اصول سرمایش در گلخانه

انواع سیستمهای سرمایش گلخانه ای (قسمت اول)

این مقاله با اندکی تغییر از منبع زیر باز نشر میشود

عنوان نشریه: اصول سرمایشی در گلخانه
نگارش: پریسا شاهین رخسار
ناشر: مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی
سال انتشار: ۱۳۸۹
شمارگان : ۵۰۰
ویراستار: قاسم زارعی
صفحه آرایی: سمیه وطندوست

 اصل منبع جهت دانلود در انتهای مقاله برای دانلود بارگذاری شده است.

به طور کلی بسته به نوع گیاه و حداکثر درجه حرارت محیط سیستمهای سرمایش به دو صورت سرمایش غیر فعـال و سـرمایش فعـال تقسـیم بنـدی میشوند.

سرمایش غیرفعال( (Cooling Passive

این روش عمدتاً متکی بر اختلاف درجه حـرارت داخـل و خـارج گلخانـه مـیباشـد. بـدین ترتیـب بـا اسـتفاده از دو روش تهویـه – جابجـایی هـوا و سایه اندازی روی سقف گلخانه عمل میکنند.

تهویه و جابجایی هوا( (Ventilation
تهویه و جابجایی هوا با استفاده از فن هایی که روی دیوار گلخانه نصب میشوند(مانند فن اگزاست ۱۴۰) و دریچـه هـا و یـافن های سقفی صورت میگیرد.

به طور مبنا، فن های دیـواری وسقفی بایستی ظرفیت خروج هوای کل گلخانـه در یـک دقیقـه را دارا باشـند.
(۲۰۰۸Both et al)

در بسیاری از گلخانه های مکـانیزه بـرای خـروج گرمـا، از پنجـره هـای سقفی قابل باز و بسته شدن نیز اسـتفاده مـیشـود. ایـن پنجـره هـا در طـول تونل های گلخانه باز و بسته شده و یک مکانیزم شامل ریل، چرخ دنده و یـک شاخه لوله انتقال دهنده قدرت که محرک آن یک موتور و گیـربکس سـه فـازبسیار قوی است، آن را باز و بسته میکند.

نکته مهم آن است که دریچه هایی که در جهت وزش بـاد قـرار دارنـد،نسبت به دریچه های واقع در خلاف وزش باد، با زاویه کمتری باز میشـوند تـامکــــش و تخلیــــه هــــوا بــــه خــــوبی در گلخانــــه صــــورت گیــــرد.) ١٩٨٣Hellickson et al,)

از آنجایی که هـوای گـرم پیوسـته درسطح بالای هوای سرد قرار میگیرد، به منظور ایجاد جریان هوای مطلـوب درداخل گلخانه لازم است پنجره های سقفی همراه با فن های  دیواری بـا ایجـاد جریان مطلوبی از هوا، هوای بیرون را وارد و هوای گرم داخل را خارج گرداند.

سایه انداز  (Cloth Shade)

پرده های سایه انداز عمـدتاً بـرای جلـوگیری از نفـوذ بـیش از انـدازه نـور خورشید و در نتیجه بالا رفتن دمای گلخانه بکار مـیرود  ،(( al et Cockshull 1992 اما نوعی از آن که سایه انداز آلومینیومی دو منظوره نام دارد، علاوه بر ســـایـه اندازی در روزهای گـرم تابسـتان، در شـبهـای زمسـتان بـه کمـک سیستم گرمایشی آمده و از نفـوذ گرمـا بـه فضـای بـالای گلخانـه جلـوگیری میکند تا گرما در سطح بسترها باقی بماند. سیستم باز و بسـته کـردن پـرده سایه بان، یک مکانیزم رفت و برگشتی است که توسط یـک موتـور سـه فـاز و گیربکس نسبتاً قوی صورت میگیرد. انتقال قوای محرکه نیز توسط ریلهـای دندانه دار بلند و چرخ دنده ها و نیز لوله های کشنده انجام میپذیرد.  معمولاً برای یک گلخانه با مسـاحت حـدود ۵۰۰۰ متـر مربـع، یـک موتـور و یک گیربکس کافی میباشد. و  (Both et al ٢٠٠٨,)

برای جلوگیری از افتادگی پرده های سایه بان یا به اصطلاح شـکم دادگـی، ازسیمهای پلی اتیلنی که اخیراً جایگزین خوبی برای انواع گالوانیزه آن گردیـده استفاده میشود، بطوریکه در طول حرکت سـایهبـان بـه فواصـل مـنظم و بـه
موازات یکدیگر، زیر و روی پرده نصب میشوند. در مـواردی نیـز مـیتـوان بـا اندود کردن و یا با پوشـش شـیری رنـگ در گلخانـه بخـش زیـادی از انـرژی حرارتی خورشید که به گلخانه تابیده میشود را منعکس نمود

سرمایش فعال( (Cooling Active

این روش که تحت عنوان سرمایش تبخیری  (Cooling Evaporating) نیز نامیده میشود، اصولاً بر اساس جذب حرارت موجود در هوا هنگام تبخیـر رطوبت از سطوح مختلف استوار میباشد. بنابراین در ایـن روش تبخیـر آب از سطوح مرطوب مصـنوعی در گلخانـه موجـب کـاهش درجـه حـرارت محـیط گلخانه میگردد. همانطور که ملاحظه شد، سیستمهای سـرمایش غیـر فعـال عمدتاً بر سرعت جریان باد و جابجایی هـوای داخـل و خـارج گلخانـه متکـی هستند، حال چنانچه حرارت محیط خارج نیز بـالاتر از حـد مطلـوب گیاهـان باشد، روشهای سرمایش غیر فعال به منظور کاهش دما کفایت نخواهند کرد.ذکر این نکته ضروری است که سیستمهای سرمایش فعال درجه حرارت را به نحو محسوس تری نسبت به روشهای غیـر فعـال کـاهش مـیدهنـد و بـدین
ترتیب قابل توصیه برای گیاهانی هستند که نیاز به دمـای پـایین بـرای رشـد مطلوب خود دارند.  ( Both et al2008) این سیستمها بر اساس نحوه تبخیـرآب به دو صورت سیستم پد و فن و خنک کننده مهپاش تقسیم میشوند

(Fan and Pad System) سیستم پد و فن
سیستم سرمایش تبخیری با پـد کـارآترین روش بـرای خنـک کـردن سالنهای گلخانه در مناطق خشک و نیمه خشک میباشد. اساس کـار خنـک کننده های رطوبتی بدین صورت است که پدهای سلولزیبه صورت عمـودی روی دیـوار عرضی یا طولی گلخانه تعبیه شده و با ریخـتن مـداوم آب روی آنهـا، بوسـیله پمپ مرطوب میگردند. در زیر پدها قاب نگهدارنده پد(قاب  آلومینویمی)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 خنکتر 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 کارآیی بـالای آن توصـیه میشود (حسندوخت، .)

این روش خنکسازی اصولاً متکی بر اختلاف درجه حرارت خشـک (Dry bulb temperature) وتَر(Wet bulb temperature) 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 =EFراندمان 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.