Защо вашата многоетажна оранжерия е твърде гореща? Причини и решения

Високите температури могат да ограничат добива, да увеличат нуждите от вода и да затруднят контрола на климата. Ако оранжерията с няколко отвора е твърде гореща, виновникът може да е вентилацията, засенчването, въздушният поток, настройката на оборудването или дори структурният дизайн.

Първата стъпка е количествена. Измерете повишаването на температурата над околната и го сравнете с това, което инсталираните системи са номинално способни да осигурят. В добре проектирана многоетажна къща, само вентилацията с 40–60 смени на въздуха на час би трябвало да поддържа вътрешната температура в рамките на няколко градуса от външната; единственото, което остава след това, е засенчването и изпарителното охлаждане. Ако наблюдаваното повишаване е много по-голямо, проблемът е в капацитета или разпределението, а не във времето.

Определете основните причини за прекомерна топлина в парникови газове

Ако е необходимо допълнително охлаждане, определете източника на нежелана топлина и причината, поради която тя не се извежда навън. Правилната диагноза ще реши истинския проблем, а не само ще увеличи енергийните и оперативните разходи, без да подобри нещата за растенията.

Недостатъчна вентилация на покрива

Има естествено издигащ се въздух, който може да се събере под покрива на многопроходната оранжерия. Тази топлина може да се натрупа в покрива, когато вентилационните отвори на покрива са твърде малки, на неподходящо място, блокирани или не се отварят адекватно. Ситуацията се влошава по време на по-силно слънчево греене. Отвеждането на горещия въздух може да не е достатъчно в големи помещения, които са странично вентилирани.

Управляващото съотношение е площта на вентилационните отвори спрямо площта на пода. За да може естествената вентилация да поеме пиковото топлинно натоварване, комбинираната площ на покрива и страничните отвори трябва да бъде поне 15%–20% от площта на пода, измерена като ефективен свободен отвор. Мащабирането на това съотношение към къща с много врати с площ от 5000 м² дава приблизително 750–1000 м² наистина отворена площ на вентилационните отвори, а отворите на билото трябва да бъдат сдвоени с ниско разположени входни отвори. Тестването на комбинации от отвори показва, че страничен вход, комбиниран с вентилационни отвори на покрива откъм вятъра, постига най-висок естествен поток — около 12,3 обмена на въздух на час при скорост на вятъра от само 0,5 м/с — докато конфигурациите само на покрива или само откъм подветрената страна са доста недостатъчни.

Проверете вентилационните отвори за адекватно отваряне, без препятствия и околни сгради, екрани и оборудване, които да блокират адекватна вентилация. Автоматизираните вентилационни системи също трябва да се проверят за неправилни настройки на температурата или механични проблеми.

Ограничено движение на въздуха

Вентилационните отвори са отвори, които позволяват вентилация, но не е задължително да осигуряват равномерна вентилация. Ако въздушният поток не е разпределен в центъра или в долната част на зоната за отглеждане, в зоната за отглеждане има горещи зони. Вентилаторите могат да помогнат за циркулацията на въздуха вътре и да сведат до минимум неподвижните зони.

Вътрешната циркулация трябва да се оразмери спрямо площта на пода, а не да се предполага. Установеното правило за хоризонтален въздушен поток е около 2 CFM капацитет на вентилатора на квадратен фут площ на пода, приблизително 0,6 м³/мин на квадратен метър, разположен така, че въздухът да се движи като непрекъснат цикъл през навеса. Това е отделно изчисление от стенните вентилатори, които създават обменния процент, а недостатъчното им оразмеряване е най-честата причина, поради която една къща с видимо работеща вентилация все още има горещи зони в средните разстояния.

Тяхното местоположение трябва да е част от непрекъснат въздушен път; не насочвайте въздуха само към една част. Недостатъчният обмен на въздух може също да повиши нивата на влажност при близко отглеждане. Това е важно за циркулацията на въздуха не само като мярка за контрол на температурата, но и за поддържане на цялостна стабилност на околната среда.

Прекомерно натрупване на слънчева топлина

Силната слънчева радиация може бързо да повиши температурата в оранжерията, особено по време на пиковите часове на слънчева светлина. Количеството топлина, постъпващо в оранжерията, зависи от покритието, ориентацията на оранжерията, засенчването и местните слънчеви условия.

Засенчването е мярка за намаляване на натоварването, така че спецификацията на екрана трябва да се избира спрямо измерената радиация. Изборът на екран обикновено се изразява като процент на засенчване, а за вътрешните екрани - и като характеристика на отражение: отразяващите алуминиеви екрани поддържат оранжерията с 4–8 °C по-хладна от черен екран със същия номинален процент на засенчване, защото те отразяват радиацията обратно, вместо да я абсорбират и да я излъчват отново в културата. Същото семейство екрани, инсталирани като енергиен екран, също така спестяват 30%–50% от топлинната енергия в студени периоди, поради което подвижният отразяващ екран често си изплаща цената двойно.

Подвижните засенчвания могат да намалят натрупването на слънчева топлина, когато е необходимо, но прекомерното засенчване може също да намали полезната светлина. Следователно засенчването трябва да се използва заедно с вентилация и други методи за охлаждане. Обърнете внимание, че стъкленият покрив Venlo вече пропуска само 75%–85% от падащата светлина като цялостен монтаж, преди да се затвори който и да е екран – така че стратегията за екраниране трябва да бъде изградена около базовото пропускане на конструкцията, а не около суровата слънчева радиация.

Охлаждащият капацитет не съответства на натоварването

Охладителното оборудване трябва да е съобразено с размера на многопроходната оранжерия и местната среда. Една недостатъчно оразмерена система може да работи денонощно и въпреки това да не е в състояние да поддържа желаната температура. Професионално решение е... производител на многопролетни оранжерии може да оцени топлинното натоварване, преди да определи охлаждащото оборудване, което ще се използва.

Тук се появяват две често срещани грешки. Първата е оразмеряването спрямо средното, а не спрямо пиковото топлинно натоварване, което гарантира недостиг в деня на проектиране. Втората е игнорирането на факта, че ефективността на изпарение е ограничена: системите с вентилатор и подложка са проектирани за 70%–80% ефективност на омокрящото се понижение на мокрия термометър, така че при приблизително 80% обща ефективност на системата постижимият спад на температурата е около 5°C, а подаваният въздух обикновено пристига с 10–20°F под околната температура. Във влажен ден понижението на мокрия термометър се свива, така че същата система доставя по-малко – проектът трябва да се провери при локалната проектна температура на мокрия термометър, а не при пика на сухия термометър.

Това е особено важно за големи структури, когато множество зони за отглеждане може да са подложени на различни условия. Охлаждащата ефективност трябва да се оцени и в най-горещия работен период. Това оборудване ще работи добре в по-хладен климат, но не и по време на пикови горещини.

Проверете къде навлиза и се натрупва топлина

Преди да добавите охлаждащо оборудване, проверете откъде идва топлината и къде се събира. В голяма оранжерия с няколко отвора, различните отвори може да нямат еднаква температура поради ориентацията на покрива, гъстотата на културите, оборудването и въздушния поток.

Проверете отворената зона на вентилационните отвори и решетките

Действителната отворена площ на вентилационния отвор е по-важна от размера на отвора, посочен на чертежа. Мрежите против насекоми също могат да ограничат въздушния поток, особено когато се замърсят или запушат.

Определете количествено негативното влияние на мрежата, вместо да я отхвърляте. Тестването в аеродинамичен тунел на мрежи против насекоми, покриващи порьозност от 25% до 53%, показва, че скоростта на вентилация намалява с намаляването на порьозността, тъй като мрежата намалява коефициента на изпускане на въздуха през отвора. На практика стандартна мрежа намалява въздушния поток през отвора с 10% до 20%; мрежа с размер на отворите 75 меша намалява естествената вентилация с приблизително 25% в сравнение с мрежа с размер на отворите 40 меша; а мрежа с размер на отворите 50 меша с 55% съотношение на отворена площ върху отвор от 100 м² пропуска въздух, еквивалентен само на около 55–60 м² свободен отвор.

Проверете дали вентилационните отвори на покрива и страничните вентилационни отвори се отварят напълно и дали решетките са чисти. Ако решетките са част от вентилационните отвори, тяхното съпротивление на въздушния поток трябва да се вземе предвид при оразмеряването на вентилационната система.

Проверете вътрешните източници на топлина

Някои видове оборудване могат да добавят топлина към оранжерията. Помпи, двигатели, осветление, отоплителни тръби и електрическо оборудване могат да увеличат топлинното натоварване, особено в затворени пространства.

Местоположението на оборудването трябва да се преразгледа при проучване на гореща зона. Преместването на оборудване, произвеждащо топлина, извън зоната за отглеждане, където е практично, може да намали вътрешното топлинно натоварване.

Сравнете температурите между участъците

Многопролетната оранжерия не винаги трябва да се третира като една температурна зона. Сравнете показанията от различни пролети и площи с култури, за да определите къде е най-висока топлината.

Ако една зона е постоянно по-гореща, проверете вентилационните отвори, засенчването, гъстотата на растенията, оборудването и въздушния поток, преди да увеличите охладителния капацитет на цялото съоръжение. Полезна диагностика е едновременното регистриране на показания на височината на улуците, на височината на короната на растението и близо до пода в три или повече диапазона; топъл джоб, който се запазва на нивото на короната на растението, докато показанията на улука са нормални, сочи за проблем с циркулацията, докато височината на целия диапазон сочи за проблем с вентилацията или натоварването.

Неправилни настройки на климатичния контрол

Ако обаче контролите не са настроени правилно, една добра система никога не може да постигне лоша производителност. Сензорите могат да бъдат поставени на грешно място, праговете да са зададени твърде високи или оборудването може да се включи твърде късно. Проверете как са поставени сензорите и сравнете показанията на сензорите за различните части на площта за отглеждане. Условията в голяма оранжерия с множество отвори може да не са добре представени от един сензор.

Вземете предвид и изискванията на културите за настройките на контрола. Задаването на температури, подобни на тези, използвани през пролетта и лятото, през есента и зимата може да причини ненужен стрес и загуба на енергия. Етапите на вентилация и решетки трябва да се регулират поетапно, а не да се превключват: стъпкова програма, която отваря вентилационните отвори постепенно, след това затваря решетката и накрая стартира системата с подложки, избягва превишаването, което неизбежно води до една зададена точка при голям обем въздух.

Приложете практични решения за намаляване на вътрешната топлина

Охлаждането трябва да се планира като система, след като се установи причината, а не като еднократна подмяна на оборудване. Оптималният избор е да се използва комбинация от вентилация, засенчване, въздушен поток, размер на оборудването на оранжерията и настройки за управление въз основа на работните условия на оранжерията.

Подобряване на естествената вентилация

Ако топлината се причинява от задържан въздух, първото действие трябва да бъде засилване на ефективната вентилация. Отворите на покрива и страничните отвори трябва да позволяват изпускането на горещ въздух и навлизането на охлаждащ външен въздух. Уверете се, че вентилационните отвори са чисти, а механичните компоненти се проверяват редовно.

Ако вентилационните отвори са автоматични, проверете дали температурните сензори работят в правилните моменти. Конструкцията също е важен фактор. Вентилацията и качеството на въздуха трябва да се вземат предвид на етапа на проектиране, а не като допълнителна мисъл от производителя на многоетажни оранжерии.

Добавяне на контролирано засенчване

По време на периоди на екстремни горещини, системите за засенчване могат да ограничат пряката слънчева светлина през деня. Те са много удобни и могат да се използват при силно слънце, когато навън е особено горещо. Системата трябва да е подвижна и да не пречи постоянно на светлината. Производителите могат да осигурят повече сянка през горещите периоди на деня и по-малко сянка през периоди на по-добра наличност на светлина.

Използвайте регулируемо засенчване: Променяйте покритието според слънчевата светлина и изискванията на културата.

Избягвайте постоянно силно засенчване: Прекомерното покритие може да намали полезната светлина.

Координирайте с вентилацията: Засенчването работи по-добре, когато може да излиза и горещ въздух.

Следете реакцията на културата: Коригирайте настройките, когато растенията показват признаци на топлинен или светлинен стрес.

Увеличете вътрешната циркулация на въздуха

Циркулационните вентилатори могат да се използват за преместване на въздуха около зона, която е по-топла от останалата част на оранжерията. Те могат дори да намалят площта между горната и долната зона за отглеждане. Разположението на вентилаторите трябва да зависи от разположението. Не установявайте изолирани модели на циркулация на въздуха, които позволяват натрупването на застоял въздух в центъра. Оразмерете контура на приблизително 2 CFM на квадратен фут площ на пода, еквивалентно на около 0,6 m³/min на квадратен метър, и проверете дали въздухът действително достига до далечния край на всеки отвор, вместо да се разсейва в рамките на няколко метра от вентилатора.

Необходими са и редовни проверки. Например, замърсени части или компоненти с повредени лопатки на вентилатора или запушен въздушен поток могат да доведат до намалена производителност, която няма да се забележи веднага.

Преглед на охлаждащото оборудване

Ако вентилацията и засенчването са неефективни, проверете капацитета и състоянието на охладителната система. Охладителното оборудване трябва да бъде проектирано да охлажда пиковото топлинно натоварване на оранжерията, а не средното топлинно натоварване. Броят на зоните за отглеждане, гъстотата на културата, покритието, външната температура и очакваното време за работа трябва да се вземат предвид при търговски проект.

Когато преглеждате съществуваща система от подложки, проверете четири неща по ред: дали подложката е напълно намокрена по цялата си повърхност, дали скоростта на приближаване е в рамките на ограничението на производителя на подложките, дали подложката постига 70%–80% от наличното подуване на мокрия термометър и дали проектната стойност на мокрия термометър е реалистична за обекта. Система, която отговаря и на четирите критерия и все още не може да поддържа зададената стойност, наистина се нуждае от по-голям капацитет.

Фирмите също трябва да търсят оборудване, което ще бъде лесно за поддръжка и ще има възможност за разширяване като производител на многоетажни оранжерии. Трудните за обслужване системи могат да доведат до продължителен престой по време на важен период на отглеждане.

Мониторинг и автоматизация на надстройките

Ранното откриване на температурни проблеми може да помогне за тяхното управление. Зоните на растеж могат да бъдат разграничени, а времето, в което температурите започват да се повишават, може да бъде показано чрез сензори, разположени на подходящи места.

Системата за автоматизация може да бъде програмирана да отваря или затваря вентилацията, щорите и вентилатора, както и да активира охладителната система при определени условия. Това би намалило необходимостта от ръчни настройки при променящи се метеорологични условия.

Мониторингът не трябва да се използва като заместител на физическите проверки. Състоянието и употребата на оборудването и околната среда също трябва да се проверяват редовно, тъй като сензорите могат да дават неверни показания, да се отклоняват или да се повредят.

Често задавани въпроси

Отворените вентилационни отвори може да не осигуряват достатъчен въздушен поток за размера на оранжерията. Лошото разположение на вентилационните отвори, слабото движение на въздуха, силната слънчева светлина или недостатъчното охлаждане все още могат да причинят прекомерни температури. Проверете съотношението на ефективната площ на вентилационните отвори към площта на пода спрямо проектната базова стойност от 15%–20%, потвърдете, че има наветрени отвори, които да се сдвояват с отворите на билото, и извадете 10%–20% (или повече за фина мрежа) за всяка мрежа против насекоми, преди да заключите, че вентилационните отвори са адекватни.

Пиковото лятно охлаждане обикновено се проектира около 40–60 смени на въздуха на час, с контролируем минимум от около 1 смяна на въздуха на час за контрол на влажността през зимата. Ако измерената къща работи далеч под долната стойност в горещ ден, ограничаващият фактор е капацитетът или разпределението на вентилацията, а не охлаждащото оборудване.

Засенчването може да намали притока на слънчева топлина, но обикновено трябва да работи заедно с вентилацията и управлението на въздушния поток. Прекомерното засенчване може да намали светлината, достъпна за културите. Подвижен отразяващ екран е по-добрият вариант, когато е необходимо както охлаждане, така и задържане на зимна топлина, тъй като същият екран, който поддържа оранжерията с 4–8 °C по-хладна от еквивалентен черен екран, също връща 30%–50% от топлинната енергия, когато е затворен през нощта.

Системите с мокри подложки са проектирани за 70%–80% от подтискането на мокрия термометър. При приблизително 80% обща ефективност на системата, практическият спад на температурата е около 5°C, а подаваният въздух обикновено достига до културата на 10–20°F под околната температура. Подложка, която произвежда значително по-малко въздух, обикновено е недостатъчно овлажнена, работи над номиналната си скорост на повърхността или позволява на въздуха да заобикаля повърхността на подложката.

Използвайте вентилатор с капацитет около 2 CFM на квадратен фут площ, което е приблизително 0,6 м³/мин на квадратен метър, разположен така, че въздухът да се движи в непрекъснат цикъл през навеса, а не в изолирани джобове. Това е отделно от и в допълнение към изпускателните вентилатори, които генерират скоростта на обмен на въздух.

Регистрирайте температура и влажност едновременно на височината на улука, височината на короната на покрива и нивото на пода в няколко участъка, с отворени всички вентилационни отвори. Кота по целия участък, която следва външните условия, показва проблем с вентилацията или натоварването. Постоянен топъл джоб на нивото на короната на покрива, докато улукът показва нормални стойности, показва проблем с циркулацията и разпределението.

Прегряването на оранжерията обикновено е резултат от няколко фактора, действащи заедно, а не от една изолирана повреда. Фирмите трябва да оценят вентилацията, слънчевата топлина, въздушния поток, охлаждащия капацитет и настройките за контрол, преди да инвестират в големи промени.

Сверяването с публикуваните проектни стойности превръща тази оценка в нещо измеримо: 15%–20% ефективна площ от вентилационните отвори до пода, 40–60 смени на въздуха на час в пиковите часове, 10%–20% намаление на екрана, около 2 CFM на квадратен фут циркулационен капацитет и 70%–80% ефективност на подложката, осигуряваща спад от приблизително 9°F. Която и от тези стойности да не успее да постигне оранжерията в момента, си струва първо да се поправи.

Изборът на правилния дизайн с надежден производител на многоетажни оранжерии може да предотврати много проблеми с управлението на топлината от самото начало. За съществуващи конструкции, систематичните инспекции и целенасочените подобрения могат да създадат по-стабилна среда, като същевременно се избегнат ненужни разходи за оборудване и експлоатация.