بررسی نوآوری شرکت prinsgroup درزمینه‌ی تهویه و خنک کردن گلخانه

در این مقاله قصد داریم به بررسی و تحلیل یک سیستم نوآورانه برای تهویه و خنک کردن گلخانه که توسط شرکت  prinsgroup که یکی از شرکت‌های معروف گلخانه سازی در سطح دنیا می‌باشد بپردازیم.

ابتدا به بررسی اجزای و قسمت های مختلف این گلخانه مورد بررسی می پردازیم و در ادامه نحوه کارکرد آن را توضیح می دهیم.

معرفی اجزای این سیستم

طراحی این گلخانه به‌صورت نیمه‌باز است و دریچه‌هایی روی سقف آن کارشده است. سیستم متشکل از لوله‌های هوایی است که در زیر بستر گلخانه کار گذاشته‌شده است. این لوله‌ها دارای حفره‌هایی هستند که هوا را خارج می‌کنند و ازیک‌طرف به فن‌های محوری متصل شده‌اند که هوا را به درون لوله‌ها می‌دمد. فن‌ها در یک اتاقک چسبیده به گلخانه قرارگرفته‌اند. ازیک‌طرف همسایه‌ی گلخانه است و ازیک‌طرف به محیط بیرون راه دارد. از طرف گلخانه پنجره‌هایی در نزدیکی خط وتر قرارگرفته است که هوای گلخانه را از بالا به داخل اتاقک هواساز می‌کشد. از سمت بیرون دریچه‌های پد قرار دارند که در زمان موردنیاز بازشده و با مکش، هوا از روی پد خیس عبور کرده و مرطوب و خنک می‌شود.(اجزا مختلف این سیستم در تصاویر مشخص است)

 حال به کارکردهای این سیستم در حالات مختلف می‌پردازیم:

1.گردش هوا و همگن کردن دما و رطوبت در گلخانه، مداربسته (برای زمستان یا هوای خوب)

خنک کردن گلخانه

زمانی که دریچه‌های پد بسته باشد، فن‌ها نقش گردشی دارند و هوای گلخانه را از دریچه‌ی بالاگرفته و به لوله‌های هوایی زیر بستر می‌دهند. لوله‌های زیر بستر هوا را به علت فشار مثبت ایجادشده به زیر گیاهان می‌دهد و جریان رو به بالا به علت فشار منفی در بالای گلخانه ایجاد می‌شود. در این حالت دو جهت عمده‌ی جریان وجود دارد: جریان پایین به بالا از حفره‌های لوله‌های هوایی تا سطح دریچه‌ی اتاقک هواساز و جریان افقی در طول گلخانه از شروع دریچه‌ی هواساز به بالا. با این شرایط هوای گلخانه به‌خوبی ترکیب می‌شود و دمای همگنی را ایجاد می‌کند. این حالت برای زمستان به کار می‌رود.

2. خنک کاری و تأمین رطوبت با بیشترین توان، سیستم باز (ظهر تابستان)

خنک کردن گلخانه

 در این حالت دریچه‌های بالا بسته می‌شوند تا تمام هوای مکش از روی پد عبور کند و این هوای سرد و مرطوب را به لوله‌های هوایی زیر بستر تزریق می‌کند. همچنین در این مرحله که هوا به زیر تزریق می‌شود و دریچه‌ی بالایی اتاقک ترکیب بسته‌شده است، دریچه‌های بالای گلخانه باز می‌شوند تا هوای گرم از بالا خارج‌شده و هوای سرد از پایین به گلخانه وارد شود. در این حالت جریان هوای داخل گلخانه از پایین به بالا است و به همین دلیل دما همگن نیست ولی خنک کاری و تأمین رطوبت سریع‌تر اتفاق می‌افتد. ضعف این حالت وجود جریان پایین به بالا است که بهترین جریان هوا برای گیاه نیست. البته استفاده از این حالت برای زمانی است که بار خنک کاری زیاد و نیاز به بیشترین عملکرد سیستم باشد.

3. خنک کاری در هوای گرم، سیستم نیمه‌باز (هوای گرم بعدازظهر یا پیش از ظهر)

در این حالت پنجره‌ی بالای اتاقک ترکیب هوا باز می‌شود و پنجره‌ی پدها نیز بازمی‌ماند تا هم‌زمان با تزریق هوای سرد و مرطوب هوای گلخانه نیز به گردش دربیاید و همگن شدن آن سریع‌تر رخ دهد. این حالت دو اشکال حالت قبلی را رفع کرده است:1 جریان افقی برای به گردش درآمدن هوا در طول گلخانه ایجادشده است که باعث همگن شدن دما در حین سرمایش و تأمین رطوبت آن می‌شود. 2 اختلاف دمای زیاد بین هوای گرم و سرد (بیش از 5 درجه) رخ نمی‌دهد و لایه‌ی مرزی حرارتی ایجاد نمی‌شود که از ترکیب شدن طبیعی هوا در گلخانه جلوگیری ‌کند و ترکیب شدن اجباری هوای گلخانه را نیز با تأخیر روبرو ‌کند. درنتیجه این مرحله باعث کاهش مصرف انرژی شده و همچنین درمجموع هوا را همگن‌تر خنک می‌کند.

4.خنک کاری زمانی که هوای بیرون خنک‌تر از هوای داخل گلخانه باشد، سیستم نیمه‌باز (فصل بهار)

خنک کردن گلخانه

درصورتی‌که هوای بیرون خنک باشد دریچه‌های پد به مقدار کمی باز می‌شوند تا هوای کمتری از روی پد عبور کند و دریچه‌های بالای اتاقک ترکیب بازشده و هوا ترکیب می‌شود، مرطوب شده و به کانال‌های زیرین تزریق می‌شود. اشکال اینجاست که در صورت بیشتر بودن جریان سیرکوله، دریچه‌های سقف هوای گرم را به بیرون نمی‌دهند بلکه هوا را به داخل می‌کشند، مگر اینکه گلخانه درز نداشته باشد و از ساخت خوبی برخوردار باشد.

نتیجه‌گیری

کنترل دما و رطوبت هوا به‌خوبی انجام می‌شود. با یک سری فن نه‌تنها هوای تازه به گلخانه تزریق می‌شود بلکه گردش هوا در گلخانه نیز رخ می‌دهد. نیمه‌باز بودن این سیستم تهویه به تأمین کربن دی‌اکسید بهتر برای گلخانه می‌انجامد و همچنین در مصرف انرژی و آب صرفه‌جویی می‌کند.

در کل این سیستم بسیار کارآمد است ولی روی گلخانه‌ای که بسیار کارآمد باشد. به‌عنوان‌مثال نباید درز و نشت روی سازه‌ی گلخانه وجود داشته باشد تا بتوان جهت جریان دریچه‌ها را به‌خوبی کنترل کرد. همچنین باید حفره‌های هوایی تمیز نگاه داشته شوند و تعمیر و نگهداری کانال‌ها مرتب انجام شود. جریان رو به بالا بهترین جهت جریان هوا برای گیاه نیست، ریشه‌ها را بیشتر از برگ‌ها خنک‌ می‌کند درحالی‌که ریشه باید گرم‌تر بماند و همچنین برگ حرارت بیشتری متحمل شده و نیاز به خنک کاری بیشتری دارد. البته جریان افقی نیز در گلخانه شکل می‌گردد که تا حدی این امر را جبران کرده است. به علت خروج هوا از سقف،زمانی که در گلخانه از شید زیر خط وتر استفاده شود جریان خروجی هوا با اختلال مواجه می‌شود.