انواع مختلف گرمایش گلخانه

بخاری‌های همرفتی (انتقالی)

این بخاری‌ها ارزان بوده و در آن از چوب، زغال، سنگ، نفت و گاز برای احتراق استفاده می شود.

در این بخاری‌ها دودکش همانند مبادله کننده گرما عمل کرده و گرما را از بخارات داخل لوله به هوای گلخانه منتقل می‌کند. زانوهای لوله ها با نوار نسوز و ضد آتش پوشانده می شوند تا دود وارد گلخانه نشود. طول لوله دودکش کافی است تا بخارات پیش از خروج از گلخانه خنک شوند. در این روش وجود پنکه الزامی بوده تا دود به بیرون رانده  شود و مکش منفی در داخل سیستم ایجاد شود.

سوختن کامل باعث تولید آب و دی اکسید کربن می شود، در حالی که سوختن ناقص منجبر به تولید اتیلن شده و باعث کج شدن یا پیچیدگی ساقه، باریک شدن برگ‌ها و سقط جوانه می شود. زغال، نفت و گاز دارای گوگرد هستند و در اثر سوختن دی اکسید گوگرد  تولید می‌کنند و در نهایت در اثر اکسیده شدن این ماده، اسید سولفوریک تولید می شود و این اسید موجب سوزاندن سلول‌ها، ایجاد نقاط زرد کوچک روی برگ‌ها و در شرایط حاد منجر به مرگ کامل برگ می شود. 

بخاری­های تابشی با انرژی پایین (بخاری تابشی مادون قرمز کم انرژی)

در این روش هدف گرم کردن گیاهان است نه محیط گلخانه. مزیت عمده این روش مصرف کم‌تر انرژی (50-30 درصد ذخیره سوخت) می­باشد. این روش شامل چندین لوله تابش کننده بوده که در طول گلخانه کشیده و صفحات منعکس کننده که در بالای لوله ها و در ارتفاع 7/3- 8/1 متری بالای گیاهان قرار می‌گیرند. صفحات منعکس کننده (آلومینیومی) کلیه اشعه‌ها را به سمت پایین و به طرف گیاهان هدایت می­کند و گرمای یکنواخت در تمام فضا منتشر می شود. پرتوهای مادون قرمز تولید شده در مسیری مستقیم و با سرعت نور حرکت می‌کنند و بی‌درنگ به گرما تبدیل می شود. این تابش در مسیر خود هوا را گرم نمی‌کند، بلکه پس از آن که اشیایی مانند گیاهان، کفپوش‌ها، و سکوهای کاشت گرم شدند، این اشیا با انعکاس گرما موجب گرم شدن هوای اطراف می شوند. دمای هوا در این روش 4 درجه سانتی‌گراد خنک‌تر از گلخانه‌های سنتی است (با پوشش گیاهی یکسان).

در سیستم سنتی ابتدا هوا گرم می شود و سپس هوا گیاه را گرم می‌کند، در نتیجه دمای هوا در شب 

بیشتر از گیاهان است که باعث میعان و ایجاد قطرات آب بر روی گیاهان می شود، اما در این روش معیان کمتری صورت گرفته و باعث کمتر شدن بیماری­های گیاهی می شود.

بخاری گازی

احتراق ناقص باعث تولید مواد سمی مضر برای گیاه می شود که از جمله این مواد می توان به مونواکسید کربن، دی اکسید گوگرد، اکسید نیتریک و اتیلن اشاره کرد. برای سوختن کامل نیاز به اکسیژن است و مقدار اکسیژن به‌ویژه در اوایل صبح و بعد از یک شب سرد که بیشتر اکسیژن گلخانه توسط بخاری مصرف شده، بسیار پایین است بنابراین در این ساعات سوختن ناقص رخ می­دهد. استفاده از سوخت گازی در گلخانه بیشتر در روش گرمایشی مرکزی (شوفاژ آب گرم) و همچنین کوره‌های هوای گرم مرسوم بوده و بخاری معمولی گازی جهت گرم کردن گلخانه کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرند و بیشتر در گلخانه‌های کوچک و فانتزی کاربرد دارد.

مزایا

1- ساده است. 

2- هزینه وسایل آن کم است. 

معایب

1- نیاز به پنکه جهت توزیع هوای گرم دارد.

2- احتمال تولید گازهای سمی وجود داشته بنابراین هوای گلخانه نیاز به تهویه مداوم دارد. (دریچه‌هایی برای ورود هوای تازه مورد نیاز است).

3- 80-70 درصد حرارت این بخاری‌ها در گرم کردن گلخانه موثر بوده و 20-10 درصد باقیمانده به دلیل تهویه به هدر می‌رود.

شکل 3- بخاری گازی

بخاری نفتی

استفاده از این نوع بخاری‌ها در گلخانه چندان مرسوم نمی‌باشد و فقط در بعضی گلخانه‌های کوچک و سنتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

کوره هوای گرم با سوخت گازوییل

کوره هوای گرم با قدرت حرارتی 300000-80000 کیلوکالری در ساعت، راندمان حرارتی بالایی داشته و با پرتاب هوای گرم در گلخانه­ها قابل استفاده می‌باشد. سوخت مورد استفاده گازوییل است که با تغییر مشعل آن می توان از گاز نیز استفاده کرد.

وسایل و تجهیزات مورد نیاز روش حرارتی کوره هوای گرم در انواعی که دارای یک کوره حرارتی 5/2  

متری مشعل 80000 کیلوکالری در ساعت، یک عدد پنکه با قاب 70 سانتی‌متر، ترموستات، کانال هوای گرم و یک عدد کوره 5/3 متری با مشعل 120000 کیلوکالری در ساعت، دو پنکه با قاب 70 سانتی‌متر و کانال انتقال هوای گرم در طرفین هستند، می­باشد که تمامی این وسایل در بازار ایران موجود می‌باشند.

توزیع گرما

در سیستم­های گرمایشی پخش گرما باید یکنواخت صورت گیرد و دمای نزدیک گیاه پایدار باشد چون اختلال در پخش گرما موجب تنش در گیاهان شده و آن­ها را دچار شوک می­کند. اگر گرما به صورت اصولی توزیع شود این تنش­ها کاهش یافته و گرما در قسمت­های مختلف گلخانه هدر نمی­رود. توزیع گرما به دو صورت انجام می شود:

الف- توزیع طبیعی

دمای هوا در جاهای مختلف متفاوت است. مسئله مهم پس از تولید گرما، انتقال آن با کمترین تلفات به گلخانه و توزیع یکنواخت در اطراف گیاهان است. سیستم گرمایش گلخانه طوری طراحی می شود تا از نیروهای طبیعی برای حرکت هوا استفاده شود. هوا توسط فرایند طبیعی همرفت حرکت می‌کند. یعنی هوا زمانی که گرم می شود بالا رفته و وقتی دمای آن کاهش یابد، پایین می‌آید. در این روش پنکه‌ها به حرکت هوا کمک می‌کنند. لوله‌ها باید طوری در گلخانه نصب شوند که تا حد امکان توزیع گرما یکنواخت باشد. محل لوله‌ها بستگی به نوع محصول، نیاز حرارتی، طول لوله مورد نیاز و روش قرار دادن لوله‌ها دارد. وقتی لوله‌های گرم کننده در دیوار جانبی قرار داده ‌شوند، هوای گرم به سمت سقف گلخانه بالا می‌رود و در نزدیکی سقف این هوای گرم با هوای گرم شده از طرف دیگر برخورد می‌کند و هوای سرد نیز به سمت کف گلخانه حرکت کرده و موجب سردی گیاهان در آن قسمت می شود و قسمتی از آن به طرف لوله آب گرم حرکت و مجددا گرم می شود. برای جلوگیری از هدر رفت فضای مفید گلخانه، لوله‌ها را روی هم و با فاصله در امتداد طول با عرض گلخانه قرار داده می شوند. بیشترین بازدهی حرارتی وقتی حاصل می شود که هوای آزاد اطراف لوله‌ها دارای جریان باشد. به طور کلی جریان هوا روی لوله‌های بالایی کاهش می‌یابد و برای حل این مشکل باید تعداد لوله‌های مورد استفاده را افزایش داد. قرار دادن لوله‌ها در زیر سکوها نیز باعث کاهش جریان هوا در اطراف لوله‌ها می شود. برای اطمینان از حرارت کافی در اطراف گلخانه باید بیش از 25 درصد لوله‌ها در دیوارهای جانبی یا انتهایی قرار داده شوند. به طور کلی لوله‌های فنری را در دیوارهای جانبی یا انتهایی و لوله‌های صاف را در بالای گیاهان قرار می‌دهند.

ب- توزیع مکانیکی

1- روش جریان افقی:

در روش جریان هوای افقی، پنکه‌هایی با قطر 60-40 سانتی‌متر بین سطح گیاهان و سقف گلخانه قرار می‌گیرند. فاصله پنکه‌ها از هم 5/1- 2/1 متر و فاصله آنها از دیوار جانبی گلخانه یک چهارم عرض گلخانه می­باشد. در این حالت پنکه‌های هر طرف گلخانه هوای گرم را به طرف دیگر گلخانه هدایت می­کنند تا جریان مداوم گرما در هر دو سمت گلخانه وجود داشته باشد. بهتر است پنکه‌ها 15-10 درجه به سمت مرکز و کمی به سمت پایین گلخانه نصب شوند تا چرخش هوا در گلخانه مطلوب باشد. پنکه‌ها باید مداوم کار کنند.

2- روش پخش حرارت با کانال‌های پلاستیکی:

این روش در توزیع گرما در گلخانه‌های بزرگ تجاری مناسب می­باشد. در این روش حرارت توسط بخاری که در اطراف پنکه قرار دارد ایجاد می شود و از طریق پنکه وارد کانال پلاستیکی سوراخ‌دار می شود. این کانال بوسیله لوله گالوانیزه به پنکه متصل و در طول سقف گلخانه کشیده می شود. قطر کانال پلاستیکی 75-60-45 سانتی‌متر و قطر سوراخ‌ها 6-4 سانتی‌متر و فاصله سوراخ‌ها 50 سانتی‌متر است. در مناطق سردسیر که ممکن است گرمای کافی به کف گلخانه نرسد، می‎توان کانال‌های پلاستیکی به قطر 30 سانتی‌متر را در امتداد طول گلخانه نزدیک دیوار و روی زمین نصب نمود. در این صورت مولدهای حرارتی ممکن است هم سطح کانال‌ها یا در قسمت فوقانی قرار داده شوند. گاهی گرمای زیاد خارج شده از سوراخ‌ها باعث سوختگی گیاهان مجاور سوراخ می شود. در این صورت بهتر است کانال‌ها از گیاهان فاصله کافی داشته باشند.

به منظور تنظیم اتوماتیک بخاری از ترموستات استفاده می شود که با قرار دادن ترموستات روی دمای خاصی بخاری روشن و پس از رسیدن به آن دما خاموش می شود. محل قرار دادن ترموستات مکانی است که متوسط دمای گلخانه را نشان می­دهد و ارتفاع محل قرار گرفتن ترموستات نیز مکانی است که نقاط رویشی گیاهان قرار دارند. معمولا ترموستات را در جعبه‌هایی با رنگ سفید با جنس آلومینیوم قرار می‌دهند و یک پنکه کوچک در یک طرف جعبه قرار دارد که جریان هوا را در اطراف ترموستات برقرار می‌نماید.