عنوان سرمایش تبخیری (Evaporating Cooling) نیز نامیده می شود، اصولا بر اساس جذب حرارت موجود در هوا هنگام تبخیر رطوبت از سطوح مختلف استوار می باشد. بنابراین در این روش تبخیر آب از سطوح مرطوب مصنوعی در گلخانه موجب کاهش درجه حرارت محیط گلخانه می گردد. همانطور که ملاحظه شد، سیستم های سرمایش غیر فعال عمدتا بر سرعت جریان باد و جابجایی هوای داخل و خارج گلخانه متکی هستند، حال چنانچه حرارت محیط خارج نیز بالاتر از حد مطلوب گیاهان باشد، روش های سرمایش غیر فعال به منظور کاهش دما کفایت نخواهند کرد. ذکر این نکته ضروری است که سیستم های سرمایش فعال درجه حرارت را به نحو محسوس تری نسبت به روش های غیر فعال کاهش می دهند و بدین ترتیب قابل توصیه برای گیاهانی هستند که نیاز به دمای پایین برای رشد مطلوب خود دارند. این سیستم ها بر اساس نحوه تبخیر آب به دو صورت سیستم پد و فن و خنک کننده مه پاش تقسیم می شوند. سیستم پد و فن در مرغداری ها نیز کاربرد دارد.

سیستم پد و فن (Fan and Pad System)

سیستم سرمایش تبخیری با پد کاراترین روش بـرای خنـک کـردن سالن های گلخانه در مناطق خشک و نیمه خشک میباشد. اساس کـار خنـک کننده های رطوبتی بدین صورت است که پدهای سلولزی به صورت عمـودی روی دیـوار عرضی یا طولی گلخانه تعبیه شده و با ریخـتن مـداوم آب روی آنهـا، به وسـیله پمپ مرطوب میگردند. در زیر پدها قاب نگهدارنده پد(قاب آلومینیومی)قرار دارد که باعث می شود آب اضافی عبور کرده از پد را جمع آوری کرده و بـه مخـزن آب هـدایت کند و مجدداً به سیستم باز گرداند در طرف مقابل این سطوح، فن هایی قرار دارند که بـه هنگـام کـارکردن موجب ایجاد خلاء نسبی در داخل گلخانه گشته و لذا سبب عبور هوا از داخل این صفحات متخلخل مرطوب میشوند. عبور جریان هوا از داخل این سـطوح مرطوب باعث تبخیر رطوبت گردیده و حرارت هوا را جذب کـرده، لـذا هـوای خروجی از این صفحات خنک تر خواهد شد. جنس پـدها معمـولاً از صـفحات مشبک مقوایی سـلولزی پوشـالی و گـاهی از پوکـه هـای صـنعتی اسـتفاده میگردد ولی امروزه استفاده از پد سلولزی به دلیل کارایی بـالای آن توصـیه میشود.

این روش خنک سازی اصولاً متکی بر اختلاف درجه حرارت خشـک وتَر میباشد. درجه حرارت تَر همیشه کمتر از درجه حرارت خشک بـوده و در مواقعی که هوا صد در صد مرطوب باشد اشباع، با هـم برابـر مـیشـوند. بـه عبارت دیگر، اگر سیستم سرما ساز راندمان صددرصد را داشـته باشـد، درجـه حرارت هوا میتواند به اندازه اختلاف درجه حرارت خشک و تر کـاهش یابـد. در صــورتی کــه رانــدمان سیســتم سرمایشــی را بــدانیم، مــیتــوانیم دمای خروجی سرد شـده از پـد را بـا اسـتفاده از رابطـه زیـر تخمـین بـزنیم:

(Tcool = Tout – (% EF) (Tout – Twb
که در آن Tcoolدمای خروجی از پد

Toutدمای خشک بیرون

Twbدمای تر بیرون

و EF راندمان سیستم (درصد) میباشند.

بهترین زمان برای اندازه گیری درجه حرارت تر، ظهر میباشد. چرا کـه میزان تابش خورشید و دمای هوا در این زمان به حداکثر مقدار خود میرسند و در نتیجه اختلاف درجه حرارت خشک و تر حداکثر است. به بیان دیگـر در این زمان حداکثر پتانسیل سرد شوندگی توسط سیستم به خـوبی نشـان داده میشود. بطور کلی کـارآیی پـدها در شـرایط گونـاگون آب و هـوایی مختلـف متفاوت است.

 

سیستم سرمایش آبفشان

در این سیستم آب با فشار بالا و مه گونه در معرض جریان هوا قرار می گیرد. پمپ های فشار قوی از طریق شبکه لوله کشی، آب را به نازل های پودر کننده می رسانند. در برخی سیستم ها جریان هوا به صورت طبیعی و در برخی دیگر به صورت اجباری است.

دبی آب سرمایش آبفشان با تهویه طبیعی
دامنه دمای هوای خارج (˚F)دبی آب (GPM) به ازای هر (FT2)
75-850.00016
85-950.0002
95-1050.0003
105-1150.0004
دبی آب سرمایش آبفشان با تهویه مکانیکی
دامنه دمای هوای خارج (˚F)دبی آب (GPM) به ازای هر (GFM)
75-850.000018
85-950.000025
95-1050.000034
105-1150.0000435
GPM=گالن در دقیقه CFM= فوت مکعب در دقیقه هوای تخلیه FT2 مساحت گلخانه

مثال: گلخانه ای دارای 10 بخش به عرض 21 فوت و به طول 144 فوت است. هر بخش دارای هواکشی به ظرفیت 2000 CFM است. چنانچه هوای خارج 95 درجه فارنهایت باشد. حداقل اندازه دبی پمپ به نحو زیر محاسبه می شود.

(10×20000×0.000025 GPM / CFM=5GPM (18.92 LIT/MIN

چنانچه نازل 1000 PSI با دبی 0.0225 انتخاب شود.

5 GPM/ 0.0225=222 تعداد نازل

آرایش منظم نازل ها در هر بخش به طول 144FT با فواصلی که به طریق زیر محاسبه میشود، تعیین می شود.

144 FT/ (222/10)= 6.48 FTفاصله مرکز به مرکز هر نازل

(نازل ها به فواصل 6.5 FT) را تغذیه کند مورد نیاز خواهد بود.

برای تعویض هوا نیز میتوان به صورت تجربی یک بار در دقیقه برای هر 8FT در نظر گرفت.

سیستم بستر و فن

این سیستم، در یک سمت گلخانه، بستری از سلولز یا پوشال هایی از الیاف گیاهی قرار می گیرد که به طور مرتب توسط افشانک خیس می شوند. (مانند کولر آبی)

در سمت مقابل بستر ها و بر روی جدار دیگر گلخانه، فن های برای مکش هوا تعبیه می شود. این سیستم می تواند 3 تا 4 درجه فارنهایت بالاتر از دمای مرطوب هوای بیرون، دمای خشک را کاهش دهد.

دبی هوا بر اساس 8CFM به ازای هر فوت مربع سطح تعیین می شود. که می باید در ضرایبی مانند ضریب ارتفاع، ضریب توان روشنایی و ضریب دمای مجاز بین بستر و فن ضرب شود. این ضرایب از جدول زیر استخراج می شود:

ضرایب تصحیح دبی هوا در سیستم بستر و فن:
ضرایب ارتفاع (FE) بالاتر از سطح دریاحداکثرروشنایی داخل (FL)اختلاف دما بین فن و بستر (FT)
(FT)(FE)(فوت کاندال)(FL)(FT)
1000›1.0040000.80100.70
10001.0445000.9090.78
20001.0850001.0080.88
30001.1255001.1071.00
40001.1660001.2061.17
50001.20650001.3051.40
60001.2570001.4041.75
70001.3075001.50
80001.3680001.60
FH= FE×FT×FL  
 FH= ضریب تصحیح کل

فواصل کوتاه بین بستر و فن موجب دم کردگی و کاهش سرعت می شود.

در فواصل کمتر از 100FT باید ضریب سرعت را نیز در محاسبات دخالت داد. ضریب تصحیح سرعت برای فواصل کمتر از 100 فوت در جدول زیر گرد آمده است:

ضریب تصحیح سرعت (FV) در سیستم بستر و فن
ضریب بستر از فن (FT)ضریب تصحیح سرعت(FV)ضریب بستر از فن (FT)ضریب تصحیح سرعت(FV)فاصله بستر از فن (FT)ضریب تصحیح سرعت(FV)
202.24501.41801.12
252.00551.35851.08
301.83601.29901.05
351.69651.24951.03
401.58701.201001.00
451.49751.15

 

سرعت پیشنهادی هوا روی بستر
بستر سلولزی به ضخامت 4 اینچ250 FPM
بستر سلولزی به ضخامت 4 اینچ350 FPM

در صورت محدودیت، سرعت ها می توانند تا 25 درصد افزایش یابند.

 

حداقل حجم مخزن و دبی آب
نوع بسترحداقل دب آب (GPM) به ازای هر فوت طول بسترحداقل حجم مخزن یا تشتک (GAL) به ازای هر FT2سطح بستر
بستر سلولزی به ضخامت 4 اینچ0.50.8
بستر سلولزی به ضخامت 6 اینچ0.81.0

عملیات تهویه

در گلخانه به منظور اهداف زیر انجام می شود:

  1. مبادله هوای داخل و خارج گلخانه
  2. تهیه دی اکسیدکربن لازم برای فتوسنتز
  3. متعادل کردن رطوبت (یعنی کاهش رطوبت).

محل نصب دستگاه تهویه

دستگاه تهویه در محلی نصب می شود که اختلاف سطح کافی با بلندترین ارتفاع گیاه داشته باشد تا گیاهان در معرض سیستم جریان هوا قرار نگیرد. دستگاه تهویه باید در خلاف جهت باد غالب نصب شود. نکاتی که در رابطه با سیستم تهویه بایستی رعایت گردند:

• توصیه می شود هم تهویه طبیعی بصورت پنجره های سقفی و کناری و هم تهویه با سیستم پوشال و پنکه استفاده شود.

• برای سیستم پوشال و پنکه، حدود ۳۲ متر پوشال یا پره های سلولزی با سه پنکه با ظرفیت ۵۰۰۰۰ متر مکعب بر ساعت برای سطح ۹۶۰ متر مربعی گلخانه استفاده شود.

• با پوشال و پنکه در روزهای گرم می توان تا ۳۰ – ۲۰ درجه سانتی گراد دمای گلخانه را کاهش داد البته این روش در مناطقی با رطوبت نسبی پایین بهتر صورت می گیرد.

• در فصول سرد بایستی از پنجره های سقفی جهت تهویه استفاده کرد چرا که در صورت استفاده از پنجره کناری، هوای سرد وارد گلخانه و به گیاهان شوک وارد می شود.

• در فصول گرم هم از پنجره کناری و هم پنجره سقفی استفاده شود چراکه باعث به گردش درآمدن هوا شده و تهویه و خنک شدن مناسب تر صورت می گیرد.

• در استفاده از سیستم پنجره کناری، بایستی محل پنجره با توری پوشانده شود تا آفات وارد گلخانه نشوند (تریپس: کمتر از ۱۹/. میلی متر قطر و مگس سفید: کمتر از ۲۴/ ۰ میلی متر قطر).

 

اشتراک گذاری در facebook
Facebook
اشتراک گذاری در twitter
Twitter
اشتراک گذاری در linkedin
LinkedIn
اشتراک گذاری در telegram
Telegram

مطالب بیشتر

دیدگاه خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

    سبد خرید