دمای بالا میتواند عملکرد را محدود کند، نیاز به آب را افزایش دهد و کنترل آب و هوا را دشوارتر کند. اگر یک گلخانه چند دهانهای خیلی گرم باشد، تهویه، سایهاندازی، جریان هوا، راهاندازی تجهیزات یا حتی طراحی سازه ممکن است مقصر باشد.
مرحله اول کمی است. افزایش دما نسبت به دمای محیط را اندازهگیری کنید و آن را با آنچه سیستمهای نصب شده برای ارائه آن رتبهبندی شدهاند مقایسه کنید. در یک خانه چند دهانهای با طراحی خوب، تهویه به تنهایی با ۴۰ تا ۶۰ بار تعویض هوا در ساعت باید دمای داخلی را در محدوده چند درجهای از هوای بیرون نگه دارد؛ تنها چیزی که پس از آن باقی میماند، کار سایهاندازی و خنکسازی تبخیری است. اگر افزایش مشاهده شده بسیار بیشتر باشد، مشکل نقص در ظرفیت یا توزیع است، نه آب و هوا.
اگر به خنکسازی اضافی نیاز است، منبع گرمای ناخواسته و دلیل عدم انتقال آن به بیرون را تعیین کنید. تشخیص درست، مشکل اصلی را حل میکند، نه اینکه فقط به هزینههای انرژی و عملیاتی بیفزاید، بدون اینکه اوضاع را برای گیاهان بهتر کند.
هوای طبیعی به سمت بالا وجود دارد و میتواند زیر سقف گلخانه چند دهانه جمع شود. این گرما میتواند در سقف جمع شود وقتی دریچههای سقف خیلی کوچک باشند، در موقعیت نامناسبی قرار داشته باشند، مسدود شده باشند یا به اندازه کافی باز نباشند. این وضعیت در زمانهایی که آفتاب بیشتر است بدتر میشود. حذف هوای گرم ممکن است در مناطق وسیعی که تهویه جانبی دارند، کافی نباشد.
نسبت حاکم، مساحت دریچه در برابر مساحت کف است. برای اینکه تهویه طبیعی بتواند حداکثر بار حرارتی را تحمل کند، مساحت ترکیبی سقف و دهانههای جانبی باید حداقل ۱۵٪ تا ۲۰٪ مساحت کف باشد که به عنوان دهانه آزاد مؤثر اندازهگیری میشود. مقیاسبندی این نسبت برای یک خانه چند دهانه ۵۰۰۰ متر مربعی، تقریباً ۷۵۰ تا ۱۰۰۰ متر مربع مساحت دریچه واقعاً باز را به دست میدهد و خروجیهای برآمدگی باید با ورودیهای سطح پایین جفت شوند. آزمایش ترکیبات دهانهها نشان میدهد که یک ورودی جانبی همراه با دریچههای سقفی رو به باد، بالاترین جریان طبیعی را - حدود ۱۲.۳ بار تعویض هوا در ساعت با سرعت باد فقط ۰.۵ متر بر ثانیه - به دست میآورد، در حالی که پیکربندیهای فقط سقف یا فقط پشت به باد، به طور قابل توجهی ناکافی هستند.
دهانههای تهویه را از نظر باز بودن کافی و بدون مانع بررسی کنید و ساختمانهای اطراف، توریها و تجهیزاتی که تهویه کافی را مسدود میکنند را نیز بررسی کنید. کنترلهای خودکار تهویه نیز باید از نظر تنظیمات نادرست دما یا مشکلات مکانیکی بررسی شوند.
دریچههای تهویه، دریچههایی هستند که امکان تهویه را فراهم میکنند، اما لزوماً تهویه یکنواخت را فراهم نمیکنند. اگر جریان هوا به مرکز یا قسمت پایینی منطقه کشت توزیع نشود، مناطق گرم در منطقه کشت وجود دارد. پنکهها میتوانند به گردش هوا در داخل و به حداقل رساندن مناطق ساکن کمک کنند.
گردش داخلی باید بر اساس مساحت کف اندازهگیری شود، نه بر اساس حدس و گمان. قاعده سرانگشتی جریان هوای افقی، حدود ۲ فوت مربع ظرفیت فن در هر فوت مربع از مساحت کف، تقریباً ۰.۶ متر مکعب در دقیقه در هر متر مربع است، به طوری که هوا به صورت یک حلقه پیوسته از طریق سایبان حرکت کند. این محاسبه جدا از فنهای خروجی دیواری است که نرخ تبادل را ایجاد میکنند و کوچک در نظر گرفتن آن، رایجترین دلیل است که خانهای با تهویه قابل مشاهده، هنوز مناطق گرم در دهانههای میانی دارد.
محل قرارگیری آنها باید بخشی از یک مسیر هوای پیوسته باشد؛ هوا را فقط به یک قسمت فشار ندهید. تبادل هوای ناکافی همچنین میتواند سطح رطوبت را در کشت متراکم افزایش دهد. این امر نه تنها به عنوان یک اقدام کنترل دما، بلکه برای حفظ ثبات کلی محیط نیز برای گردش هوا مهم است.
تابش شدید خورشید میتواند دمای گلخانه را به سرعت افزایش دهد، به خصوص در ساعات اوج تابش خورشید. میزان گرمای ورودی به گلخانه به پوشش، جهت گلخانه، سایه و شرایط تابش خورشید محلی بستگی دارد.
سایهافکنی یک معیار کاهش بار است، بنابراین مشخصات توری باید در برابر تابش اندازهگیری شده انتخاب شود. انتخاب توری معمولاً به صورت درصد سایهافکنی و برای توریهای داخلی، به صورت یک ویژگی بازتاب نیز بیان میشود: توریهای آلومینیومی بازتابنده، گلخانه را ۴ تا ۸ درجه سانتیگراد خنکتر از توری سیاه با همان درصد سایهافکنی اسمی نگه میدارند، زیرا آنها به جای جذب تابش و تابش مجدد آن به محصول، آن را به بیرون منعکس میکنند. همین خانواده توری، که به عنوان توری انرژی نصب میشود، در دورههای سرد نیز ۳۰ تا ۵۰ درصد در مصرف انرژی گرمایشی صرفهجویی میکند، به همین دلیل است که یک توری بازتابنده متحرک اغلب هزینه خود را دو برابر میکند.
سایهبانهای متحرک میتوانند در صورت نیاز، جذب گرمای خورشیدی را کاهش دهند، اما سایهبانهای بیش از حد نیز میتوانند نور مفید را کاهش دهند. بنابراین، سایهبانها باید همراه با تهویه و سایر روشهای خنککننده استفاده شوند. توجه داشته باشید که یک سقف شیشهای ونلو، قبل از بسته شدن هرگونه صفحه نمایش، تنها 75 تا 85 درصد از نور تابشی را به عنوان یک مجموعه کامل منتقل میکند - بنابراین استراتژی صفحه نمایش باید بر اساس انتقال پایه سازه ساخته شود، نه بر اساس تابش خورشیدی خام.
تجهیزات خنککننده باید با اندازه گلخانه چند دهانه و محیط محلی مطابقت داشته باشند. یک سیستم کوچک ممکن است شبانهروزی کار کند اما نتواند دمای مطلوب را حفظ کند. یک متخصص تولیدکننده گلخانه چند دهانه میتواند قبل از تعیین تجهیزات خنککننده مورد استفاده، بار حرارتی را تخمین بزند.
دو خطای رایج در اینجا ظاهر میشود. اولین مورد، اندازهگیری بر اساس میانگین به جای اوج بار حرارتی است که کمبود را در روز طراحی تضمین میکند. مورد دوم، نادیده گرفتن محدود بودن راندمان تبخیر است: سیستمهای فن و پد برای راندمان مرطوب ۷۰ تا ۸۰ درصد از افت دمای مرطوب طراحی شدهاند، بنابراین در راندمان کلی سیستم تقریباً ۸۰ درصد، افت دمای قابل دستیابی حدود ۹ درجه فارنهایت (۵ درجه سانتیگراد) است و هوای تأمین شده معمولاً ۱۰ تا ۲۰ درجه فارنهایت پایینتر از دمای محیط میرسد. در یک روز مرطوب، افت دمای مرطوب کاهش مییابد، بنابراین همان سیستم گرمای کمتری تولید میکند - طراحی باید در دمای مرطوب طراحی محلی بررسی شود، نه در اوج دمای خشک.
این امر به ویژه برای سازههای بزرگ، زمانی که چندین منطقه کشت ممکن است در معرض شرایط مختلف باشند، بسیار مهم است. عملکرد خنککننده نیز باید در گرمترین دوره عملیاتی ارزیابی شود. این تجهیزات در آب و هوای خنکتر به خوبی کار میکنند اما در اوج گرما خیر.
قبل از اضافه کردن تجهیزات خنککننده، بررسی کنید که گرما از کجا میآید و کجا جمع میشود. در یک گلخانه بزرگ چند دهانهای، دهانههای مختلف ممکن است به دلیل جهت سقف، تراکم محصول، تجهیزات و جریان هوا، دمای یکسانی نداشته باشند.
مساحت واقعی باز بودن دریچه تهویه از اندازه دریچه در نقشه مهمتر است. توریهای حشرات نیز میتوانند جریان هوا را محدود کنند، به خصوص وقتی که کثیف یا مسدود شده باشند.
به جای اینکه میزان جریمه توری را نادیده بگیرید، آن را کمّی کنید. آزمایش تونل باد توریهای ضد حشرات با تخلخل ۲۵ تا ۵۳ درصد نشان میدهد که با کاهش تخلخل، میزان تهویه کاهش مییابد، زیرا توری ضریب تخلیه دهانه را کاهش میدهد. در عمل، یک توری استاندارد جریان هوا را از طریق یک دهانه ۱۰ تا ۲۰ درصد کاهش میدهد؛ یک توری ۷۵ مش در مقایسه با یک توری ۴۰ مش، تهویه طبیعی را تقریباً ۲۵ درصد کاهش میدهد؛ و یک توری ۵۰ مش با نسبت سطح باز ۵۵ درصد در یک دهانه ۱۰۰ متر مربعی، هوایی معادل تنها حدود ۵۵ تا ۶۰ متر مربع دهانه آزاد را عبور میدهد.
بررسی کنید که دریچههای سقفی و جانبی کاملاً باز باشند و توریها تمیز باشند. اگر توریها بخشی از دهانههای تهویه هستند، هنگام تعیین اندازه سیستم تهویه، باید مقاومت جریان هوای آنها در نظر گرفته شود.
برخی از تجهیزات میتوانند به گلخانه گرما اضافه کنند. پمپها، موتورها، روشنایی، لولههای گرمایشی و تجهیزات الکتریکی ممکن است بار حرارتی را افزایش دهند، به خصوص در مناطق بسته.
هنگام بررسی یک منطقه گرم، باید محل قرارگیری تجهیزات بررسی شود. در صورت امکان، جابجایی تجهیزات تولیدکننده گرما به خارج از منطقه کشت میتواند بار گرمای داخلی را کاهش دهد.
یک گلخانه چند دهانهای نباید همیشه به عنوان یک منطقه دمایی در نظر گرفته شود. برای شناسایی جایی که گرما بیشترین مقدار را دارد، دادههای مربوط به دهانهها و مناطق کشت مختلف را با هم مقایسه کنید.
اگر یک ناحیه به طور مداوم گرمتر است، قبل از افزایش ظرفیت خنکسازی برای کل تأسیسات، دهانههای تهویه، سایهبان، تراکم محصول، تجهیزات و جریان هوا را بررسی کنید. یک روش تشخیصی مفید، ثبت همزمان دما در ارتفاع ناودان، ارتفاع سایبان و نزدیک کف در سه یا چند دهانه است. یک توده گرم که در سطح سایبان باقی میماند در حالی که ناودان دما را به طور عادی نشان میدهد، به یک مشکل گردش هوا اشاره دارد، در حالی که ارتفاع کل دهانه به یک مشکل تهویه یا بار اشاره دارد.
با این حال، اگر کنترلها به درستی تنظیم نشوند، یک سیستم خوب هرگز نمیتواند عملکرد ضعیفی داشته باشد. حسگرها میتوانند در جای اشتباه قرار گیرند، آستانهها خیلی بالا تنظیم شوند، یا تجهیزات ممکن است خیلی دیر روشن شوند. نحوه قرارگیری حسگرها را بررسی کنید و قرائتهای حسگر را برای قسمتهای مختلف منطقه کشت مقایسه کنید. شرایط در یک گلخانه بزرگ چند دهانهای ممکن است به خوبی توسط یک حسگر واحد نشان داده نشود.
همچنین برای تنظیمات کنترل، نیازهای محصول را در نظر بگیرید. تنظیم دماهای مشابه با دماهای بهار و تابستان در پاییز و زمستان میتواند باعث استرس غیرضروری و اتلاف انرژی شود. مراحل تهویه و غربال باید به جای تغییر، مرحلهای شوند: یک برنامه پلهای که دریچهها را به تدریج باز میکند، سپس غربال را میبندد، و در نهایت سیستم پد را شروع میکند، از جهش بیش از حد که یک نقطه تنظیم واحد به ناچار در حجم زیادی از هوا ایجاد میکند، جلوگیری میکند.
خنکسازی باید به عنوان یک سیستم پس از مشخص شدن علت، برنامهریزی شود و نه به عنوان جایگزینی واحد برای تجهیزات. انتخاب بهینه، استفاده از ترکیبی از تهویه، سایهبان، جریان هوا، اندازه تجهیزات گلخانه و تنظیمات کنترل بر اساس شرایط عملیاتی گلخانه است.
اگر گرما ناشی از هوای محبوس شده باشد، اولین اقدام باید تقویت تهویه مؤثر باشد. دریچههای سقف و کنارهها باید امکان خروج هوای گرم و ورود هوای خنک بیرون را فراهم کنند. اطمینان حاصل کنید که دریچههای تهویه خوب تمیز هستند و اجزای مکانیکی به طور منظم بررسی میشوند.
اگر دریچهها خودکار هستند، بررسی کنید که آیا حسگرهای دما در زمانهای مناسب کار میکنند یا خیر. ساختار گلخانه نیز عامل مهمی است. تهویه و کیفیت هوا باید در مرحله طراحی در نظر گرفته شود و نه به عنوان یک اقدام بعدی توسط یک سازنده گلخانه چند دهانه.
در طول دورههای گرمای شدید، سیستمهای سایهبان میتوانند نور مستقیم خورشید را در طول روز محدود کنند. این سیستمها بسیار مفید هستند و میتوانند در طول روز که هوا به طور ویژه گرم است، در آفتاب مربعی استفاده شوند. این سیستم باید قابل جابجایی باشد و به طور دائم مانع نور نشود. پرورشدهندگان میتوانند در طول دورههای گرم روز سایه بیشتری و در طول دورههایی که نور بهتری در دسترس است، سایه کمتری فراهم کنند.
از سایهبانهای قابل تنظیم استفاده کنید: پوشش را با توجه به نور خورشید و نیاز محصول تغییر دهید.
از سایهافکنی شدید و دائمی خودداری کنید: پوشش بیش از حد میتواند نور مفید را کاهش دهد.
هماهنگی با تهویه: سایهبان زمانی بهتر عمل میکند که هوای گرم نیز بتواند خارج شود.
نظارت بر واکنش محصول: تنظیمات را زمانی که گیاهان علائم گرما یا تنش نوری را نشان میدهند، تنظیم کنید.
فنهای گردش هوا میتوانند برای جابجایی هوا در اطراف منطقهای که گرمتر از بقیه گلخانه است، استفاده شوند. آنها همچنین ممکن است حتی مساحت بین مناطق کشت بالا و پایین را کاهش دهند. موقعیت فنها باید به طرح بستگی داشته باشد. الگوهای گردش هوای ایزوله ایجاد نکنید، زیرا باعث میشود هوای راکد در مرکز جمع شود. اندازه حلقه را تقریباً 2 CFM در هر فوت مربع از مساحت کف، معادل حدود 0.6 متر مکعب در دقیقه در هر متر مربع، در نظر بگیرید و بررسی کنید که هوا واقعاً به انتهای هر دهانه میرسد و در فاصله چند متری فن پخش نمیشود.
بررسیهای منظم نیز ضروری است. به عنوان مثال، قطعات یا اجزای کثیف با پرههای فن آسیب دیده یا جریان هوای مسدود شده ممکن است منجر به کاهش عملکردی شوند که بلافاصله آشکار نمیشود.
اگر تهویه و سایهبان ناکارآمد هستند، ظرفیت و وضعیت سیستم خنککننده را بررسی کنید. تجهیزات خنککننده باید برای خنک کردن حداکثر بار حرارتی گلخانه طراحی شوند، نه میانگین بار حرارتی. تعداد مناطق کشت، تراکم محصول، پوشش، دمای بیرون و زمان عملیاتی پیشبینیشده باید در یک پروژه تجاری در نظر گرفته شوند.
هنگام بررسی سیستم پد موجود، چهار مورد را به ترتیب بررسی کنید: آیا پد کاملاً در تمام سطح خود خیس شده است، آیا سرعت نزدیک شدن به پد در محدوده مجاز سازنده آن است، آیا پد به 70٪ تا 80٪ از افت فشار حباب مرطوب موجود دست مییابد، و آیا رقم حباب مرطوب طراحی شده برای سایت واقعبینانه است. سیستمی که از هر چهار مورد عبور میکند و هنوز نمیتواند نقطه تنظیم را حفظ کند، واقعاً به ظرفیت بیشتری نیاز دارد.
کسبوکارها همچنین باید به دنبال تجهیزاتی باشند که نگهداری آنها آسان باشد و به عنوان یک تولیدکننده گلخانه چند دهانه، فضای توسعه داشته باشند. سیستمهایی که سرویسدهی آنها دشوار است، میتوانند منجر به خرابی طولانیمدت در طول دوره مهم رشد شوند.
تشخیص زودهنگام مشکلات دمایی میتواند به مدیریت آنها کمک کند. مناطق کشت را میتوان تشخیص داد و زمان شروع افزایش دما را میتوان با حسگرهایی که در مکانهای مناسب قرار گرفتهاند، نشان داد.
سپس میتوان سیستم اتوماسیون را طوری برنامهریزی کرد که تهویه، سایهبان و فن را باز یا بسته کند و همچنین سیستم خنککننده را تحت شرایط خاص فعال کند. این امر نیاز به تنظیمات دستی را در شرایط آب و هوایی متغیر به حداقل میرساند.
نظارت نباید جایگزین بازرسیهای فیزیکی شود. شرایط و نحوهی استفاده از تجهیزات و محیط نیز باید بهطور منظم بررسی شود زیرا حسگرها میتوانند دادههای نادرست، انحراف یا خرابی ارائه دهند.
دریچههای باز ممکن است جریان هوای کافی را برای اندازه گلخانه فراهم نکنند. قرارگیری نامناسب دریچه، جریان هوای ضعیف، نور شدید خورشید یا خنکسازی ناکافی همچنان میتواند باعث افزایش بیش از حد دما شود. نسبت مساحت مؤثر دریچه به کف را در مقایسه با 15 تا 20 درصد مبنای طراحی بررسی کنید، تأیید کنید که ورودیهای رو به باد برای جفت شدن با خروجیهای برآمدگی وجود دارند و قبل از نتیجهگیری در مورد کافی بودن دریچهها، 10 تا 20 درصد (یا بیشتر برای توری ریز) برای هر توری حشرهکش کسر کنید.
خنکسازی اوج تابستان معمولاً حدود ۴۰ تا ۶۰ بار تعویض هوا در ساعت طراحی میشود و حداقل قابل کنترل حدود ۱ بار تعویض هوا در ساعت برای کنترل رطوبت زمستان در نظر گرفته شده است. اگر دمای یک خانه اندازهگیری شده در یک روز گرم بسیار پایینتر از رقم پایین باشد، ظرفیت تهویه یا توزیع هوا عامل محدودکننده است، نه تجهیزات خنککننده.
سایهافکنی میتواند جذب گرمای خورشیدی را کاهش دهد، اما معمولاً باید در کنار تهویه و مدیریت جریان هوا عمل کند. سایهافکنی بیش از حد میتواند نور موجود برای محصولات را کاهش دهد. یک صفحه بازتابنده متحرک در جایی که هم به خنکسازی و هم به حفظ گرمای زمستانی نیاز است، گزینه بهتری است، زیرا همان صفحهای که گلخانه را ۴ تا ۸ درجه سانتیگراد خنکتر از یک صفحه سیاه معادل نگه میدارد، هنگام بسته شدن در شب نیز ۳۰ تا ۵۰ درصد انرژی گرمایشی را بازمیگرداند.
سیستمهای پد مرطوب برای ۷۰ تا ۸۰ درصد افت دمای حباب مرطوب طراحی شدهاند. در راندمان کلی تقریباً ۸۰ درصد سیستم، افت دمای عملی حدود ۹ درجه فارنهایت (۵ درجه سانتیگراد) است و هوای ورودی معمولاً ۱۰ تا ۲۰ درجه فارنهایت پایینتر از دمای محیط به گیاه میرسد. پدی که به طور قابل توجهی کمتر تولید میکند، معمولاً به اندازه کافی مرطوب نیست، بالاتر از سرعت اسمی سطح پد کار میکند یا به هوا اجازه میدهد از سطح پد عبور کند.
از حدود ۲ فوت مربع (CFM) ظرفیت فن برای هر فوت مربع از مساحت کف، که تقریباً ۰.۶ متر مکعب در دقیقه برای هر متر مربع است، استفاده کنید، به طوری که هوا به جای اینکه در محفظههای جداگانه حرکت کند، در یک حلقه پیوسته از طریق سایبان حرکت کند. این جدا از و علاوه بر فنهای اگزوز است که نرخ تبادل هوا را ایجاد میکنند.
دما و رطوبت را همزمان در ارتفاع ناودان، ارتفاع سایبان و سطح کف در چندین دهانه، با باز بودن تمام دریچهها، ثبت کنید. ارتفاع کل دهانه که شرایط فضای باز را دنبال میکند، نشاندهنده مشکل تهویه یا بار است. وجود یک توده گرم مداوم در سطح سایبان در حالی که ناودان وضعیت عادی خود را نشان میدهد، نشاندهنده مشکل گردش و توزیع است.
یک گلخانهی بیش از حد گرم معمولاً نتیجهی چندین عامل است که با هم کار میکنند، نه یک نقص جداگانه. مشاغل باید قبل از سرمایهگذاری در تغییرات اساسی، تهویه، افزایش گرمای خورشیدی، جریان هوا، ظرفیت خنککننده و تنظیمات کنترل را ارزیابی کنند.
بررسی مقادیر طراحی منتشر شده، این ارزیابی را به چیزی قابل اندازهگیری تبدیل میکند: ۱۵ تا ۲۰ درصد مساحت مؤثر دریچه تا کف، ۴۰ تا ۶۰ بار تعویض هوا در ساعت در اوج مصرف، ۱۰ تا ۲۰ درصد جریمه توری، حدود ۲ فوت مربع CFM به ازای هر فوت مربع ظرفیت گردش هوا، و ۷۰ تا ۸۰ درصد راندمان پد که تقریباً ۹ درجه فارنهایت افت دما ایجاد میکند. هر کدام از این اعداد که گلخانه در حال حاضر با آن مواجه است، همان عددی است که ارزش اصلاح دارد.
انتخاب طرح مناسب با یک سازنده گلخانه چند دهانه قابل اعتماد میتواند از همان ابتدا از بسیاری از مشکلات مدیریت گرما جلوگیری کند. برای سازههای موجود، بازرسی سیستماتیک و ارتقاء هدفمند میتواند محیطی پایدارتر ایجاد کند و در عین حال از تجهیزات و هزینههای عملیاتی غیرضروری جلوگیری کند.