محاسبه سیستم های سرمایشی گلخانه با حل یک مثال

محاسبه سیستم های سرمایشی گلخانه با حل یک مثال

مقدمه

سیستم سرمایش تبخیری یکی از موثر ترین روش ها برای خنک کردن گلخانه های صنعتی در اقلیم گرم و خشک ایران میباشد. سیستم سرمایش تبخیری مکانیزمی است شامل: واسطه سرمایش تبخیری (پد سلولزی)، فن، مخزن آب، پمپ آب و قاب نگهدارنده ی پد سلولزی.

جریان هوا

در این سیستم جریان هوای گرم که از طریق فن های نصب شده دریک طرف گلخانه از پد سلولزی (که در سمت دیگر گلخانه نصب شده است)، عبور میکند، طی فرآیند تبخیر در هنگام عبور از لایه های مرطوب پد سلولزی به هوای خنک تبدیل شده و دمای محیط گلخانه را کاهش میدهد.

محاسبه سیستم سرمایشی

در این مقاله سعی میکنیم با بیان یک مثال و انجام محاسبات ریاضی آن، اجزاء سیستم سرمایش را به درستی محاسبه کنیم تا به بهترین راندمان و کارایی در گلخانه برسیم.

مرجع

مرجع این محاسبات فصل ۴ کتاب مدیریت گلخانه نوشته پاوول وی نلسون، (ترجمه سازمان پارکها و فضای سبز شهر تهران) و کتاب مهندسی گلخانه نوشته روبرت ای آلدریج و همچنین اصول سرمایشی در گلخانه تهیه و تدوین پریسا شاهین رخسار میباشد.

جهت دریافت کتابهای مذکور و همچنین کتب و مراجع دیگر مرتبط با گلخانه به لینک https://t.me/greenhousebooks مراجعه نمایید.

محاسبه سیستم های سرمایش گلخانه

المان های متعددی در تعیین مقدار جابه جایی هوای گلخانه موثر هستند.ارتفاع از سطح دریا ،شدت نور منطقه، اختلاف دمای ابتدا و انتهای گلخانه، و همچنین فاصله بین پد سلولزی و فن (فصل ۴ مدیریت گلخانه)

تعداد فن ها

فن های دهنه ۱٫۴ متری با موتوری به قدرت ۱٫۱ کیلو وات کار میکنند. این فن ها قدرت تخلیه ای معادل ۴۵۰۰۰ متر مکعب در ساعت در فشار صفر پاسکال (هنگامی که مانعی در مکش هوا وجودنداشته باشد) دارند.

پد سلولزی

مقدار هوای مجاز برای پد سلولزی ۱۰ سانتیمتری ۲۵۰ CFM در هر فوت مربع میباشد. با توجه به قدرت مکش فن ها برای هر فن با دهنه ۱ متر (با قدرت ۱۶۱۸۰ متر مکعب در ساعت) به ۳٫۵ متر مربع پد ۱۰ سانتیمتری و برای دهنه ۱٫۴ متر (با قدرت ۴۰۳۱۰ متر مکعب در ساعت) به ۸٫۸ متر مربع پد ۱۰ سانتیمتری نیاز خواهیم داشت.

پمپ آب

به ازاء هر متر طول پد سلولزی ۱۰ سانتیمتری آب باید با سرعتی معادل ۶٫۲ لیتر در دقیقه به بالا انتقال یابد (صفحه ۲۲۵ کتاب مدیریت گلخانه). برای طول های بزرگ دو و یا چند سیستم توزیع مشابه استفاده میشود. برای ۷۴ متر طول، توان پمپ مورد نیاز ۴۵۸٫۸ لیتر در دقیقه خواهد بود. محاسبه پمپ برای پد۱۵ سانتیمتری ۹٫۳ لیتر دردقییقه به ازاء هر متر طول خواهد بود.

حجم مخزن

حجم مخزن آب ۳۰٫۵ لیتر به ازاء هر متر مربع پدسلولزی ۱۰ سانتیمتری است (صفحه ۲۲۹ کتاب مدیریت گلخانه) برای ۱۶۸ متر مربع مخزنی با ظرفیت ۵۰۰۰ لیتر مورد کفایت میکند.

مصرف برق

فن ها با موتور ۱٫۵ اسب یا ۱٫۱ کیلو وات کار میکنند و جریان مصرفی آنها ۲٫۸ آمپر است. باتوجه به ۱۹ عدد فن مصرف برق ۵۳٫۲ آمپر خواهد شد که به این عدد مصرف پمپ آب نیز اضافه میگردد، لذا حداقل برق ۶۲ آمپر برای سیستم سرمایش گلخانه ۳۸۴۸ متر مربعی نیاز خواهد داشت.

با مراجعه به جدول ۱-۱ کتاب مهندسی گلخانه نیز از ابتدا تخمین مناسبی از مصرف برق داشته باشیم در این جدول برای گلخانه تا مساحت ۲۷۰۰ متر ۵۰ آمپر و برای گلخانه تا مساحت ۳۷۰۰ متر ۶۶ آمپی پیش بینی شده است.

این جدول بصورت کامل قابل مشاهده است. لازم به ذکر است که بیشترین هزینه انرژی در گلخانه برای  سیستم سرمایش میباشد.

نکاتی در ارتباط با نصب قاب آلومینیومی (نقل از فایل نحوه محاسبه سیستم سرمایش گلخانه سایت مرصوص کام)

http://marsus.ir/fa/download/index.htm

قاب پد آلومینیومی از ۳ قسمت تشکیل شده است

1. فریم ناودانی کف
2. فریم قاب بالا
3. رویه قاب بالا که بعد از قرارگرفتن پدها نصب میشود

• قاب پد ۱۳ سانتیمتر از طول پد بزرگتر میباشد.
• سر وته ناودانی ها با ورقهای گالوانیزه بسته شده و با خمیر سیلیکون آب بندی میشود.
• قاب پد بصورت تراز نصب شده و شیب تنها در لوله های خروجی لحاظ میشود.
• ورودی آب با فلوتر در نیمه مخزن قرارمیگیرد.این مساله برای این است که پس از خاموش شدن پمپ آب، آبهای برگشتی به مخزن سر ریز نکند.
• پمپ کف کش آب را از انتهای مخزن در سیستم جاری میکند.مقدار دبی آب با شیر بای پس، کنترل میشود.
• شیر bleed Off برای خروج ۱تا ۲ درصد از آب در حال گردش به بیرون از سیستم میباشد.خروج این مقدار آب باعث میشود تا وردی آب به درون سیستم بیشتر از میزان تبخیر آب برروی پدها باشد و در نتیجه از ایجاد نمک برروی پدها جلوگیری میشود.
• سایز لوله توزیع آب بر روی پدها ۴ (۱و ¼ اینچ ) میباشدو طول آن نباید از ۱۵ متر تجاوز کند.
• لوله های توزیع آب در هر ۶ سانتیمتر با مته ۳ میلیمتر سوراخ میشوند.این سوراخها هنگام نصب به سمت بالا قرارمیگیرند تا نیاز به هواگیری نداشته و ذرات معلق در آب باعث گرفتگی سوراخها نشوند.
• در صورتیکه پدها در شبکه های مجزا استفاده شوند میبایست برای هر قاب شیرآب مجزا برای سرویس آنهاتعبیه شود.
• انتقال و توزیع آب از پمپ به سمت پدها بصورت شبکه تار عنکبوتی صورت میگیرد و در صورت استفاده از شبکه خطی با توزیع غیر یکنواخت آب مواجه خواهیم شد.
• آب با سرعت ۴٫ لیتر در دقیقه از هر ۱ متر مربع پد در یک روز گرم و خشک تبخیر میشود.به عبارتی دیگر برای ۱۲۸ متر مربع پد ،۵۱٫۲ لیتر در دقیقه مصرف آب خواهیم داشت.

نکاتی در ارتباط با سیستم برق

• کابل کشی فن ها میبایست به نحوی صورت گیرد که ابتدا نیمی از فنها (ردیفهای فرد)و در صورت نرسیدن به دمای مطلوب نیمه دیگر (ردیفهای زوج) وارد مدار شوند.
• به علت جریان راه انداز بالای موتورها نباید تمامی فن های یک گروه با یکدیگر شروع  بکار نمایندو میبایست با رله تاخیری این کار صورت گیرد.
• قبل از راه اندازی فن ها از باز بودن پنجره پشت پد اطمینان حاصل شود.

توصیه هایی در ارتباط با نگهداری سرویس و نصب

• در صورتیکه آب سیستم املاح زیادی داشته باشد،بهتر است حداقل هر هفته آب مخزن کلا تعویض شود
• فن سمت جنوب و پد در شمال گلخانه نصب میشود تا پدها سایه اندازی به داخل گلخانه نداشته باشندو همچنین تابش آفتاب روی پدها باعث تبخیر سریع و رسوب کردن املاح روی پد نشود
• در صورتیکه فن و پد بصورت شرقی ،غربی نصب شودبه جهت استفاده حداکثری از آفتاب غرب میبایست پد ها در سمت شرق نصب شوند.
• محصول داخل گلخانه نباید مانعی برای حرکت هوای سیستم سرمایش ایجاد کند ودرجریان هوا میبایست براحتی از میان گیاهان عبور کند.
• در گلخانه هایی که محصولات مختلف نگهداری میشود،میبایست به اختلاف دمای ابتدا و انتهای گلخانه توجه نمود و گیاهان براساس حساسیت به دما در گلخانه چیده شوند.
• طبق یک قاعده کلی هدف از اجرای سیستم سرمایش قراردادن گیاه در دمای مطلوب میباشد لذا دمای زیربستر کشت و همچنین بالاتر از سطح گیاه برای ما اهمیت ندارد.به همین جهت ارتفاع نصب فن و پد باید طوری باشدکه هوا از زیر سطح گیاه عبور کند

نقشه های نصب پد را میتوانید از سایت شرکت مرصوص کام دانلود کنید.

http://marsus.ir/fa/data/downloads/pad96-installation.pdf

محاسبه سیستمهای سرمایشی گلخانه با حل یک مثال