روش محاسبه ی نیاز حرارتی گلخانه ها

513 بازدید
روش محاسبه ی نیاز حرارتی گلخانه ها

روش محاسبه ی نیاز حرارتی گلخانه ها

انتخاب سیستم گرمایشی مناسب برای سالن های گلخانه یکی از مهمترین فاکتورها در سالم نگهداشتن گیاهان و همینطور جلوگیری از کاهش راندمان رشد و گل دهی آنها می باشد. از جمله مهترین اقدام ها در خرید و انتخاب سیستم گرمایشی مناسب ، در وحله ی اول محاسبه ی میزان گرمایش مورد نیاز سالن می باشد .

فاکتورهای محاسبه ی میزان گرمایش سالن : 

برای محاسبه ی گرمایش دقیق سالن ، فرمول های مختلفی مورد استفاده ی متخصصان این امر قرار میگیرد که در این مقاله از فرمولی که دقیقتر عمل میکند استفاده خواهیم کرد.

فرمول محاسبه ی نیاز گرمایی گلخانه : 

فرمولی که در این مقاله به آن اشاره خواهیم کرد به صورت زیر می باشد :

Hf(حرارت مورد نیاز) = Hc (گرمای منتقل شده)+Has(گرمای تبادل هوا)

مقادیر مورد محاسبه به شرح زیر می باشند :

Hc=U . A . (Tin-Tout)

  • U : ضریب انتقال گرما
  • A : مساحت سطح خارجی گلخانه
  • Tin : حداقل دمایی که گیاه داخل گلخانه آسیب نمی بیند
  • Tout : حداقل دمای گلخانه در فصل سرد سال (کمترین مقدار دمای ممکنه باید به صورت معقول انتخاب شود)

Has=0.02 . M . (Tin-Tout)

  • M : هوای تبادلی
  • Tin : حداقل دمایی که گیاه داخل گلخانه آسیب نمی بیند
  • Tout : حداقل دمای گلخانه در فصل سرد سال (کمترین مقدار دمای ممکنه باید به صورت معقول انتخاب شود)

در ادامه به بررسی تک تک فاکتورهای مورد استفاده در این فرمول خواهیم پرداخت .

مساحت گلخانه (A) :

محاسبه ی مساحت گلخانه یکی از مهمترین مراحل در محاسبه نیاز حرارتی گلخانه است . برای محاسبه ی این مقدار باید بلوک های مختلف گلخانه به صورت مجزا محاسبه شده و در انتها با همدیگر جمع شده و مقدار کل مساحت بدست آید. در این محاسبه ، سطح و سقف به صورت مجزا محسابه میشوند چرا که سقف های گلخانه دارای شیب بوده که این شیب باید مجزا محاسبه شود تا مقدار صحیحی بدست آید. اگر گلخانه دارای شیب نامنظمی باشد، مقدار مورد نیاز باید به صورت متوسط حساب شود .

گاها مشاهده میشود که کاربر مقدار حداکثر را در چنین مواقعی درنظر میگیرد ولی اگر مقدار حداکثر در مساحت قسمت های شیب دار درنظر گرفته شود، امکان انتخاب سیستمی با توان گرمایشی بسیار بالا وجود داشته که باعث خواهد شد کاربر هزینه ای مجزا برای تنظیم دمای سالن متحمل شود .

برای مثال محاسبه ی مساحت سالن زیر را در نظر بگیرید :

محاسبه ی مساحت گلخانه

قسمت های مختلف شامل مساحت کف ، مساحت دیواره ، مساحت سقف و مساحت قوس با نام های مختلفی مشخص شده اند :

  S1 = 45*4*2 = 360 m2

  • در اینجا مقدار 2 به خاطر دیواره ی مقابل سالن وارد شده است

S2 = 48*4*2=384 m2

S3=6*9*2=108 m2

  • مقدار 9 طول قوس می باشد

S4=45*6*9=2460 m2

مجموع برابر است با :

S=S1+S2+S3+S4=3282 m2

مساحبه ی کلی سیستم مساحت به این صورت است . باز هم تاکید میشود که در صورتی که قوسهای مختلف الشکل و یا با زوایای نامشخصی داشتید متوسط مقدار را در نظر بگیرید .

حداقل درجه حرارت مورد نیاز سالن (Tin) :

حداقل درجه حرارت مورد نیاز سالن که در فرمول بالا با مقدار Tin نمایش داده شده است ، دمایی است که گیاه مورد کشت توان مقاوت تا آن را دارد. این مقدار با توجه به گیاهان مختلف متفاوت می باشد و از این رو در گلخانه های مختلف عددی متفاوت باید در نظر گرفته شود. توجه شود که بسیاری از گیاهان در گلخانه های تزئینی در زمستان به خواب می روند و هدف از مشخص کردن این عدد، مقداری است که گیاه در آن آسیب نمی بیند.

برای برخی از گیاهان همچون گوجه فرنگی این دما باید کمتر از 15 درجه نباشد در حالی که در برخی از گیاهان همچون کاکتوس ها این مقدار تا 5 درجه هم قابل کاهش می باشد . بنابراین مقدار دمای مدنظر بر اساس گیاهی است که در گلخانه نگهداری می شود . اگر تنوع گیاهی گلخانه بالا باشد (که اصولا کار نادرستی است) بین دماهای قابل تحمل بیشترین مقدار در نظر گرفته میشود تا امکان آسیب دیدگی هیچ گیاهی در گلخانه وجود نداشته باشد.

حداقل درجه حرارت محیط (Tout) :

این مقدار در محاسبات با عدد Tout مشخص است . برای اندازه گیری این مقدار باید دمای محیط اطراف در بازه ی ده ساله بررسی شود. بدین منظور دمای هواشناسی منطقه در نظر گرفته میشود و در صورتی که محل تاسیس گلخانه در منطقه ای باشد که فاصله اش از نزدیکترین ایستگاه هواشناسی بالا باشد، دما بر اساس تجربه ی محلی مقداری کم و زیاد می شود .

در محاسبه ی دمای ده ساله نیز ، تجربه نشان داده است که کمترین دما در نظر گرفته نشود . بهتر است کمترین دما حذف شده و دومین مقدار کم به عنوان Tout در نظر گرفته شود.

ضریب انتقال حرارت (U) :

ضریب انتقال حرارت به مقدار حرارت منتقل شده بین جسم جامد و سیال محیط اطراف آن به روش همرفت گفته میشود که بررسی علمی آن در این مقاله نمیگنجد . این مقدار با U در فرمول بالا مشخص شده است .پوشش های مختلف مورد استفاده در گلخانه ها ضریب انتقال حرارت مشخصی دارند که در جدول زیر میتوانید مشاهده کنید :

نوع پوشش U (Btu/hr.-°F-ft2)
شیشه تک لایه 1.1
پوشش پلاستیکی تک لایه 1.2
فایبرگلاس تک لایه 1.2
پوشش پلاستیکی دولایه 0.7
آکریلیک یا پلی کربنات اکتروژن دولایه 0.5
دولایه (شیشه پوشیده شده با پلاستیک) 0.5
شیشه ی تک لایه + پوشش حرارتی 0.5
پوشش پلاستیکی دولایه +پوشش حرارتی 0.4
بلوک های سیمانی استاندارد 8 اینچی 0.51
بتن ریختگی 6 اینچی 0.75
صفحات سیمانی – فیبری نیم اینچی 1.10
چوب نرم 1 اینچی 0.6
اورتان فومی 2 اینچی + صفحه سیمانی – فیبری 1.8 0.08
پلی استرین فومی 2 اینچی + صفحه ی سیمانی – فیبری 1.3 0.11
بلوک سیمانی استاندارد 8 اینچی + صفحه اورتان فومی 2 اینچی 0.07
بلوک سیمانی استاندارد 8 اینچی + صفحه پلی استرین فومی 2 اینچی 0.1
بتن ریختگی 6 اینچی + صفحه اورتان فومی 2 اینچی 0.07
چوب نرم 1 اینچی + صفحه اورتان فومی 2 اینچی 0.07
شاسی پلی استرین 1-1.2 اینچی + سطح آلومینیومی 0.12
محیط بیرونی گلخانه بدون عایق (در محل فوندانسیون) 0.8 Btu/hr-ft
محیط بیرونی گلخانه ی عایق دار (در محل فوندانسیون) 0.4 Btu/hr-ft

تبادل هوایی در گلخانه (M) :

برای مشخص کردن متوسط تبادل هوایی در گلخانه از جدول زیر بهره می برند . تبادل هوایی با مقدار M در فرمول نمایان شده است :

نوع سازه مقدار تبادل هوا در ساعت
سازه ی شیشه ای یا فایبرگلاس تازه ساز 1.5-0.75
سازه با پوشش دولایه پلاستیکی تازه ساز 1.0-0.5
سازه کارکرده با شرایط خوب 2-1
سازه کارکرده با شرایط نامناسب 4-2

نکته : یک واحد تبادل هوا عبارت است از حجم گلخانه با واحد اندازه گیری ft3 .چنانچه سرعت باد کم باشد یا از بادشکن استفاده شده باشد واحد تبادل هوا به 0.5 کاهش می یابد.

برای محاسبه ی مقدار تبادل هوایی ، باید مساحت دیواره های کناری و سقف را در صورت جنس متفاوت آنها به صورت مجزا محاسبه کرده و در مقدار تبادل هوایی جدول بالا ضرب کنید.

نکات محاسبه ی مقدار انرژی مورد نیاز :

در مطالب بالا فاکتورهای مختلف محاسبه ی دمایی را بررسی و نحوه ی بدست آوردن آنها را بیان کردیم . در مابین محاسبات برخی دیگر از فاکتورها موجود می باشند که در ادامه به صورت مختصر به بیان آنها می پردازیم :

  • باتوجه به اینکه محاسبات بر اساس فوت می باشد ، در محاسبه ی Hc مقدار بدست آمده را در 10.76 ضرب کنید تا مترمربع به فوت مربع تبدیل شود.
  • برای تبدیل درجه سانتیگرارد به فارنهایت نیز مقادر Hc را در 1.8 ضرب کنید .
  • با توجه به اینکه توان گرمایشی دستگاه های گرمایشی تولیدی در داخل کشور بر اساس کیلوکالری بر ساعت عنوان می شوند و مقدار محاسبه ی نهایی ما بر اساس Btu بر ساعت می باشد ، به منظور تبدیل Btu بر ساعت به کیلوکالری بر ساعت ، عدد پایانی بدست آمده را در 3.968 ضرب کنید.
  • در صورت نیاز به تبدیل متر مکعب به فوت مکعب ، مقدار نهایی مترمکعب را در 35.31 ضرب کنید .

انتخاب هیتر مناسب :

پس از محاسبه ی توان گرمایشی مورد نیاز برای سالن گلخانه خود از طریق روش بالا ، مقدار این توان گرمایشی را با توان گرمایشی دستگاه های هیتر گلخانه مقایسه کنید و دستگاه مناسب را انتخاب کنید . توجه داشته باشید که توان گرمایشی کل دستگاه های هیتر ، باید با توجه به راندمان دستگاه در نظر گرفته شود . هیترهای کابینتی راندمانی 90 درصدی دارند و مقدار 10 درصد از گرمای تولیدی به بیرون سالن منتقل خواهد شد .

روش های کاهش توان گرمایشی مورد نیاز گلخانه :

فاکتورهای بسیاری می تواند بر میزان گرمایش یک گلخانه تاثیر بگذارد اما در گلخانه هایی با شماتیک مشابه و محیط تاسیس مشابه ، پوشش دولایه و بادشکن تاثیر بسزایی در کاهش مقدار کل توان گرمایشی دارد . در جدول زیر میزان کل توان گرمایشی و گرمای منتقل شده و گرمای تبادل هوا برای یک نمونه گلخانه ی فرضی محاسبه شده است :

ویژگی توان گرمای منتقل شده توان گرمای تبادل هوا توان گرمایشی کل درصد تغییر
تک لایه – بدون بادشکن 480588 88657 569245 0
تک لایه – با بادشکن 480588 44328 524916 7.7
2 لایه – بدون بادشکن 280343 88657 369000 35.17
2 لایه – با بادشکن 280343 44328 324671 42.96

مقادیر بالا مشخص میکند که استفاده از سیستم های پوششی دو لایه امکان کاهش 2 برابری توان گرمای منتقل شده را فراهم میکند که با کاهش توان گرمایشی هزینه های ناشی از تامین گرمای مورد نیاز گلخانه را کاهش داده و صرفه جویی بسیاری در این امر صورت می گیرد .

نتیجه گیری :

در این مقاله به معرفی روشی عملی و علمی برای محاسبه ی مقدار توان گرمایشی مورد نیاز سالن های گلخانه ای پرداختیم . محاسبه ی علمی و دقیق میزان گرمایش مورد نیاز بر اساس المانهای استاندارد ، تاثیر بسیاری در مصرف انرژی و همینطور انتخاب دستگاه مورد نیاز گلخانه خواهد داشت . از این رو اگر توان محاسبه ی گرمایش را ندارید حتما با کارشناسان این حوزه در ارتباط باشید تا مقدار صحیح گرمایش مورد نیاز را بر اساس المان های موجود محاسبه کنند. کارشناسان کارخانه هیتر اسکندری با سالها تجربه در حوزه ی مشاوره ی سیستم های گرمایشی گلخانه، اماده ی مشاوره شما برای خرید هیتر مناسب گلخانه می باشند . بدین منظور می توانید با شماره ی کارشناسان ما در انتهای سایت در ارتباط باشید …

منبع 1 – منبع 2

منبع دیتاها : کتاب مدیریت گلخانه, نوشته :  پاول وی نسلون

دسته بندی مقاله

نوشته های مرتبط

یک پاسخ به “روش محاسبه ی نیاز حرارتی گلخانه ها”

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

تماس با ما

جهت ارتباط با کارخانه هیتر اسکندری میتوانید با شماره تماس های زیر در ارتباط باشید.

شماره تماس کارخانه : 04432386610443234661204432341796

کارشناسان فروش : 0914340346309125547229 - 0914388338009144485590

مدیر فروش : 09126342262

نماد اعتماد الکترونیکی

🚛 هیتر های ارسال شده 🏭
سبد خرید

سبد خرید شما خالی است.

ورود به سایت