عوامل موثر بر اتلاف حرارت در گلخانه [ویرایش] ________________________________________ اتلافات حرارتی و نفوذ هوا در گلخانه ها بستگی به عمر و شرایط گلخانه داشته ؛ گلخانه های قدیمی تر یا آن هایی که در و دیوارهایش ترک برداشته هوای سرد بیشتری واردشان می شود. گلخانه هایی که پوشش شیشه ای یا ورق های بزرگ پشم شیشه داشته و از یک یا دو لایه پلاستیک انعطاف پذیر تشکیل شده اند؛ نفوذ هوای کمتری دارد.(شکل پایین) سیستم تهویه گلخانه نیز اثر زیادی روی نفوذ هوا دارد. پره های ورودی و خروجی فن ها اگر به دلیل ضعف در طراحی یا عدم روغنکاری به درستی بسته نشوند، هوای زیادی را جا به جا می کنند. منافذ پنجره ها باید کاملا پوشیده باشند تا جلوی ورود هوای سرد را بگیرند. تابش خورشید توسط گیاهان، خاک و تجهیزات گلخانه جذب می شود. سپس آن ها دوباره این تابش را به بیرون منتقل می کنند. مقدار افت حرارت تشعشعی بسته به نوع شیشه، دمای محیط و پوشش ابری منطقه دارد. مواد پلاستیکی محکم کمتر از 4% تابش حرارتی را به محیط پس می دهند. محاسبات افت حرارتی [ویرایش] ________________________________________ افت حرارت هدایتی از رابطه زیر به دست می آید. 1) Qc = A (Ti - To)/R Qc: افت حرارت هدایتی Btu/h A: مساحت گلخانه ft2 R: مقاومت حرارتی مواد گلخانه h ft2 °F/Btu (Ti-To): اختلاف دمای محیط بیرون و داخل گلخانه جدول 1 لیست مواد مختلف موجود در ساختمان گلخانه و مقادیر R مربوط به آن ها را می دهد. توجه کنید که R بزرگتر نشان دهنده جریان گرمای کمتری می باشد. استفاده از موانع بخار برای ممانعت از نفوذ بخار به مواد می باشد. از طرفی حرارت از طریق زمین و کناره ها نیز از دست می رود که این مقدار باید به افت های دیگر نیز اضافه گردد. و از رابطه زیر و جدول 1 مقدار آن حساب می شود. 2) QP = PL (Ti - To) P: ضریب عایق BTU/ft ºF hr L: محیط گلخانه این مقادیر R برای سرعت باد 15 mph (7 m/s)می باشد. اگر سرعت باد تغییر کرد مقدار R از جدول زیر به دست می آید. ماده سرعت mph(مایل بر ساعت) 0 5 10 20 25 30 شیشه 1.307 1.05 0.96 0.877 0.86 0.84 پشم شیشه 1.438 1.15 1.05 0.96 0.94 0.92 پلی استایرن یک لایه 1.2 1 0.917 0.84 0.8 0.81 پلی استایرن دو لایه 1.23 1.58 1.48 1.39 1.37 1.35 جدول 1_ مقاومت حرارتی از مواد سازنده R ماده 4 الیاف شیشه ای "1 4 پلی استایرن منبسط شده سطوح برش دار "1 5 پلی استایرن منبسط شده سطح صاف "1 3.6 پلی استایرن منبسط شده دانه دار "1 6.2 پلی اورتان منبسط شده "1 2.2 ورمیکولیت "1 11 پشم شیشه " 3.5-3 19 پشم شیشه " 6.5-5 جنس دیوار R ماده 2 بلوک بتن "8 1.43 تخته سه لا " 2/1 1.25 بتن ریخته "6 7.69 بلوک بتنی با تخته سه لا و فوم پلی اورتان "1 1.42-3.33 گلخانه با پرده نازک حرارتی اجزا ی سازه R پوشش سقف و دیوار 0.91 یک لایه شیشه 2 دو لایه شیشه با فاصله ”¼ 0.83 پلی اتیلن یک لایه 1.43 پلی اتیلن دولایه جدا از هم 2 پلی اتیلن دو لایه با شیشه 0.83 قاب تقویت شده با فایبر گلاس 2 اکریلیک یا پلی کربنات ضریب عایق حرارتی Btu/linear ft ºF hr ضریب عایق 0.8 بدون عایق 0.4 عایق کاری معادله حرارت بار نفوذی از رابطه زیر به دست می آید. 3) QA = 0.02 V C (Ti - To) V: حجم گلخانه ft3 C: دفعات تعویض هوا در هر ساعت جدول 2 لیست دفعات تعویض هوا با توجه به نوع گلخانه را ارائه می دهد. این نرخ به موقعیت محلی و شرایط باد خیلی وابسته است. جدول2_ تعویض هوا در گلخانه تعویض هوا نوع سازه 0.75-1 بنای نو ساز با شیشه یا پشم شیشه 0.5-1 بنای نوساز با دولایه پوشش پلاستیکی 1-2 بنای قدیمی با شرایط خوب 2-4 بنای قدیمی با موقعیت ضعیف کمترین دمای طراحی درجه حرارت خارج برای طراحی هیترها با در نظر گرفتن شرایط سرد 15 درجه فارنهایت (-9°C) در زمستان می باشد. یکی دیگر از نکات مهم این است که حرارت طرح داخل باید طوری در نظر گرفته شود که گیاهان در سردترین دمای بیرون یخ نزنند. طراحی گلخانه 10 هکتاری [ویرایش] ________________________________________ گلخانه 10 هکتاری در شهر تهران با 23 سازه 6 دهانه 90×8 متری در نظر بگیرید که ابعاد هر یک به شکل زیر است. اگر این گلخانه برای کشت گوجه فرنگی ، سازه آن بدون عایق کاری (P=0.8) و سقف و دیوارها از پلی اتیلن دو لایه باشد. با حفظ دمای داخل 65°F (18 درجه سلسیوس) مقدار تلفات حرارتی و ظرفیت بویلر مورد نظر را انتخاب کنید. مساحت 1 بنای 6 دهانه: از آنجایی که انتقال حرارت بین دیواره ها ناچیز است و 6 تا سازه به هم چسبیده است. بنابراین دیوارهای خارجی را در محاسبات بار وارد می کنیم. با توجه به جداول دمای متوسط در سردترین ماه تهران( 33.6°F (1°Cو حداقل دمای آن ( 18.6°F (-7°C تعیین می شود در حالی که دمای داخل گلخانه باید65°F (18°C) باشد . حدود 45 درجه فارنهایت با دمای کمینه اختلاف دارد. با توجه به جدول 1 Rvalue پلی اتیلن دولایه 1.43 می باشد. Qc با توجه به فرمول شماره 1: Qc BTU/hr Kcal/h 1,888,111 475,800 Qp با توجه به رابطه 2: L=(48 +90) x 2=276 m 905 ft محیط 6 تاگلخانه QP = P x L x (ΔT) = 0.8 x 905 x 45 = 32,580 BTU/hr QP BTU/hr Kcal/h 32,580 8,210 QA با توجه به رابطه 3 QA BTU/hr Kcal/h 686,520 173,000 QT از مجموع Q بالا به دست می آید. QT = Qc + QP + QA =1,888,111 + 32,580 + 686,520 =2, 607,211 BTU/hr =657,000 Kcal/hr QT BTU/hr Kcal/h 2, 607,211 657,000 657000 کیلوکالری بر ساعت برای یک سازه 6 تایی حرارت نیاز است که ما 23 تا از این سازه داریم بنابراین کل حرارت مورد نیاز: منابع و پیوندها [ویرایش] ________________________________________ گرد آوری شده توسط دپارتمان پژوهشی شرکت پاکمن GREENHOUSES Heating, Cooling and Ventilation Christian_von_Zabeltitz- Integrated_Greenhouse_Systems_for_Mild_Climates__Climate_Conditions,_Design,_Construction,_Maintenance,_Climate_Control 2010 پیوندها گلخانه گرمایش گلخانه ساختمان گلخانه