مقاله سیستم های گرمایش گلخانه مقدمه [ویرایش] ________________________________________ در اولین همایش بررسی وضعیت موجود سازه ها و اتوماسیون گلخانه ای در ایران و راهکارهای توسعه که خرداد ماه سال جاری در شهر محلات برگزار شد شاهد عزم جدی مسوولان و دست اندرکاران امر گلخانه در کشور بودیم که خواهان گسترش اتوماسیون در گلخانه های کشور بودند و این موضوع را با ارایه مقالات و مطالب پربار علمی و فنی نشان داده اند اما به این مهم که چیزی را می خواهیم که در راستای این امر به صورت علمی به کار ببریم هیچ اشاره ای نشد در این نوشتار به بررسی سیستم های تاسیساتی که می توان در گلخانه به کار برد پرداخته می شود تا قسمتی از کمبود های فنی این بحث در این گونه محافل جبران شود. سیستم تاسیساتی که عمدتا در گلخانه ها به کار برده می شوند به چند بخش تقسیم می شود : • سیستم گرمایش • سیستم سرمایش • سیستم تهویه و گردش هوا • سیستم تامین co2 • سیستم تامین و حذف رطوبت • سیستم آبرسانی و تغذیه ی مواد و املاح برای هر کدام از موارد ذکر شده در بالا به طور متداول و معمول سیستم های فراوانی در حال حاضر استفاده می شود موارد بسیاری نیز در دست تحقیق و بررسی است همچنین سیستم های ترکیبی بسیاری وجود دارند که مسئول انجام همزمان کار چند سیستم است. به عنوان شروع در بحث تاسیسات گلخانه ای به معمول ترین قسمت یعنی سیستم های گرمایش متداول اشاره شود که بحث این مقاله را شامل می شود. گرمایش [ویرایش] ________________________________________ گرمایش تحهیزات گرمایش یک گلخانه به دمای مطلوب برای رشد گیاهان موقعیت و نحوه ساختن گلخانه و مساحت کل تحت تابش بستگی دارد . بیشتر از 25 درصد نیاز گرمایش روزانه از نیاز گرمایشی روزانه از خورشید تامین می شود اما گلخانه ای که فقط عایق شده باشد در یک شب سرد زمستانی به مقدار بسیار زیادی گرما نیاز دارد یک سیستم گرمایشی خوب قادر به ثابت نگهداشتن دمای روزانه و شبانه باشد. بارهای گرمایش و سرمایش: برای تخمین بارهای گرمایشی و سرمایشی یک گلخانه باید تبادل انرژی از طریق هدایت ، نفوذ هوا و تهویه را مد نظر قرار دهیم . به علاوه در محاسبات خود باید بارهای ناشی از انرژی تابش خورشیدی و برق مانند نور و روشنایی که معمولا برای گلخانه ها خیلی بیشتر از ساختمان های معمولی است را لحاظ کنیم. به طور کلی از مجموع بارهدایتی و بار نفوذی برای تخمین حداکثر نیازگرمایش گلخانه استفاده می شود. چنانچه گلخانه حاوی محصول رسیده گیاهان باشد نیمی از انرژی خورشیدی جذب شده به گرمای نهان و یک چهارم تا یک سوم به گزمای محسوس تبدیل می شود باقیمانه یا به خارج گلخانه معکوس می شود یا برای فتوسنتز گیاهان جذب می شود. شیشه بخش زیادی از تابش خورشیدی را ازخود عبور میدهد ولی تابش گرمایی با طول موج بزرگتر از 500نانومتر را عبور نمیدهد پلاستیک بیشتر تابش گرمایی را عبور میدهد اما بطور کلی مجموع گرمای دفع شده و جذب شده برای آنها مانند شیشه است معمولا تبدیل انرژی تابشی در محاسبات بار گرمایشی در نظر گرفته نمی شود. سیستم گرمایش گلخانه [ویرایش] ________________________________________ برای جبران بار گرمایشی گلخانه ای از چند روش انتقال حرارت استفاده می شود که هر یک متناسب با شرایط خاص خود را طلب می کند. همرفت طبیعی همرفت اجباری رسانایی تابش روش انتقال حرارت و تجهیزات به کار برده شده در هر روش به گیاه موجود در گلخانه و شرایط استاندارد رشد آن بستگی دارد در ادامه چند نوع سیستم گرمایش متداول و مزایا و معایب هر یک توضیح داده می شود. گرمایش به کمک لوله های تعبیه شده در زیر خاک: در آب و هوای سرد این سیستم می تواند تا 25 درصد یا بیشتر از بار گرمایش حداکثر را تامین کند در این سیستم خاک و ریشه گیاه به صورت مستقیم گرم می شود اما دمای ریشه نباید از 25 درجه تجاوز کند. مزایا: توزیع یکنواخت گرما در سطح گلخانه گرادیان مناسب دما تا ارتفاع گلخانه جلوگیری از مشکل یخ زدگی خاک امکان استفاده از آب برگشت تاسیسات حرارت مرکزی تجمع کم هوای گرم در بالای گلخانه معایب نیاز به دیگ آبگرم یا سیستم تامین آبگرم نیاز به استفاده از پمپ بزای گردش کنترل دقیق دمای سطح لوله های بستر لوله کشی گران قیمت و دائمی نیاز به یک سیستم گرمایش کمکی برای مبارزه با سرمای ناگهانی گرمایش به کمک لوله های تعبیه شده در دیوارها [ویرایش] ________________________________________ محل قرار گیری این لوله ها در نزدیک دیواره ها و به صورت دسته ای است که ممکن است از لوله های فین دار یا معمولی استفاده شود علت قرار دادن لوله ها در راستای دیوار ایجاد جریان همرفتی بهتر است . همچنین این روش مانع از جریان هوای سرد از دیواره ها و حاشیه ی گلخانه به داخل می شود و از سرما زدگی و رشد کمتر گیاهان کناری جلوگیری می کنند گاهی برای نتیجه گیری بهتر لوله ها را زیر بوته گیاهان قرار میدهند هنگامی که حدود یک سوم کل گرما از لوله ها ی قرار داده شده در طول اتاقک گلخانه تامین شود دمای یکنواخت تری قابل دستیابی است این لوله ها را می توان بالا یا پایین بوته ها محصول قرار داد مزایا: مناسب برای گلخانه های شیشه ای با دیوارهای جانبی عمودی مناسب برای گلخانه های خانگی امکان استفاده از آبگرم توزیع مناسب دما جلوگیری از سرما زدگی عدم نیاز به کنترل دقیق معایب: لوله کشی طولانی و پرهزینه امکان آسیب رساندن به کارگران اشغال فضای داخلی نیاز به سیستم گردش آبگرم و تامین فشار عدم انعطاف پذیری در نصب سیستم گرمایش در کشت گلخانه [ویرایش] ________________________________________ منظور از کشت گلخانه ای کشت در تونل های پلاستیکی که ابعاد آنها 8.5 در 60 متر ارتفاع و 3.20 متر است محصولاتی که در تونل های پلاستیکی کشت می شود معمولا سبزیجات و صیفیجات عمدتا خیار و گوجه است. این نوع کشت در چنین محیط هایی به صورت وسیع در ایران رواج دارد. دو سیستم گرمایش متداول که برای این سالن می توان در نظر گرفت سیستم های هوای گرم و اب گرم است. در استفاده از این دو سیستم باید تنظیمات را برای دمای مناسب گیاه انجام داد میزان گرمایی که باید توسط کوره ای هوای گرم و یا دیگ تامین شود برابر با بار گرمایش گلخانه است. زمانی که از سیستم آب گرم استفاده می کنیم ممکن است در شرایط آب و هوایی خیلی سرد جوابگوی نیاز حرارتی گلخانه نباشد و یا هنگام تغییرات ناگهانی دما و سرعت لازم برای مهیا کردن دمای لازم با سرعت دلخواه را نداشته باشد برای رفع این اشکالات و برای گرمایش تکمیلی از دو یا سه یونیت هیتر استفاده می شود. همچنین برای جلوگیری از جمع شدن گرمای بیش از حد در روزهای گرم از یک یا دو پنکه سقفی برای تهویه سالن استفاده می شود. هیتر لوله ای بالا سری [ویرایش] ________________________________________ از یک یونیت هیتر تشکیل شده است که به داخل یک کانال لوله ای شکل 25 تا 100 سانتی متر می دمد و به داخل گلخانه راه دارد. این عمل باعث توزیع یکنواخت هوا با دمای مناسب می شود از پنکه این سیستم بدون حرارت لوله ها برای گردش هوا در حالت عادی و در آب و هوای سرد برای تهویه استفاده می شود. گرمکن تابشی: گرمکن های تابشی را می توان درفضاهای بیش از 3 متر استفاده کردبا توجه به این نوع گرمکن برای گیاهان دارای بوته های قدکوتاه می توان استفاده کرد در بوته های قد بلند تر ممکن است بخش های بالایی گیاه آسیب ببیند. گرما در سیستم تابشی از طریق امواج مادون قرمز منتقل می شود لذا امکان جهت دادن به مسیر گرمایش وجود دارد گرمای بیشتر در فضای نزدیک به کف و سایر مکان های مورد نیاز متمرکز می گردد امکان طبقه بندی و کنترل منطقه ای در سیستم تابشی و قابلیت انعطاف زیاد این سیستم امکان گرمایش در مناطق انتخابی طبق نیازهای طراحی را ایجاد می نماید. مزایا و معایب سیستم گرمکن تابشی در زیر آورده شده است: مزایا: تقلیل هزینه سوخت و برق حذف موتورخانه حرارت مرکزی پاسخ سریع به نیاز گرمایش عدم اشغال فضای مفید در کف گرمایش منطقه تامین مطلوب گرمایش در گلخانه های با ارتفاع بلند. معایب: هزینه اولیه بالا تنظیم دقیق زاویه تابش استفاده برای گیاهان خاص گرم شدن کل محیط باشد در نتیجه گرمای تابشی محیط را سریعتر گرم می کند کوتاه شدن زمان گرمایش صرفه جویی زیادی در انرژی و زمان را در بر دارد. تسریع در آماده شدن محیط گلخانه و عدم نیاز به روشن بودن دایم سیستم گرمایش و همچنین گرم شدن سریعمحیط گلخانه در هنگام تغییرات ناگهانی هوا از دیگر مزایای این سیستم است که هم باعث کاهش در مصرف انرژی و هزینه ها می شود و هم از اسیب وارده بر گیاهان جلوگیری می کند. در این سیستم می توان هر قسمت از سالن را که نیاز به گرمایش دارد به صورت مستقیم گرم نمود و یا بعصی نقاط را بیشتر از سایر نقاط تحت پوشش قرار داد. در سیستم گرمایش تابشی به علت واسطه قرار نگرفتن هوا و عدم وجود موتورخانه حرارت مرکزی تلفات گرمایشی بسیار کم بوده و فقط 5 الی 10 درصد می باشد. برای تخمین بار گرمایشی تابشی مقدار بار گرمایش به دست امده از روش جابجایی را می توان در ضریب 0.6 ضرب نمود. سیستم گرمایش به کمک هوای گرم با توزیع گسترده [ویرایش] ________________________________________ برای حصول اطمینان از توزیع یکنواخت دما و گردش کامل هوا باید از سیستم هایی استفاده شود که هوای گرم خارج شده از کوره هوای گرم را به طور یکنواخت در داخل گلخانه توزیع کند و هوای برگشتی از گلخانه را بطور یکنواخت جمع آوری کند و کوره هوای گرم بفرستد این نحوه توزیع و جمع آوری هوای گرم باعث می شود تمام نقاط گلخانه دمای یکسانی داشته باشد معایب و مزایای این سیستم در زیر آورده شده است. مزایا • توزیع یکنواخت دما • گردش هوای داخلی گلخانه • عدم تجمع هوای گرم در سطوح بالایی گلخانه • رشد یکنواخت تمام گیاهان • نیاز به گرمایش تکمیلی ندارد. معایب نیاز به کانال کشی زیاد و طولانی هرینه اولیه بالا نیاز به استفاده از فن قوی اشغال فضای داخلی یونیت هیتر از یونیت هیتر های صنعتی معمولا به عنوان گرمایش کمکی و در بعضی موارد به عنوان سیستم اصلی گرمایش استفاده می شود چیدمان و استفاده از این واحد گرمایشی متفاوت و متناسب با نیاز است وجود پنکه روی یونیت هیتر باعث می شود که هوای گرمی که کویل گرمایش را ترک می کند به داخل فضای گلخانه دمیده شود چنانچه یونیت هیتر هوای داخل گلخانه را گرم کند همزمان عمل گردش هوا را انجام میدهد از طرفی می توان با وصل کردن سمت مکنده پنکه به هوای آزاد کار تامین را به یونیت کار تامین هوای تازه را به یونیت هیتر محول کرد. منابع و پیوندها [ویرایش] ________________________________________ ماهانمه تهویه مطبوع دانلود مقاله