کاهش تلفات حرارتی

توجه به این موضوع معمولا در زمان ساخت گلخانه یکی از موارد اساسی است. بطور معمول کاهش تلفات حرارتی داخل گلخانه از طریق کاهش سطح انتقال حرارت و تلفات حرارتی در هر واحد سطح و عایق‌کاری یا استفاده از بادشکن انجام می‌شود.

کاهش سطح انتقال حرارت

اولین قدم در کاهش سطح انتقال حرارت در یک گلخانه، ساخت گلخانه‌ای است با مساحت دیواره بسیار کم نسبت به مساحت کشت محصول مثلا ساخت گلخانه‌های چندتکه یا چندتایی است. گلخانه‌هایی که سقف آن‌ها شیب بیشتری دارند، نسبت به بقیه، سطح تماس بیشتری با هوای بیرون خود دارند و تلفات حرارتی همرفتی بیشتری را باعث می‌شوند. گلخانه‌هایی که پوشش آن‌ها موج‌دار است چون سطح تماس با محیط بیرون را افزایش می‌دهند، باعث بالا رفتن تلفات حرارتی می‌شوند.

کاهش تلفات حرارتی در واحد سطح گلخانه

علاوه‌بر کاهش سطح تماس گلخانه با محیط بیرون، باید میزان تلفات حرارتی در سطح تماس نیز کاهش یابد. این کار از طریق استفاده از پوشش‌های خاص (مواد پلاستیکی با میزان انتشار نور کم) یا پرده حرارتی در طول شب قابل دستیابی است. استفاده از پرده حرارتی داخلی علاوه بر جدا کردن دو سطح گلخانه و انتقال هوای گرم از پایین به بالای آن، باعث کاهش میزان بازتاب امواج بلند در طول شب به محیط بیرون می‌شود.

تلفات همرفتی گلخانه در صورت کم شدن سرعت جریان باد محیط بیرون، بسیار کاهش می‌یابد. این کار با استفاده از انواع بادشکن‌ها و همچنین انتخاب محل و جهت مناسب قرارگیری گلخانه امکان‌پذیر است. کاهش پل‌های حرارتی (نقاطی که انرژی داخلی گلخانه از طریق مناطقی که اسکلت گلخانه به‌درستی بهم متصل نشده‌اند، به بیرون فرار می‌کند) در یک گلخانه می‌تواند نقش بسیار مهمی در کاهش تلفات حرارت داخلی آن داشته باشد ولی استفاده از پوشش دولایه و پرده حرارتی بهترین و در عین حال مطمئن‌ترین روش به‌نظر می‌رسد. تلفات حرارتی از طریق ورود جریان هوا به داخل گلخانه یکی دیگر از موارد کاهش دما در یک گلخانه محسوب می‌شود. ورود هوا، بیشتر از طریق درب و پنجره‌ها یا از لابه‌لای اسکلت گلخانه انجام ‌میشود. میزان این تلفات وابسته به نوع گلخانه و سرعت جریان باد محیط است. بطور مثال تلفات حرارتی در گلخانه‌های ارزان قیمت و غیر استاندارد آلمریا اسپانیا در شب‌های سرد همراه با وزش باد زمستان حدود ۱۰ درصد بیشتر از بقیه شب‌ها و بدون وزش باد است که این میزان تلفات در صورتی که سرعت باد به بیش از ۴ متر بر ثانیه برسد به بالای ۳۰ درصد افزایش می‌یابد.

درزبندی گلخانه و استفاده از پنجره‌های مناسب و همچنین وجود بادشکن می‌توانند در کاهش اثر این پدیده مؤثر باشند.

وسایل عایق‌بندی

روش‌های اصلی در کاهش میزان تلفات حرارتی از یک گلخانه عبارتند از استفاده از دیوار دو لایه، صفحه حرارتی قابل حرکت (بخصوص در گلخانه‌های دارای سیستم گرمایش) و استفاده از پوشش دو لایه دائمی (این پوشش می‌تواند منعطف شونده و قابل تورم یا سخت و مشبک باشد). استفاده از بادشکن (بویژه در مناطق بادخیز) و همچنین عایق کاری دیواره شمالی (در نیمکره شمالی) می‌توانند عوامل کمکی در کاهش میزان تلفات حرارتی یک گلخانه باشند.

-پوشش دو لایه متورم شونده

پوشش دولایه متورم شونده قادر است تا ۳۰ درصد از میزان تلفات انرژی در یک گلخانه را کاهش دهد. وجود دو لایه پلاستیک متورم شده از هوا قادر است میزان انتقال حرارت از محیط داخل به خارج گلخانه را تا حدی مطلوب کاهش دهد. کاهش میزان نور ورودی به گلخانه یکی از مضرات استفاده از این نوع پوشش‌هاست. میزان کاهش نور تا حد زیادی به جنس و میزان عبور نور از این نوع پوشش‌ها وابسته است. استفاده از این پوشش‌ها نیازمند به‌کارگیری وسایل مناسب برای اتصال پوشش به اسکلت گلخانه و وجود سیستم تهویه مناسب است.

برای تامین فشار هوای داخل پوشش گلخانه (۴۰ تا ۶۰ پاسکال) به یک موتور مناسب احتیاج است. این موتور باید از هوای بیرون به‌منظور تامین نیاز هوایی پوشش استفاده کند؛ زیرا رطوبت باعث افزایش میزان کندانس قطرات آب داخل پوشش و کاهش میزان ورود نور به داخل گلخانه می‌شود. باید توجه داشت که کاهش میزان نور توسط این نوع پوشش، همیشه یک عامل منفی قوی تلقی نمی‌شود. در زمستان‌های سرد، معمولاً در روزهای ابری نور قابل قبول یا مناسبی برای رشد گیاه حتی در گلخانه‌های شیشه‌ای وجود ندارد. در این مواقع یک گلخانه با پوشش متورم شونده حدود ۵ تا ۱۰ درصد نور کمتری نسبت به گلخانه با پوشش شیشه‌ای دریافت می‌کند. در عوض در تابستان‌های گرم وجود این نوع پوشش قادر است در جلوگیری از ورود نور و کاهش دمای گلخانه و همچنین نیاز به سیستم خنک کننده بسیار مفید باشد.

  • صفحه‌های حرارتی قابل حرکت

عایق‌های محرک، بطور معمول بصورت پرده‌های حرارتی هستند که اغلب در شب مورد استفاده قرار می‌گیرند. انواعی از این پرده‌ها هستند که می‌توانند بصورت روزانه یا شبانه به‌ویژه در فصل زمستان استفاده شوند. پرده‌های حرارتی در طول روز کنار کشیده می‌شوند تا مانعی در مقابل ورود نور خورشید به داخل گلخانه نباشند. پرده‌های حرارتی به دو دسته تقسیم می‌شوند:

پرده‌های بیرونی:

این نوع از پرده‌های حرارتی، روی سقف گلخانه و به‌عنوان حائلی مابین گلخانه و محیط اطراف قرار می‌گیرند. در روزهای گرم تابستان این پرده‌ها مانع از ورود بیش از حد انرژی خورشیدی به داخل گلخانه می‌شوند و نیاز گلخانه به استفاده از انرژی الکتریکی برای سرمایش را کاهش می‌دهند. این نوع عایق‌های حرارتی به مرور زمان بر اثر عوامل محیطی خاصیت خود را از دست می‌دهند و باید تعویض شوند.

پرده‌های داخلی:

این پرده‌ها در طول شب مابین گیاه و پوشش سقف گلخانه قرار می‌گیرند تا با کم کردن حجم گلخانه نیاز به مصرف سوخت و تولید حرارت کمتر شود. در حالت کلی این نوع پرده‌های حرارتی نسبت به نوع اول برتری دارند. این پرده‌های حرارتی از دو یا تعداد بیشتری صفحه انعطاف‌پذیر عایق حرارت تشکیل شده‌اند که در طول شب به‌طور ثابت در محل خود قرار می‌گیرند و می‌توانند به‌صورت اتوماتیک یا دستی تغییر موقعیت داده شوند. یک صفحه حرارتی که به‌خوبی نصب شده باشد، دارای سه قابلیت بالقوه است:

  • کاهش حجم گلخانه و در نتیجه کاهش نیاز به مصرف سوخت برای سیستم گرمایش (صفحه حرارتی داخلی)

  • کاهش انتشار امواج بلند از سطح گیاهان و محیط داخلی گلخانه به بیرون و در نتیجه کاهش تلفات حرارتی (صفحه حرارتی داخلی و خارجی)

  • کاهش اتلاف انرژی در اثر نفوذ جریان هوا به داخل گلخانه و جریان همرفتی بین محیط بیرون با پوشش گلخانه (صفحه حرارتی خارجی)

 

برگرفته از کتاب تکنولوژی گلخانه ـ ساخت و کنترل شرایط محیطی نوشته دکتر سید جلال طباطبایی و دکتر مرتضی تاکی