مقاله علمی برآوردظرفیتبهینهیحرارتیموردنیازسردترینزمانسالاز طریقمحاسبهاتالفحرارتی جهتانتخابسیستمگرمایشیگلخانه مهسا اسدی کارشناس ارشد علوم و تکنولوژی بذر امین امامی رازلیقی کارشناس فیلتراسیون چکیده: سطح زیر کشت تولیدات گلخانهای در ایران گسترش چشمگیری داشته است. بخش عمدهای از این گلخانهها در مناطق سرد و معتدل با زمستانهای نسبتا سرد قرار گرفتهاند که برای تولید محصول در پاییز و زمستان نیازمند تامین گرما با استفاده از سوخت و مصرف انرژی میباشند. به همین منظور برآورد ظرفیت بهینه حرارتی مورد نیاز برای سردترین زمان سال از طریق معادالت اساسی انتقال حرارت و مکانیک سیاالت موجود در منابع علمی و صنعتی انجام گردید. در این مقاله روش محاسبه اتالف حرارت به واسطه سطح پوشش کف زمین محیط و تعویض هوا با در نظر گرفتن شرایط اقلیم منطقه و دمای مطلوب در گلخانه مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به اینکه سردترین زمان سال در نیمههای شب و یا سپیده دم روزهای سرد زمستانی میباش د و این زمان بحرانیترین شرایط برای سیستم گرمایش گلخانه میباشد لذا بیشینهی نیاز حرارتی گلخانه با استفاده از معادلههای =U.A.(Ti-To) q i برای محاسبه اتالف حرارت از پوششها To) q P =P. L. (Ti برای محاسبه اتالف حرارت از محیط کف و ) o q i =V. n. c p. ρ. (T i T برای محاسبه اتالف حرارت به ) q S = C S. nn از مجموع اتالف علت تعویض هوا در این شرایط صورت گرفت. بر این اساس افت حرارت کلی گلخانه ( ii ii=0 qq حرارتهایی که ذکر گردید و با استفاده از ضرایب اصالحی مربوط به شرایط اقلیم منطقه )مانند ارتفاع از سطح دریا جرم مخصوص هوا دمای سردترین شب سال و سرعت متوسط باد در منطقه اختالف دمای بین داخل گلخانه و طرح خارج( محاسبه گردید. نتایج بررسی نشاندهنده اهمیت انتخاب صحیح پارامترها و ضرایب انتقال حرارت در بدست آوردن مقدار بهینهی انتقال حرارت میباش د. کلمات کلیدی: گرمایش گلخانه انتقال حرارت تعویض هوا دما. مقدمه محدودیت آب و خاک ازدیاد جمعیت افزایش نیاز به مواد غذایی استفاده بیشتر از زمان و... توجه دانشمندان را به این نکته معطوف ساخته است تا کمبود غذا را با افزایش محصول در واحد سطح جبران نمایند. یکی از تکنیکهای جدید در ایران بهرهبرداری از کشتهای گلخانهای است [1]. در سال 1394 از کل سطح باغهای کشور ( اعم از غیر بارور و بارور ) حدود 8 هزار هکتار به محصوالت گلخانهای اختصاص داشته که از این مقدار 100 درصد آن مربوط به سطح بارور بوده است [2] که در برنامه چشمانداز 48 هزار هکتار سط ح زیر کش ت گلخانهها خواهد بود. با توجه به اهمیت توسعه گلخانهها و ماهیت تولید خارج از فصل در گلخانهها ضروری است که شرایط محیطی ایدهآل گیاه بطور مصنوعی در گلخانه تامین گردد. یکی از مهمترین پارامترهای محیطی گلخانه تامین دمای مناسب برای رشد گیاه می باشد که اتفاقا بیشترین نیاز را به صرف انرژی دارد [3]. محققین با مطالعه نقش اقلیم در طراحی گلخانهها پارامتر دما و کنترل آن در گلخانه را یکی از پارامترهای مهم در گلخانهها دانستهاند که نقش اساسی در اقتصادی بودن تولید میتواند داشته باشد. 46
[ فصلنامه نظام مهندسی کشاورزی و منابع طبیعی توجه به این امر میتوان اتالف حرارت را فقط از سه طریق سطح پوشش و کف گلخانه محیط کف و تعویض هوای گلخانه صورت میگیرد ]12[. با توجه به این مطلب مقدار حرارت از دست رفته از گلخانه بستگی به نوع پوشش گلخانه مساحتی از گلخانه که در معر هوا است سرعت باد وضعیت گلخانه ( زا نظر نو بودن یا کهنه بودن و داشتن درز زیاد در محلهای اتصال و یا شکسته بودن شیشه( دمای بیرون گلخانه و دمای مورد نیاز برای گیاه مورد نظر دارد ]7[. به همین منظور در ادامه ارایه محاسبات مربوط به برآورد میزان حرارت الزم در گلخانهها با استفاده از معادالت اساسی سیاالت و انتقال حرارت صورت گرفته است. 2. مواد و روشها کلیه پایه و اساس طراحی تمام سیستمهای حرارتی و برودتی انتقال حرارت است. این پدیده به علت اختالف درجه حرارت بین دو جسم رخ مید ه د. به طور کلی هرگاه اختالف دمایی بین دو جسم مجاور وجود داشته باشد حرارت از جسم با درجه حرارت باالتر به جسم با درجه حرارت پایینتر منتقل می شود. مکانیزم این انتقال به یکی از سه روش هدایت (Conduction) جابجایی (Convection) تابشی (Radiation) و یا ترکیبی از آنها صورت میگیرد ]9[. بارهای انتقالی به درجه حرارت هوای خارج و ضریب هدایت حرارتی جدارههای خارجی بستگی دارند. در یک سازه معین و با ضریب هدایت حرارتی ثابت این بارها فقط به دمای خارج وابسته خواهند بود به طوری که با بیشتر شدن درجه حرارت هوای خارج از دمای گلخانه )داخل( گرما از بیرون و توسط جدارههای خارجی به محیط داخلی انتقال میی اب د و با کمتر شدن درجه حرارت هوای خارج از دمای داخل گرما از محیط داخلی به بیرون منتقل می شود. بنابراین فضاهایی از سازه که در جداره خارجی قرار دارند در تابستانها از طریق بارهای انتقالی گرم و در زمستانها سرد میشوند ]9[. به همین علت مهمترین روش اتالف حرارت در گلخانههای پالستیکی از طریق هدایت یا رسانایی در گلخانه است که تحت تاثیر پوشش گلخانه تفاوت دمای بین داخل و خارج گلخانه و مقاومت کل در مقابل انتقال حرارت تعیین میشو د که برای جبران آن بایستی از سیستمهای گرمایشی استفاده کرد ]7[. تجهیز گلخانهها به سیستم گرمایشی از اصلیترین قدمها در تولید محصوالت خارج از فصل میباش د ]13[. مهمترین معیار برای انتخاب سیستم گرمایش توان گرمایشی آن است. توان گرمایشی ا نی سیستم بایستی برای کنترل دمای گلخانه در بازهی زمانی مورد نیاز با توجه به نوسان پارامترهای اقلیم منطقه کافی باشد ]14 و 15 لذا در این بخش برای برآورد گرمای الزم در یک گلخانه میتوان موازنه زیر را نوشت: مقدار اتالف گرما = مقدار گرمای مورد نیاز اتالف گرما در زمان مورد نظر شامل: 1 -انتقال حرارت از پوشش دیوارههای جانبی و انتهایی سقف و کف زمین 2 -انتقال حرارت به واسطه تعویض هوا 3 -انتقال حرارت از محیط کف گلخانه ذکر این نکته ضروری است که مبنای محاسبات انجام شده بر پایه سیستم واحدهای FPSمیباش د. معموال اتالف حرارت بر حسب واحد ( Unit ( BTUمحاسبه British Thermal میگردد که عبارتست از وی در مطالعهی خود ارومیه را به عنوان یکی از نقاط کوهستانی کشور مورد مطالعه قرار داده و گزارش نمودند که به منظور تولید بهتر در گلخانهها از یک طرف و اقتصادی بودن تولید از طرف دیگر لزوم توجه به مصرف انرژی به ویژه انرژی سوخت ها ی فسیلی بسیار حائز اهمیت است [4]. به همین منظور بیشتر گلخانه های مدرن دارای سیستم های گرمایش و سرمایش میباشند. هرچند این چنین واحدهای کنترل محیط انرژی زیادی مصرف میکنند. منابع این انرژیهای یا بر پایه سوختهای فسیلی هستند یا به طور غیر مستقیم از مصرف آنها بدست میآیند. بنابراین سود راهبری گلخانه از افزایش قیمت جهانی انرژی تاثیر میپ ذی رد [5]. از طرفی عوامل متعددی از جمله بحران انرژی مسائل زیست محیطی استفاده از سوخت های فسیلی و بویژه مشکالت اقتصادی ناشی از کاهش یارانه حاملهای انرژی باعث شده که تمرکز بر استفاده بهینه از سوخت و جایگزین کردن سایر منابع انرژی به منظور تامین گرمای گلخانه ها در دستور کار قرار گیرد [3]. با وجود اینکه گلخانه یک محیط بسته می باشد ولی کامال از محیط بیرون ایزوله شده نیست. بنابراین شرایط داخل گلخانه تحت تاثیر تغییرات آب و هوائی بیرون دائما تمایل به تغییر دارد. دمای هوای بیرون طول روز شدت نور خورشید و رطوبت هوا ساعت به ساعت روز به روز و فصل به فصل در حال تغییر است. برای جبران این اثرات الزم است تجهیزات کنترلی متعددی در گلخانه نصب و تعبیه شوند ]6[. یکی از این تجهیزات سیستم گرمایش میباشد. سیستم گرمایش باید دارای دو ویژگی باشد: 1- حرارت مورد نیاز در سردترین شب سال را تعیین کند 2- حرارت را در سراسر گلخانه به صورت یکنواخت پخش کند تا باعث کاهش بیماریها رشد مناسب گیاه و افزایش کارایی حرارت شود ]7[. برای انتخاب سیستم گرمایش در اولین قدم باید اطالع دقیق از میزان گرمای مورد نیاز داشت. گرمای مورد نیاز میبایست برای سردترین زمان در طول سال در نظر گرفته شود. برای محاسبهی میزان گرمای مورد نیاز برای گرم کردن گلخانه باید میزان اتالف گرما از گلخانه رامحاسبه کرد ]7[. مقدار گرمای الزم برای گرم کردن گلخانه برابر مقدار گرمای تلف شده از گلخانه است ]8[. بارهای حرارتی به بخشهای زیر تقسیم میشوند: بارهای انتقالی شامل: انتقال حرارت از دیوارهها جدارههای گلخانه و زمین بارهای تابشی شامل: انتقال حرارت از طریق پنجرهها سقف و محیط بارهای داخلی شامل: انتقال حرارت از سیستمهای از روشناییها سیستمهای حرارتی افراد و فعالیتهای بیولوژیکی گیاه بارهای ناشی از نفوذ هوا ]9[. میزان افت حرارت بایستی برای بحرانیترین شرایط محاسبه گردد. بحرانیترین زمان برای تامین گرمای مورد نیاز گلخانهها در نی مه های شب یا سپیده دم روزهای سرد زمستانی میباشد ]10[. در این زمان انرژیهای مربوط به تابش خورشید تولید حرارت از سیستمهای روشنایی و افراد موجود نبوده و انتقال حرارت ناشی از فعالیت بیولوژیکی گیاهان بسیار ناچیز بوده است )و یا در جهت افزایش دمای گلخانه( میباش د ]11[. 47
مقدارگرمای الزم تا دمای یک پوند آب را یک درجه فارنهایت افزایش دهد و برابر با 252 کالری میباش د ]16[. معادالت انتقال حرارت تنها دارای سه متغیر مساحت جنس سطح و مقاومت حرارتی اختالف درجه حرارت داخل و بیرون مهم است. هریک از این متغیرها دارای عواملی هستند که میتوانند در جذب یا دفع هدایت حرارتی موثر باشند ]17[. با توجه به موارد فوق الذکر مقدار اتالف حرارت کل عبارتست از: q = C C ( q s + q P + q i ) q: S انتقال حرارت از پوشش دیوارههای جانبی و انتهایی سقف و کف زمین : q P انتقال حرارت از محیط کف گلخانه : q i انتقال حرارت به واسطه تعویض هوا : C C ضریب اصالحی مربوطه به سرعت متوسط باد و اختالف دما شکل 1- اتالف حرارت در سردترین زمان سال 1-2- انتقال حرارت از پوشش دیوارههای جانبی سقف و کف زمین هرگاه تفاوت دما بین دو طرف یک دیوار )سطح( وجود داشته باشد حرارت از میان الیههای سطح از منطقه ی گرمتر به سوی منطقه سردتر حرکت میکند تا به عدم تعادل حرارتی تعادل بخشد. مقدار جریان حرارتی بستگی به خصوصیات مواد تشکیل دهنده الیههای جسم دارد که به نام ضریب هدایت حرارتی خوانده می شود. ضریب هدایت حرارتی عبارتست از میزان جریان حرارت )در واحد زمان( که از یک سطح به سطح دیگر جسم در واحد سطح ( کی فوت مربع( انتقال یابد به طوری که یک واحد تفاوت حرارتی میان آن دو بوجود آید. واحد این ضریب در سیستم انگلیسی BTU/hr.Ft 2 F. میباش د. q S = C S. nn ii 00 qq ii = C S. (q 1 + q 2 + q 3 + ) C: S ضریب اصالح تاثیر اسکلت سازه بر روی پوشش که در جدول 3 است. q: i مقدار جریان انتقال حرارت از هر سطح ( ) BBTTUU hhrr مقاومت حرارتی که با حرف R مشخص میشود عکس ضریب هدایت حرارتی است بنابر این میتوان با استفاده از ضریب هدایت حرارتی معادله زیر نوشت ]18[: qq ii UU AA TT ii TT oo : q i مقدار جریان انتقال حرارت از هر سطح ( ) BBTTUU hhrr )Ft 2 ( مساحت سطح انتقال حرارت : A : Ti دمای هوای داخل ) ( :To دمای هوای خارج ) ( ) FFtt 22 hhrr BBTTUU( مقاومت حرارتی سطح مورد نظر : R= 11 UU که از جدول 1 انتخاب میگردد [ 17[. الزم به ذکر است معادالت داده شده مربوط به برآورد ظرفیت حرارتی سیستم گرمایش در سردترین زمان سال است. سردترین دمای منطقه را میتوان از پایگاههای رسمی هواشناسی در بازه زمانی مورد نظر استخراج نمود. اگر نیاز به آگاهی از اتالف حرارتی در روز باشد با توجه به تابش خورشید به اتالف حرارتی دیوارهای شمالی و شرقی 10 درصد و به دیوارهای غربی 5 درصد اضافه میکنیم ]19[. جدول 1- مقاومت حرارتی )U( برای پوششها و مواد مختلف جنس مواد مواد به کار رفته برای پوشش شیشه تک الیه شیشه دو الیه پالستیک تک الیه پالستیک دو جداره پالستیک تک الیه روی شیشه پالستیک دو الیه روی شیشه صفحات موجدار از جنس FRP ورق پالستیکی به ضخامت 16 mm ورق پالستیکی به ضخامت 8 mm ورق پالستیکی به ضخامت 6 mm مواد به کار رفته در دیوار حاجب صفحات موجدار با جنس سیمان آزبست بتون با ضخامت 4 In بتون با ضخامت 8 In بلوک بتنی با ضخامت 4 In بلوک بتنی با ضخامت 8 In برای توضیحات کامل ]10[ و ]20[ ضریب U 1/13 0/07 1/20 0/70 0/85 0/60 1/20 0/58 0/65 0/72 1/15 0/78 0/58 0/64 0/51 qq ii 11 RR AA TT ii TT oo 48
q P = P. L. (T i T o) FFtt ) BBTTUU hhrr که مقدار آن با توجه به : P ثابت افت حرارتی ( باید دانست زمین را ظرف خیلی خوبی برای حرارت میتوان در نظر گرفت زیرا میتواند مقادیر زیادی حرارت جذب کرده یا از دست بدهد بدون آنکه تا فاصلهی 8 فوتی سطح زمین تغییر دمای قابل مالحظهای داشته باشد. باالتر از این عمق هرچه به سطح زمین نزدیکتر میشود تغییرات دمای خاک تحت تاثیر دمای هوای خارج بیشتر میگردد. الزم به ذکر است دمای زمین را میتوان بر حسب دمای محیط خارج از جداول هندبوک Carrier استخراج کرد. بدین منظور جدول 2 ارایه شده است ]19[. رابطهی آن به شکل زیر میباش د: qq ii 00 0055 AA TT ii TT gg مقادیر ارایه شده در جدول 4 تعیین میگردد. : L آطول آن قسمت از محیط کف که در معر هوای خارج قرار دارد )Ft( : T i دمای هوای داخل ) ( T: o دمای هوای خارج ) ( جدول 4- ثابت افت حرارتی محیطی )P( : q i مقدار جریان انتقال حرارت سطح زمین ( ) BBTTUU hhrr )Ft 2 ( مساحت کف گلخانه : A : Ti دمای هوای داخل ) ( T: g دمای هوای زمین ) ( از جدول 2 انتخاب میشود. نوع محیط عایق بندی شده عایق بندی نشده برای توضیحات کامل ]21 و 12[ ثابت افت حرارتی 0/4 0/8 ۳-۲- انتقال حرارت به واسطه تعویض هوا نفوذ هوا به داخل ساختمان همواره یکی از طرق مهم دفع حرارت در زمستان میباش د. بارهای ناشی از نفوذ هوا در تابستان گرمازا بوده و در زمستان موجب انتقال سرما به داخل ساختمان می شون د ]9[. مقدار هوای نفوذی بستگی دارد به میزان هوابند بودن دربها پنجرهها ارتفاع سازه کیفیت اجرا و نصب سازه جهت و سرعت وزش باد یا مقدار هوایی که برای تهویه یا تعویض در نظر گرفته می شود. با ورود هوای خارج مقداری از حرارت داخل به صورت گرمای نهان در اثر اختالف رطوبت نسبی داخل و خارج و مقداری نیز به صورت گرمای محسوس ناشی از اختالف دماهای خشک داخل و خارج تلف میگردد. در محاسبات حرارت مرکزی در صورتی که رطوبت زنی صورت نگیرد تنها بار گرمایی محسوس هوای نفوذی منظور میگردد. محاسبه حجم هوای ورودی به داخل از دوروش "درزی" و "حجمی" انجام میگردد که در این مقاله با توجه به نوع سازه روش حجمی تشریح می شود. در این روش مقدار هوای نفوذی بر پایه تعداد دفعاتی که در مدت یک ساعت هوای اتاق با هوای تازه تعویض می شود برآورد میگردد ]19[. باید توجه نمود که تعداد دفعات تعویض هوا )n( مناسب برای گلخانههای با شرایط مختلف در جدول 5 آورده شده است. از طریق معادله زیر مقدار بار حرارتی از طریق نفوذ محاسبه می شود. qi = V. n. cp. ρ. (Ti To) ) BB UU hhrr : q 2 بار حرارتی نفوذی ( )Ft 3 ( حجم محل مورد نظر : V جدول 2- دمای زمین با توجه به دمای هوای خارج دمای هوای خارج ) ( دمای زمین ) ( 20 65 10 60 0 55-10 50-20 45-30 40 برای توضیحات کامل ]19[ و ]9[ با توجه به اینکه بخش قابل توجهی از پوشش روی گلخانه با اسکلت فلزی در تماس میباش د ( هب ویژه در گلخانههای فلزی( میب ایست اتالف حرارت از این سطح در نظر گرفته شود لذا ضریب انتقال حرارت این سطح در مقدار بدست آمدهی انتقال حرارت از طریق پوششها لحاظ میگردد. ضرایب مربوط به سازههای معمول در صنعت گلخانهسازی با توجه به استاندارد گلخانهسازهای آمریکا )NGMA( در جدول 3 ارایه شده است ]20[. جدول 3- ضریب اصالح تاثیر اسکلت سازه بر روی پوشش )S C( نوع اسکلت سازه اسکلت فلزی با فاصله فریم 40 تا 60 سانتی متر اسکلت فلزی با فاصله فریم 120 سانتی متر پوشش فایبرگالس روی گلخانه فلزی پوشش پالستیک روی گلخانه فلزی پوشش فایبرگالس با پوشش پالستیک روی چوب برای توضیحات کامل ]10[ و ]20[ ضریب اصالحی ) 1 hr از جدول 5 : n تعداد دفعات تعویض هوای اتاق در ساعت ( llbb ) BBTTUU که برابر 0/241 می باشد. : CP گرمای ویژه هوا در فشار ثابت ( llbb ) ρ با توجه به ارتفاع از سطح دریا و دمای : جرم مخصوص هوا )33 FFtt منطقه مورد نظر تعیین میگردد که در ادامه به روش محاسبهی آن در شرایط غیراستاندارد توضیح داده شده است. : Ti دمای مورد نظر داخل ) ( : To دمای سرد مورد نظر ) ( ]19[. 1/08 1/05 1/03 1//02 1/00 2-2- انتقال حرارت از محیط کف گلخانه افت حرارتی به واسطه محیط گلخانه نیز باید به سایر تلفات اضافه شود. در جدول 4 ثابت افت حرارتی محیط گلخانههای عایق بندی شده و عایق بندی نشده ارایه شده است که از معادله زیر محاسبه خواهد شد. 49
[ فصلنامه نظام مهندسی کشاورزی و منابع طبیعی Walker و )1973(Duncan و NGMA پیشنهاد دادهاند با توجه به اینکه کلیه مقادیر اتالف گرما که تا کنون محاسبه گردیده است متعلق به شرایط استاندارد با اختالف دمای 70 درجه فارنهایت و سرعت متوسط باد 15 mph میباش د ]12 بنابراین برای گلخانهای با ساختمانی با دما و شرایط باد متفاوت نیاز حرارتی متفاوتی نیز خواهد بود ]22[. Both به منظور محاسبه ضریب اصالحی C C روش زیر را ارایه کرده است: CC = 1 + (CΔT +CW) نوع سازه جدول 5- تعویض هوا در گلخانه )n( بنای نو ساز با شیشه تک الیه هوابند نشده بنای نوساز با شیشه تک الیه هوابند شده بنای نوساز با پوشش ورق پالستیک بنای نوسازه با ورق چند جداره پلی کربنات بنای نوساز با پوشش ورق پالستیک بر روی شیشه سازههای قدیمی با وضعیت نگهداری و تعمیرات مطلوب سازههای قدیمی با وضعیت نگهداری و تعمیرات نامطلوب برای توضیحات کامل ]20[ تعویض هوا 1/25 1/00 0/60-1/00 1/00 0/90 1/50 2/00 4/00 برای محاسبه مقدار جرم مخصوص هوا در شرایط غیر استاندارد ابتدا مقدار آن در شرایط استاندارد در نظر گرفته میشود. شرایط استاندارد عبارتست از دمای 70 درجه فارنهایت در سطح دریا که در این شرایط چگالی هوا llbb FFtt 33 0/075 است. از رابطه زیر بر پایه چگالی استاندارد هوا 0/075( llbb و ضرایب تصحیح برای دما و ارتفاع استفاده میشود. FFtt 33( : CT ضریب تصحیح دما : TO ضریب تصحیح دمای هوای خارج ) ( : CE ضریب تصحیح ارتفاع ρ = 0 075 CT CE 553300 CT = 446600 TT oo hh 3300 11000000 CT = 3300 ]1[. )Ft( ارتفاع از سطح دریا : h ۴-۲- اتالفحرارتکل پس از محاسبه موارد فوق مقدار اتالف حرارت کل عبارتست از: q = C C ( q s + q P + q i ) qs : انتقال حرارت از پوشش دیوارههای جانبی و انتهایی سقف و کف زمین : qp انتقال حرارت از محیط کف گلخانه : qi انتقال حرارت به واسطه تعویض هوا : CC ضریب اصالحی مربوطه به سرعت متوسط باد و اختالف دما میباشد. برای اختالف دمای بیش از 70 درجه فانهایت به ازای هر 5 درجه فارنهایت افزایش دما 0/08 درصد افزایش در نظر گرفته میشود. برای سرعت متوسط باد بیش از افزایش در نظر گرفته میشود. : VW سرعت متوسط باد )mph( میباشد. CΔT =AA 00 0088 A = ΔΔTT 7700 55 15 mph به ازای هر 5 mph افزایش دما 0/04 درصد CW =BB 00 0044 B = VV WW 1155 55.]22[ سرعت متوسط باد در منطقه مورد نظر را میتوان از پایگاههای رسمی هواشناسی در بازه زمانی مورد نظر استخراج نمود. ۳.نتیجهگیری با توجه به محاسبات ارایه شده میتوان گفت: افت حرارت کلی گلخانه از مجموع اتالف حرارت به وسیله معادله q S = C S. nn و با استفاده از ضرایب اصالحی ( هب علت در ii=00 qq ii نظرگیری شرایط اقلیم منطقه مانند ارتفاع از سطح دریا جرم مخصوص هوا دمای سردترین شب سال سرعت متوسط باد در منطقه و اختالف دمای مد نظر برای داخل گلخانه و طرح خارج محاسبه گردید. بیشینهی نیاز حرارتی گلخانه با استفاده از معادلههای ) o q i =U.A.(T i -T برای محاسبه اتالف حرارت از پوششهای گلخانه و ) o q P =P. L. (T i T برای محاسبه اتالف حرارت از محیط کف گلخانه و ) o q i =V. n. c p. ρ. (T i T برای محاسبه اتالف حرارت به علت تعویض و نفوذ هوا در این شرایط صورت گرفت. با توجه به معادالت میتوان بیان کرد که انتخاب دقیق پارامترها از جمله ضرایب انتقال حرارت و ضرایب اصالحی و همچنین پارامترهای مربوط به اقلیم از جمله دمای هوا و سرعت متوسط باد نقش مهمی در بدست آوردن مقدار بهینه اتالف حرارت و در نتیجه انتخاب سیستم گرمایش دارد. با در نظر گرفتن ضرایب و بررسی معادالت میتوان گفت عایق بندی و رفع نقاط نشتی هوا ( هب ویژه در گلخانههای فشار منفی( به کاهش اتالف حرارتی میانجامد. با توجه به مقدار اتالف حرارتی از سطح پوششها میتوان با استفاده از پوششهایی با ضریب هدایت حرارتی کمتر به کاهش اتالف حرارت و در نتیجه کاهش هزینههای سرمایه گذاری گلخانهها دست یافت. 50
با کاهش اتالف حرارت و انتخاب سیستم گرمایشی با ظرفیت بهینه حرارتی منتج به کاهش مصرف سوخت و در نهایت کاهش هزین ه های تولید گردد. بدیهی است این امر در تولیدهای خارج از فصل و یا مناطق سرد سهم بیشتری را ایفا میکند. تجربه نشان داده است که در مورد سازههایی که کف آنها مستقیما روی سطح زمین قرار میگیرد در فصل زمستان اتالف حرارت بیشتر با محیط کف متناسب است تا با سطح کف از اینرو در مناطق سرد برای کاهش اتالف حرارت از کف واقع بر روی سطح زمین بهتر است محیط کف را به نحو موثری عایق کاری نمود. به عنوان مثال کاهش سطح مرتبط به محیط آزاد انتقال حرارتی را کاهش میدهد. از جمله عوامل دیگر عبارتند از: کم کردن نسبت سطح به حجم )بوسیله متراکم و یکپارچه ساختن فرم سازه( و تقلیل سطوحی از پوشش سازه که حرارت را سریع انتقال میدهند. در طراحی مجموعههای گلخانهای متصل به هم نیز کاهش سطح خارجی هر واحد نسبت به حجم آن مهم است. باید در نظر داشت با توجه به اینکه هریک از سیستمهای گرمایشی راندمان احتراق و گرمایشی مختص به خود را داراست میبایست این راندمان در برآورد نهایی ظرفیت اتالف حرارتی در نظر گرفته شود و انتخاب تجهیز بر اساس آن صورت گیرد. مراجع 1.مایر ل تهویه مطبوع به زبان ساده ترجمهی جعفریان پیمان چاپ 2 تهران یزدا.1387 2 یب. نام وزارت جهاد کشاورزی آمارنامه کشاورزی )باغی( وزارت جهاد کشاورزی 3 معاونت برنامه ریزی و اقتصادی 1394 3.شرافتی کیهان و گرامی کریم و زارعی قاسم "تاثیرپوشش گلخانه جنس دیواره شمالی و کف گلخانه در کاهش مصرف سوخت سیستم گرمایش گلخانه" همایش یافتههای پژوهشی کشاورزی 6 ص 2-4 دانشگاه کردستان.1392 4.آخونی پورحسینی میروفا نیکبخت علی محمد شریفیان فاروق و رضوانی عادل "شبیه سازی توزیع مسیر جریان و دما در گلخانههای کالسیک )مرسوم( با استفاده از دینامیک سیاالت محاسباتی" مهندسی مکانیک بیوسیستم )ماشینهای کشاورزی( و مکانیزاسیون ایران 10 ص 2 مشهد 1395. 5. S. H. Yang, S. D. Lee, Y. J. Kim, and J. Y. RHEE, greenhouse heating and cooling with a heat pump system using surplus air and underground water thermal energy, Engineering in agriculture environment and food, Japan, Vol. 6. Elsevier, pp 86-91, 2013, 6.امید محمود و شفایی اردشیر بررسی رفتار حرارتی و رطوبتی داخل گلخانه به کمک یک سیستم جمعآوری اطالعات کامپیوتری پژوهش و سازندگی 64 ص 68 تهران وزارت جهاد کشاورزی 1383 7.حسندخت محمدرضا مدیریت گلخانه چاپ چهارم قم سلسله 1391 8. C. Kittas, N. Katsoulas, T. Bartzanas and S. Bakker, Good Agricultural Practices for greenhouse vegetable crops Principles for Mediterranean climate areas, Rome,food and agriculture organization of the united nations, 2013, pp 75 9.وکیل الرعایا وحید طراحی سیستمهای HVAC با نرم افزار Carrier 2005 چاپ اول تهران صانعی شهمیرزادی 1385. 01.نلسون پاول مدیریت گلخانه ترجمهی سازمان پارکها و فضای سبز شهر تهران 1 1 تهران سازمان پارکها و فضای سبز شهر تهران 1374. 11.نوری امیر و علی موسوی سیده عذرا "محاسبه افت حرارتی گلخانه همایش ملی تکنولوژی تولیدات گلخانهای" اول ص 2 رشت جهاد دانشگاهی واحد استان گیالن 1384. 12. W. John, Greenhouse heating, cooling and ventilation, the university of Georgia-colleges of agricultural and environmental sciences & family and consumer sciences, bulletin 792, pp 4-6, Georgia, may 2009. 31.اراده م.ج و غزوی م مبانی کنترل بیولوژیک در محصوالت گلخانهای 1 تهران موسسه تحقیقات گیاه پزشکی کشور 1389. 41.مومنی داود و رحمتی محمدهاشم "ارزیابی اثرات کنترل دما و رطوبت در تولید خیار گلخانهای در منطقه جیرفت و کهنوج" نشریه ماشینهای کشاورزی جلد 2 شماره 1 ص 1-2 مشهد دانشگاه فردوسی مشهد 1390. 15. k. Popovski, "Factors Influencing Greenhouse Heating and Geothermal Heating Systems, Geothermics, Vol. 17, No, 1, pp173-189, Great Britain,1988. 61.جاللی صادق نعمت اللهی محمدرضا و فرهادی علی "عوامل موثر بر گرمایش و میزان مصرف مواد سوختنی در گلخانهها" فصلنامه نظام مهندسی کشاورزی و منابع طبیعی 23 ص 40 تهران 1388. 71.واتسون دونالد و لبز کنت طراحی اقلیمی)اصول نظری و اجرایی کاربرد انرژی در ساختمان( ترجمهی قبادیان وحید و فیض مهدوی محمد چاپ دهم تهران دانشگاه تهران 1387. 18. Ashrae: Guide and Data Book. Fundamentals and Equipment. New York: Am. Soc. Heating, Refrigeration, Air-Conditioning Engineers, Inc., 1963 51