۱۳۹۴-۰۳-۱۹
سیستم های پرده حرارتی یا ذخیره انرژی داخل
گلخانه
مقدمه
سیستم های پرده حرارتی گلخانه بنام شید، اسکرین و یا حتی
پتو معروف هستند. صرفنظر از نام آنها، این سیستم ها شامل پارچه یا پلاستیک قابل
حرکت بوده که وظیفه شان پوشش یا عدم پوشش بخشی از فضای داخل گلخانه می باشد. پرده
ها ممکن است فضائی حتی به کوچکی یک سینی نشاء و یا به بزرگی یک هکتار را پوشش دهند.
سیستم های کوچک معمولا بطریق دستی و سیستم های بزرگ معمولا توسط موتور گیربکس
بازوبسته می شوند.
سیستم های شید داخل گلخانه ، زیر پوشش و در سطح زیر ناودان
سازه گلخانه نصب می شوند. هدف از استفاده از این سیستم ها در گلخانه نگهداری گرما
، سایه اندازی (و در نتیجه اثر خنک کنندگی سایه اندازی)، کنترل طول روز یا تاریک
کردن گلخانه که در این صورت شید تنها 1% از نور را عبور می دهد می باشد.
در دهه 1990 پیشرفت هایی در سیستم حرکتی و تکنولوژی ساخت
پارچه ایجاد شد که سیستم های شید بیرون گلخانه را مورد توجه تولید کنندگان
قرارداد. سیستم های شید خارج گلخانه به دو طریق استفاده می شوند. در بعضی موارد،
پرده شید جایگزین پلاستیک و در دیگر موارد بالای پلاستیک گلخانه نصب می شوند. روش
اول با هدف وفق دادن گیاهان به محیط بیرون، یا بمنظور افزایش فصلی سطح زیرکشت در
مناطقی که قوانین و مجوزهای محلی امکان نصب سازه گلخانه را نمی دهد مورد توجه است.
روش دوم سیستم های فضای باز بمنظور سایه اندازی و بلوکه کردن نور قبل از رسید به
گلخانه و در نتیجه خنک کردن گلخانه استفاده می شوند.
تاریخچه
در ابتدای سال 1973، قیمت هر بشکه نفت 50/2 دلار بود. آخر
سال 1974 اقدامات اوپک قیمت نفت را به 25/11 دلار هر بشکه رساند و پیرو این
قیمت نفت، هزینه انواع انرژی ها دچار
افزایش شد. هزینه گرمایش هر پای مربع گلخانه در مناطق سرد امریکا به یک دلار در
ماه رسید. دنیا تغییر کرده بود و تولید کننده ها انگیزه بالائی برای جستجوی سیستم
های شید بمنظور نگهداری گرمای گلخانه بودند.
افزایش بیرحمانه قیمت های انرژی تا سال 1980 که قیمت نفت را
به اوج خود یعنی 37 دلار هر بشکه رساند ادامه داشت، بموازات این افزایش قیمت ها،
سیستم پرده شید ذخیره انرژی برای نگهداری گرما رفته رفته مورد قبول تولید کنندگان
قرار گرفت. با افزایش استفاده از این سیستم ها، تولید کنندگان به مزایائ دیگر آنها
پی بردند. مشخص شد که پرده ها باعث سایه
اندازی در طول روز و خنک کردن گلخانه و همچنین کاهش سروصدای فن ها و بخاری ها نیز
می شوند. در مناطقی که کمبود سوخت باعث شد تولید کننده ها از گاز طبیعی استفاده
کنند این سیستم ها دارای اهمیت بیشتری شدند. حتی در بعضی موارد، از آنجائیکه صرفه
جوئی در انرژی امکان ساخت متراژ بیشتر گلخانه را بدون نیاز به سوخت بیشتر می داد،
سازمان های ذیربط مجوز ساخت صادر می کردند.
تا سال 1988، تنها حدود 34% از تولید کنندها گزارش دادند
که از این پرده ها
استفاده می کنند. 31% دیگر از تولید کننده ها در برنامه شان بود که در آینده
استفاده کنند و 38% هم برنامه استفاده از این پرده ها را در گلخانه جدید داشتند.
نگهداری گرمای گلخانه
هنگام نیاز شدید به گرما، هر سیستم دوپوش در داخل گلخانه می
تواند بمنظور نگهداری گرما مورد استفاده قرار گیرد. در این رابطه، حتی زمانیکه
کنترل طول روز مد نظر نیست، پرده حرارتی به هر درصدی می تواند نیاز را برآورده
کند. بسته به نوع پرده مورد استفاده، مقدار گرمائی که نگهداری و مقدار سوختی که
صرفه جوئی می شود متفاوت است. نتایج تجربی یک صرفه جوئی 60-50 درصدی را در گلخانه
در مقایسه با گلخانه های بدون دوپوش نشان می دهد. طبق گزارش های مشاهده شده، تولید کنندگانی که سیستم شید استفاده میکنند سالیانه
بیش از 30% در سوخت صرفه جوئی می کنند.
پرده های حرارتی می توانند به سه طریق در سوخت صرفه جوئی
کنند. اول، یک محیط ایزوله بین پلاستیک و توری شید گلخانه ایجاد می شود. دوم، فضای
داخل گلخانه که باید گرم شود کوچک تر می شود. سوم، توری آلومینیمی یا پرده شید با
نوارهای آلومینیمی اشعه های گرمائی را که از داخل گلخانه سعی بر فرار از گلخانه
دارد دوباره به داخل گلخانه منعکس می کنند.
سیستم شیدی که بمنظور صرفه جوئی در سوخت و نگهداری گرمای
گلخانه بکار میرود هوای سرد بین توری و سقف پلاستیکی را محاصره می کند. با باز شدن
پرده بهنگام صبح این هوای سرد بالای توری شید به قسمت پائین سیستم شید حرکت می
کند. بمنظور جلوگیری از وارد شدن استرس به گیاهان، لازم است که پرده گاه به گاه
باز شود تا هوای سرد و گرم بصورت تدریجی با هم مخلوط شوند. در صورتیکه گیاه
تولرانس استفاده از شید در مدت طولانی را داشته باشد برای گرم کردن هوای بالای
سیستم می توان بطور متناوب از نور خورشید نیز استفاده کرد.
سایه اندازی و خنک کننده
سیستم های پرده داخل گلخانه بطور گسترده ای با هدف کاهش شدت
نور و کمک به کنترل دما در طول روز استفاده می شوند. از آنجائیکه این سیستم ها متحرکت
هستند، می توان آنها را در زمان مورد نیاز پهن کرد و در روزهای ابری جمع کرد. این
توانائی به اندازه قابل توجه ای مقدار نور مورد نیاز گیاهان را در بخشی از روز که
نور ایده آل موجود است افزایش می دهد. سیستم های پرده داخل گلخانه همچنین هزینه
های استفاده از رنگ و پاک کردن آن را نیز کاهش می دهند.
اکثر سیستم های پرده گلخانه امروزه از توری شید دو منظوره
یعنی یک نوار آلومینمی و یک نوار پلاستیک استفاده می کنند. نوار آلومینیم نور را
از طریق سقف گلخانه انعکاس می دهدکه موجب کاهش دمای گلخانه بطور قابل توجهی می
شود.
انواع سیستم های حرکتی شید
حرکت پرده شید می تواند از ناودان به ناودان در عرض گلخانه
و یا از وتر به وتر در طول گلخانه باشد. در سیستم وتر به وتر پرده شید به اندازه
کافی پهن هستند که بتوانند فاصله بین یک وتر تا وتر بعدی را طی کنند و بهمین ترتیب
تمام گلخانه را پوشش می دهند.
در هر سیستمی یک طرف پرده یک لبه ثابت دارد و یک طرف یا لبه
دیگر هست که متحرک بوده و باز و بسته می شود یعنی هدایت کننده است. سیستم حرکتی
لبه هدایت کننده را بصورت رفت و برگشت حرکت میدهد در حالیکه لبه ثابت پرده را در
محل خود ثابت نگه می دارد.
سیستم ناودان به ناودان
در این سیستم، پرده در عرض گلخانه و در سطح ناودان پهن می
شود. این سیستم حجم هوای گلخانه در زیر پرده را کاهش می دهد. این سیستم ها، در
مقایسه با سیستم وتر به وتر نیاز به قطعات و کار کمتری دارند:
·
نصاب ها در ارتفاع کمتری کار می کنند.
·
لبه ثابت و لبه متحرک مستقیم بوده و طول کل آنها نسبتا از سیستم وتر به وتر
کمتر است.
·
بر خلاف سیستم وتر به وتر ، در این سیستم فقط یک پانل پرده وجود دارد. سیستم
ناودان به ناودان برای هر گلخانه ای مناسب نیست.
·
اگر هیتر یا فن سیرکوله بالای ناودان نصب شده باشد، پرده مانع از گرمایش یا
چرخش هوا در قسمت پائین سیستم یعنی نزدیک به گیاهان می شود.
·
از سیم بکسل زیر وتر نمی توان جهت آویزان کردن گلدان استفاده کرد به این علت
که گلدان ها مانع از باز و بسته شدن پرده می شوند.
·
اگرچه در این سیستم بخشی از فضای گلخانه که قرار است گرم شود به حداقل می رسد،
مقدار هوای سرد بالای سیستم افزایش پیدا می کند. این مسئله موجب سخت تر شدن مخلوط
و گرم کردن دوباره هوای بالای سیستم هنگامیکه پرده در زمان صبح باز می شود می
گردد.
·
نصب یک سیستم ناودان به ناودان ممکن است ما را وادار کند که داکت های برق،
لوله های گاز و سیستم گرمایش جابجا کنیم.
·
در فصل گرما، هنگامیکه پرده پهن باشد، در سیستم ناودان به ناودان فضای بالای
سیستم بسیار گرم شده و این هوای گرم محصور اثر خنک کنندگی شید را کاهش می دهد.
فضای گرم بالای شید مانند هوای گرم "زیر شیروانی " بوده که می توان از
طریق یک دریچه کوچک و یا یک فن اگزاست در جلو دهنه مقابل تا اندازه ای خنک کرد.
·
از آنجائیکه پرده ها به پهنای گلخانه هستند، هنگامیکه پرده جمع شده باشد در
زیر ناودان قرار میگیرد که ممکن است روی گیاهان سایه اندازی کند.
سیستم های وتر به وتر
در این سیستم پرده شید در فاصله بین دو وتر یا خرپای
گلخانه، بعبارت دیگر در عرض باز و بسته می شود. این فاصله کمتر از فاصله ناودان به
ناودان است و بنا براین سایه اندازی شید جمع شده کمتر است. این سیستم می تواند به
هر سه طریق زیر نصب شود:
1.
تخت، در ارتفاع ناودان. همانند سیستم ناودان به ناودان، این روش حجم فضای گرم
شدنی گلخانه را به حداقل رسانده و نصب آن نسبتا آسان است. در جلوی دهنه همان
محدودیت های سیستم ناودان به ناودان یعنی قادر نبودن به آویزان کردن گلدان به سیم
بکسل زیر وتر نیز وجود دارد.
2.
شیب – تخت – شیب: جائیکه پروفیل پرده پیرو هر کدام از شیب های سقف است
که توسط یک بخش تخت این دو شیب بهمدیگر متصل می شوند. این نوع نصب بما امکان نصب
دیگر تجهیزات مانند هیتر و فن در قسمت بالای ناودان را می دهد . امکان آویزان کردن
گلدان به سیم بکس های زیر وتر خواهد بود. این مدل، فضای دریچه های سقفی را آزاد
گذاشته و در صورتیکه یک گپ 25-15 سانتی وجود داشته باشد، هنگام سایه اندازی یا
ذخیره انرژی یک
3.
اثر دودکشی ایجاد می کند.
4.
شیب – شیب : در این مدل،
پروفیل سیستم موازی یک خط فرضی از ناودان به تاج وتر گلخانه است. این مدل مقدار
هوای سرد محاصره شده بالای پرده با به حداقل می رساند اما فضای آزاد بالای ناودان
را به حداکثر می رساند.
نکات منفی مدل های شیب – تخت – شیب و شیب – شیب :
·
از آنجائیکه در سطح بالاتری از زمین قرار می گیرند، نیاز به کار بیشتری دارند.
·
نسبت به مدل تخت نیاز به قطعات بیشتری برای بخش حرکتی و بخش ثابت دارند.
·
نسبت به مدل تخت حجم بیشتری از هوا جهت گرم کردن در گلخانه باقی می گذارند.
مکانیزم حرکتی
مکانیزم های حرکتی از یک الکتروموتور و موتور گیربکس برای
باز و بسته کردن توری شید استفاده می کنند. این مکانیزم ها حرکت دورانی موتور
گیربکس را به حرکت خطی مورد نیاز جهت بازوبسته کردن توری شید تبدیل می کنند. سه
نوع مکانیزم حرکتی مورد توجه هستند:
1. مکانیزم رفت و برگشت یا رک و پینیون
این سیستم در مدل وتر به وتر استفاده می شود . این سیستم
حرکت دورانی دنده های پینیون را برای بحرکت درآوردن رک های دندانه دار به هدف بازو
بسته کردن توری شید از وتر به وتر و در عرض گلخانه استفاده می کنند. این رک ها به
لوله های محکم به اندازه طول گلخانه منهای فاصله یک وتر – به – وتر متصل هستند. در هر دهنه یک
لوله دوم به زاویه خاصی به لوله های حرکتی بسته می شود که این لوله دوم حرکت لوله
متحرک را به رفت و برگشت تبدیل می کند.
الکتروموتور و گیربکس در این سیستم معمولا نزدیک به مرکز
گلخانه نصب می شوند. آنها را می توان در هر دهنه به استثناء اولی و آخری نصب کرد.
2. مکانیزم کابلی یا درام
مکانیزم کابلی پرده شید را می تواند بین ناودان و ناودان و
یا بین وتر به وتر باز و بسته کند. در این سیستم کابل گالوانیزه یا استیل استفاده
می شود. طول کابل مسئول نگهداری لبه حرکتی پرده است. یک سیم پیچ کویل دور یک درام
یا کابل که با موتور حرکت می کند قرار می گیرد. طول کابل کویل برابر است با عرض
وتر گلخانه. هنگامیکه موتور درام را می چرخاند، یک طرف کویل باز شده و طرف دیگر
دوباره دور درام می پیچد. سیستم کابلی معمولا در مدل وتر به وتر در انتهای دهنه و
یا در سیستم ناودان به ناودان در دیواره کناری گلخانه نصب می شود. با استفاده از
پولی در مسیر کابل، موتور و گیربکس را می توان در هر ارتفائی در دیواره کناری یا
انتهای دهنه نصب کرد.
3. مکانیزم زنجیر و کابل
مکانیزم حرکتی زنجیر(از نوع زنجیر دوچرخه) و کابلی می تواند
پرده شید را از ناودان به ناودان و یا از وتر به وتر باز و بسته کند. در این
سیستم، طول زنجیر به حلقه های سیم بکسل متصل شده که به اندازه محدوده عرض یا طول
گلخانه است. طول زنجیر برابر است با فاصله وتر به وتر یا ناودان به ناودان که پرده
شید بایستی بازوبسته شود. موتور گیربکس یک چرخ دنده را حرکت می دهد که زنجیر را
درگیر کرده و حلقه کابل را به عقب و جلو هدایت می کند. لوله های محکم که به کابل
متصل هستند لبه متحرک پرده را شامل می شوند.
یک سیستم حرکتی کابل و زنجیر معمولا در کنار یا انتهای دهنه
گلخانه نصب شده که از طریق پولی و چرخ های دنده حرکت را به صفحه حرکتی پرده منتقل
می کند.