كيفية حل مشكلة ضعف دوران الهواء في البيوت الزجاجية متعددة الامتدادات؟
يؤدي ضعف دوران الهواء إلى تفاوت درجات الحرارة والرطوبة ومستويات الغازات في جميع أنحاء الدفيئة. وقد يكون تشخيص هذه المشكلة أكثر صعوبة في الدفيئة متعددة الأجزاء، حيث تتداخل مناطق الزراعة فيما بينها.
قبل تغيير المعدات، من المفيد التمييز بين أمرين غالباً ما يُخلط بينهما. التهوية هي تبادل الهواء بين الداخل والخارج، وتُقاس بعدد مرات تغيير الهواء في الساعة، وعادةً ما تُصمم بمعدل 40-60 مرة تغيير هواء في الساعة خلال ذروة التبريد الصيفي، وبحد أدنى حوالي مرة تغيير هواء واحدة في الساعة في الشتاء. أما الدوران فهو حركة الهواء داخل المنزل، ويُقاس بمدى اكتمال دائرة الهواء، ويُحدد حجمه بناءً على حوالي 2 قدم مكعب في الدقيقة لكل قدم مربع من مساحة الأرضية. قد يُحقق البيت الزجاجي معدل التبادل المطلوب ومع ذلك توجد به مناطق راكدة، وقد يتمتع بخلط داخلي قوي ومع ذلك ترتفع درجة حرارته. يُعد تشخيص أي من هذين الأمرين هو المُعطّل الخطوة الأولى المُثمرة.
حدد مكان تعطل تدفق الهواء
قبل تغيير المعدات، حدد مواقع ضعف حركة الهواء أو عدم انتظامها. سيمكن التشخيص المزارعين من تصحيح التصميم، وإزالة العوائق، وتحديد ما إذا كانت التهوية الميكانيكية ضرورية.
تحقق من مناطق النمو الراكدة
قارن الظروف على مستوى الزراعة، وبين الصفوف، وبالقرب من السقف. تُعدّ الجيوب الدافئة مناطق ذات حركة هواء ضعيفة. ابحث عن اختلافات بين المساحات الخارجية والمركز. فإذا كان تدفق الهواء، على سبيل المثال، يتغير باستمرار في منطقة واحدة، فقد يكون ذلك بسبب مشكلة في توزيع التدفق وليس بسبب مشكلة في سعة التهوية.
الاختبار العملي عبارة عن قياس ثلاثي المستويات. يتم تسجيل درجة الحرارة والرطوبة في وقت واحد عند مستوى المزراب، وعند مستوى المظلة، وبالقرب من الأرضية في ثلاث مناطق على الأقل. وجود جيب دافئ ورطب بشكل مستمر عند مستوى المظلة بينما تكون قراءة المزراب طبيعية يشير إلى خلل في الدوران. أما ارتفاع المزراب على كامل امتداده والذي يتبع درجة الحرارة الخارجية فيشير إلى خلل في التهوية أو السعة. يساعد تسجيل القراءات في أوقات مختلفة من اليوم على التمييز بين عيوب التصميم الحقيقية والظروف العابرة.
افحص فتحات التهوية والفتحات
ينبغي أن تتمتع فتحات السقف والجوانب بتبادل هواء غير معاق. قد ينخفض تدفق الهواء النقي إلى حيز الزراعة بسبب انسداد فتحات التهوية، أو تعطل الآليات، أو انسداد الفتحات، أو عدم تناسق أنظمة التحكم.
انظر إلى جميع أقسام التهوية، بدلاً من فتحة تهوية واحدة. تحقق من مساحة التهوية الفعالة كنسبة من مساحة الأرضية: تحتاج التهوية الطبيعية عمومًا إلى ما لا يقل عن 15% إلى 20% من مساحة الأرضية في فتحات السقف والجوانب مجتمعة، بعد قياسها بعد احتساب الجمالونات والآليات والشاشات. عندما تكون التهوية غير كافية في دفيئة متعددة الامتدادات، يمكن مراجعة تصميم التهوية من قبل مصنع البيوت الزجاجية متعددة الامتدادات .
ابحث عن الحواجز المادية
قد تعيق الهياكل والشاشات والفواصل والمعدات المعلقة تدفق الهواء في المحاصيل المتقاربة. حتى مع تشغيل المراوح والفتحات، قد تتسبب هذه العوائق في مناطق راكدة. مع نمو المحاصيل، يجب فحص التجهيزات. قد يمثل ضيق مساحة التهوية في النباتات الناضجة والمعدات مشكلة.
تستحق الشاشات اهتمامًا خاصًا لأن تأثيرها السلبي ملحوظ: فالشاشات المقاومة للحشرات، ضمن نطاق مسامية يتراوح بين 25% و53%، تُقلل من معدل التهوية كلما انخفضت المسامية. وعادةً ما تُكلف الشاشة القياسية ما بين 10% و20% من تدفق الهواء في فتحة غير مسدودة. كما أن الشاشة ذات 75 فتحة تُقلل التهوية الطبيعية بنحو 25% مقارنةً بالشاشة ذات 40 فتحة، بينما الشاشة ذات 50 فتحة بنسبة مساحة مفتوحة 55% على فتحة مساحتها 100 متر مربع تُمرر هواءً يُعادل مساحة 55-60 مترًا مربعًا فقط. وللشاشات الحرارية وشاشات التظليل، عند تركها مغلقة جزئيًا، تأثير مماثل، وغالبًا ما يتم إغفالها.
تحقق من اتجاه وموضع المروحة
ينبغي أن تُنشئ المراوح مسارًا مُخططًا لتدفق الهواء عبر المحصول بدلاً من تحريك كميات كبيرة من الهواء حول منطقة صغيرة واحدة.
تحقق من ارتفاع المراوح واتجاهها والمسافة بينها وتسلسل تشغيلها. ضع في اعتبارك أيضًا ارتفاع المحصول والمعدات الداخلية التي قد تعيق تدفق الهواء. الهدف هو تقليل المناطق الراكدة دون إحداث تيارات هوائية قوية. بالنسبة لأنظمة تدفق الهواء الأفقي، فإن قاعدة تحديد الحجم هي حوالي 2 قدم مكعب في الدقيقة من سعة المروحة لكل قدم مربع من مساحة الأرضية، أو ما يقارب 0.6 متر مكعب في الدقيقة لكل متر مربع، مع ترتيب المراوح في خط مستقيم بحيث يغذي مخرج إحداها مدخل الأخرى. المراوح المائلة للأسفل أو المتباعدة بشكل غير منتظم تقطع الدائرة وتُنشئ جيوبًا معاد تدويرها يصفها المشغلون عادةً بأنها "هواء لا يصل إلى الطرف البعيد".
قارن الظروف عبر الهيكل
يُمكن تفسير الأنماط واستخلاص النتائج من بيانات درجة الحرارة والرطوبة التي جُمعت من مواقع متعددة. تستطيع القياسات بالقرب من السطح، وغطاء المحاصيل، والجدران، والمركز، الكشف عن اختلافات لم تُكتشف عند إجراء فحص سريع.
قم بإجراء القياسات في أوقات مختلفة. يمكن أن تشير الأنماط إلى ما إذا كانت هناك حاجة لتعديل التهوية أو الدورة الدموية.
تحسين حركة الهواء من خلال تنسيق أفضل للنظام
حدد نقاط الضعف وحسّن دوران الهواء باستخدام التهوية والمراوح وتغييرات التصميم وإعدادات التحكم. الهدف هو ضمان حركة هواء منتظمة لدعم المحاصيل دون إحداث تيارات هوائية غير ضرورية أو فقدان للحرارة أو استهلاك زائد للطاقة. يجب تحقيق هذا التوازن في البيوت الزجاجية متعددة الامتدادات المصممة جيدًا.
تحسين تبادل الهواء الطبيعي
تُتيح التهوية الطبيعية دخول الهواء الخارجي إلى المبنى، بينما يتم سحب الهواء الدافئ والرطب منه. ويمكن تشغيل فتحات السقف والجوانب في آنٍ واحد إذا تم وضعها والتحكم بها بشكل صحيح.
ليس من الممكن دائمًا حل مشاكل التهوية بفتحات أكبر. تشمل العوامل الأخرى اتجاه تدفق الهواء وأي عوائق داخلية. كما تختلف تركيبات الفتحات اختلافًا كبيرًا في الأداء: فمدخل جانبي مقترن بفتحات تهوية في السقف المواجهة للريح يُنتج أعلى تدفق طبيعي للهواء - حوالي 12.3 تغييرًا للهواء في الساعة عند سرعة رياح 0.5 متر/ثانية - بينما يكون أداء تركيبات السقف فقط والتركيبات المواجهة للريح فقط أسوأ بشكل ملحوظ. إذا كان المنزل يحتوي على فتحات تهوية في قمة السقف ولكن لا يوجد مدخل هواء منخفض لتغذيتها، فلن يُجدي زيادة حركة الهواء في فتحات التهوية نفعًا.
استخدم مراوح التهوية بشكل استراتيجي
تُستخدم مراوح التهوية لتوزيع الهواء في الأماكن التي لا تستطيع النوافذ العادية توفيره. يجب وضعها بحيث توفر تدفقًا مستمرًا للهواء عبر المحصول بدلًا من توزيعه على طبقات منفصلة. ينبغي أن يتناسب تشغيل المروحة مع كثافة المحصول ودرجة الحرارة والرطوبة وحجم الدفيئة.
قم برسم خريطة تدفق الهواء أولاً: حدد المناطق الراكدة قبل إضافة المعدات.
ضع المراوح لتغطية المناطق الضعيفة: وجّه تدفق الهواء نحو هذه المناطق.
تجنب التيارات الهوائية القوية: يمكن أن يؤدي تدفق الهواء المباشر القوي إلى إزعاج المحاصيل الحساسة.
حافظ على مسارات واضحة: أزل العوائق التي تعيق الحركة.
الحجم بالنسبة لمساحة الأرضية: اسمح بحوالي 2 قدم مكعب في الدقيقة لكل قدم مربع (حوالي 0.6 متر مكعب في الدقيقة لكل متر مربع) من سعة الدوران.
التهوية والتبريد المنسقان
يجب أن توفر معدات التبريد والتهوية تدفق الهواء بطريقة متناسقة دون تنافس. قد يؤدي ضعف التنسيق إلى سحب الهواء المكيف بسرعة كبيرة و/أو عدم القدرة على توزيع الهواء البارد في جميع أنحاء المحصول.
يشكل هذا خطراً حقيقياً مع أنظمة التبريد التبخيري. صُممت أنظمة التبريد بالمراوح والوسادات لتحقيق كفاءة تتراوح بين 70% و80% عند استخدام الوسادة المبللة، مما يُؤدي إلى انخفاض في درجة الحرارة بمقدار 5 درجات مئوية تقريباً عند كفاءة إجمالية للنظام تبلغ حوالي 80%، مع وصول هواء التغذية بدرجة حرارة أقل من درجة حرارة الجو المحيط بمقدار 10 إلى 20 درجة مئوية. إذا فُتحت فتحات التهوية في السقف أثناء تشغيل مراوح الوسادة، فإن جزءاً كبيراً من هذا الهواء المُبرد يتسرب عبر قمة السقف قبل وصوله إلى المحصول، وبالتالي ينهار أداء التبريد المُقاس على الرغم من أن جميع المكونات تعمل.
خطط لتسلسل العمليات بناءً على ظروف العالم الحقيقي. عند التخطيط لنظام دفيئة متعددة الأجنحة، يمكن لشركة تصنيع الدفيئات متعددة الأجنحة المساعدة في تنسيق التهوية والتبريد والتهوية.
اضبط التصميم الداخلي
يمكن تحسين التهوية من خلال وضع المحاصيل والمعدات والممرات والفواصل. لا تفرط في الزراعة لمجرد توفر المساحة؛ يجب ترك مساحة كافية لحركة الهواء بين مناطق الزراعة. حافظ على سهولة الوصول إلى المعدات ومسارات التهوية. أحيانًا يمكن تحسين التهوية بتغييرات في التصميم بدلًا من إجراء تغييرات جذرية.
إدارة تدفق الهواء بين الأجزاء المتصلة
قد تتشكل أنماط مختلفة لتدفق الهواء بين أقسام البيوت الزجاجية المتصلة عندما لا يتحرك الهواء بالتساوي بينها. لذا، يُنصح بفحص الفتحات وصفوف المحاصيل والمعدات الداخلية في كل قسم. يساعد الحفاظ على مسارات دوران الهواء خالية من العوائق على منع تكون مناطق حارة أو رطبة معزولة، كما يسمح للمراوح بتوزيع الهواء بشكل أكثر اتساقًا في جميع أنحاء مساحة الإنتاج.
تحقق من تدفق الهواء عبر الامتدادات المتصلة
لا يتحرك الهواء دائمًا بشكل متساوٍ داخل البيوت الزجاجية الكبيرة متعددة الأجزاء. فالاختلافات في موضع فتحات التهوية، وكثافة المحاصيل، والمعدات الداخلية، والضغط، قد تؤدي إلى حصول جزء من البيت الزجاجي على تدفق هواء أكبر من جزء آخر.
خريطة المسارات الجوية الرئيسية
حدد من أين يدخل الهواء الخارجي، ومن أين يجب أن يخرج الهواء الدافئ، وكيف يتحرك الهواء فوق المحصول. تحقق من هذه المسارات عندما يصل المحصول إلى حجمه المتوقع عند النضج، لأن النباتات الكثيفة يمكن أن تغير تدفق الهواء بشكل كبير.
الهدف هو تحديد المناطق التي يدخل منها الهواء ولكنه لا يصل إلى المحصول بشكل متساوٍ، أو حيث ينحصر الهواء قبل وصوله إلى المخرج. يُحوّل اختبار الدخان أو قياس سرعة الرياح باستخدام مقياس سرعة الرياح اليدوي على مستوى المظلة النباتية هذه البيانات إلى خريطة يمكن مقارنتها بالمسار المقصود لتدفق الهواء، وينبغي أن يكون مصنّع البيوت الزجاجية متعددة الامتدادات قادرًا على توفير مسار تدفق الهواء التصميمي لهذه المقارنة.
تحقق من فروق الضغط بين المناطق
قد تختلف ظروف الضغط في المساحات الكبيرة المتصلة عند تشغيل فتحات التهوية أو المراوح أو أجهزة التبريد في الوقت نفسه. فقد تسحب المروحة في منطقة ما الهواء من منطقة أخرى بدلاً من تحسين دوران الهواء بشكل عام.
تحقق من عمل المروحة بالتزامن مع فتحات التهوية العلوية والجانبية، ومعدات التبريد، والشبكات. يجب تشغيل النظام بمجموعات تُنشئ مسارًا مُخططًا لتدفق الهواء بدلًا من حركات هواء متنافسة. في حال وجود عدة امتدادات ومراحل تبريد، يجب تنسيق تسلسل المروحة وفتحات التهوية والشبكات كبرنامج واحد، وهو ما يمكن لمصنّع البيوت الزجاجية متعددة الامتدادات تحديده كجزء من منطق التحكم.
تحقق من تدفق الهواء بعد تغيرات نمو المحصول
قد يتغير تدفق الهواء مع ازدياد طول المحاصيل أو كثافتها. كما يمكن للمعدات وأنظمة التعليق وهياكل دعم المحاصيل أن تغير مسار الهواء الأصلي.
لذا، ينبغي إعادة فحص تدفق الهواء بعد أي تغييرات جوهرية في المحاصيل أو إضافة معدات جديدة. يساعد ذلك في تحديد مناطق ركود الهواء قبل أن تتحول إلى مشكلة متكررة تتعلق بدرجة الحرارة أو الرطوبة. من المتوقع أن يتغير حجم الهواء الحر فوق الغطاء النباتي ومقاومة التدفق الأفقي بشكل ملحوظ مع انغلاق الغطاء النباتي، مما يُعيد توازن برنامج دوران الهواء في تلك المرحلة بدلاً من نهاية الموسم.
صيانة المراوح ومعدات التهوية
قد يؤدي سوء الصيانة إلى انخفاض تدريجي في كفاءة تدفق الهواء حتى مع التصميم السليم للنظام الأصلي. لذا، يُنصح بتنظيف شفرات المراوح، وفحص المحركات، والتأكد من سلامة آليات التهوية، وإزالة الغبار أو بقايا النباتات من الفتحات. كما تساعد عمليات الفحص الدورية على تحديد المشاكل الميكانيكية قبل أن تؤثر سلبًا على دوران الهواء في مناطق الزراعة المهمة. وتُعدّ الشاشات المتسخة حالة خاصة، إذ أنها تستهلك ما بين 10% و20% من تدفق الهواء حتى وهي نظيفة، وبالتالي فإن الشبكة الدقيقة المتسخة قد تستهلك كمية أكبر بكثير دون أن تشعر.
أتمتة المراقبة والتحكم
تستطيع أجهزة الاستشعار ووحدات التحكم ضبط المراوح وفتحات التهوية ومعدات التبريد وفقًا لتغير الظروف. في البيوت الزجاجية الكبيرة، يُنصح باستخدام قراءات من عدة مناطق زراعية بدلًا من الاعتماد على جهاز استشعار واحد.
ينبغي أن تتناسب إعدادات التحكم مع المحصول وظروف التشغيل. كما يجب فحص التحكم الآلي بانتظام، لأن وجود خلل في المستشعر أو المشغل قد يتسبب في مشاكل في تدفق الهواء دون أن يُلاحظ ذلك فورًا.
الأسئلة الشائعة
تشمل الأسباب الشائعة عدم كفاية التهوية، ووضع المراوح في غير موضعها الصحيح، والعوائق الداخلية، وكثافة المحاصيل، وضعف تنسيق أنظمة التكييف. يجب تحديد السبب الحقيقي قبل إضافة أي معدات. عمليًا، تتمثل أكثر الأعطال شيوعًا في انخفاض نسبة مساحة فتحة التهوية إلى مساحة الأرضية عن النسبة الأساسية للتصميم (15-20%)، وعدم وجود مدخل منخفض لفتحات التهوية العلوية، وصغر حجم حلقة الدوران مقارنةً بقاعدة 2 قدم مكعب في الدقيقة لكل قدم مربع، وترك الشاشات أو أقمشة التظليل مغلقة جزئيًا.
لا. يمكن للمراوح تحسين دوران الهواء، لكنها لا تعوض انسداد فتحات التهوية، أو ضعف مسارات تدفق الهواء، أو تصميم النظام غير المناسب. إن زيادة قدرة دوران الهواء في منزل ذي مساحة تهوية غير كافية تزيد من اختلاط الهواء الداخلي دون إزالة الحرارة، وغالبًا ما تخفي الخلل الحقيقي وتزيد من تكلفة التشغيل.
لا يوجد رقم موحد لأن المتطلبات تعتمد على الحجم والتصميم وكثافة المحاصيل والمناخ والمعدات. ما يمكن تحديده هو السعة الإجمالية: حوالي 2 قدم مكعب في الدقيقة لكل قدم مربع من مساحة الأرضية، أي ما يقارب 0.6 متر مكعب في الدقيقة لكل متر مربع، لحلقة تدفق الهواء الأفقي، بالإضافة إلى سعة مروحة العادم التي تلبي معدل تبادل الهواء المطلوب من 40 إلى 60 تغييرًا للهواء في الساعة عند ذروة التبريد. يُعدّ موضع المروحة وتغطية تدفق الهواء أكثر أهمية من مجرد زيادة الكمية.
قم بالقياس على ثلاثة ارتفاعات - المزراب، والمظلة، والأرضية - في عدة مسافات في نفس الوقت. تشير منطقة دافئة ورطبة محصورة عند مستوى المظلة بينما تكون درجة حرارة المزراب طبيعية إلى وجود مشكلة في دوران الهواء وتوزيعه. أما الارتفاع المنتظم في درجة الحرارة عبر كامل المسافة، والذي يتبع الظروف الخارجية، فيشير إلى وجود مشكلة في سعة التهوية أو تصميم الفتحات.
نظرًا لتغير كل من حجم الهواء الحر فوق المظلة ومقاومة التدفق الأفقي مع نمو النباتات داخل البيت الزجاجي، فإن نظام التهوية الذي تم ضبطه مسبقًا لمحصول صغير أو غير مكتمل النمو عادةً ما يكون غير كافٍ عند اكتمال نمو المظلة، لذا يحتاج برنامج التهوية عادةً إلى إعادة ضبط بمجرد اكتمال نمو المحصول، ومرة أخرى بعد أي تغيير ملحوظ في التصميم الداخلي.
بشكل غير مباشر فقط، وقد يؤدي ذلك إلى تفاقم الوضع. إذا بقيت فتحات التهوية في السقف مفتوحة أثناء تشغيل نظام التبريد التبخيري، فإن الهواء المبرد يتسرب عبر قمة السقف قبل وصوله إلى المحصول، مما يؤدي إلى انخفاض الأداء المقاس إلى ما دون كفاءة الوسادة التي صُمم النظام من أجلها، والتي تتراوح بين 70% و80%. لذا، يجب تصحيح مسار تدفق الهواء أولاً، ثم تقييم ما إذا كانت هناك حاجة فعلية إلى سعة تبريد إضافية.
إن جودة دوران الهواء مسألة تتعلق بتصميم النظام، وليست مجرد مشكلة في المروحة. ينبغي على الشركات تقييم فتحات التهوية، والعوائق الداخلية، وموضع المروحة، وتنسيق التبريد، وأنظمة التحكم البيئي كنظام متكامل.
إن التمييز الذي يجدر التمسك به هو أن التهوية والدوران كميتان منفصلتان لهما أهداف تصميم منفصلة - 40-60 تغييرًا للهواء في الساعة عند الذروة للتبادل، وحوالي 2 قدم مكعب في الدقيقة لكل قدم مربع للحلقة الداخلية - وأنه لا يمكن إصلاح عطل في أحدهما بسعة من الآخر.
بإمكان شركة متخصصة في تصنيع البيوت الزجاجية متعددة الأقواس، وذات خبرة في هذا المجال، المساعدة في دمج هذه العناصر قبل التركيب، والحد من مشاكل تدفق الهواء لاحقاً. أما بالنسبة للهياكل القائمة، فيمكن إجراء تعديلات محددة لتحسين دوران الهواء دون الحاجة إلى استبدال جميع المكونات.
