عملکرد بخاری تابشی گرماتاب در گلخانه


این دستگاه‌ها از سقف سازه آویخته می شوند و در فضای بالای گیاهان قرار می گیرند. در مشعل سوخت و هوا با نسبتی مشخص بطور کامل مخلوط شده و به محفظه احتراق راه می یابند. این مخلوط در مشعل سوزانده شده و شعله به همراه گازهای حاصل از احتراق وارد لوله های آتش خوار دستگاه می شود. این لوله ها تا دمای حدود ۴۵۰ درجه سانتیگراد گرم شده و شروع به تابش می کنند. پرتوهای گرمایشی یا مستقیماً از سطوح لوله‌ها به پایین می تابند و یا با برخورد به رفلکتور بالایی دستگاه به پایین باز تابانیده می شوند. هر چه دمای لوله‌ها بیشتر باشد بازتاب رفلکتورها بیشتر بوده و نسبت تابشی بودن انتقال حرارت نیز بیشتر است. پرتوهای گرمایشی برای منتقل شدن به گیاه،‌ افراد، خاک، تجهیزات،‌ شاخه و برگ‌ها و … نیازی به واسطه‌ای مانند هوا ندارند.

به محض آنکه پرتو تابش به جسم برخورد می کند انتقال حرارت آغاز می شود. با فرض اینکه اجسام پایین بازتاب ندارند پرتوها تبدیل به انرژی گرمایی شده و گرما ایجاد می کنند. سپس جسم گرما را به اطراف منتقل می کند. گرمایش ثانویه به اشکال بازتابش، هدایت و همرفت ایجاد می‌شود. گرما از برگ به بقیه قسمت‌های گیاه و از خاک به ریشه گیاه منتقل می شود. برخلاف سیستم‌های گرمایش سنتی در سیستم تابشی گرما فقط محدود به همرفت نیست. بلکه انتقال گرما از طریق تابش صورت می گیرد و سپس از اجسام تابش دریافت کرده به روش‌های بازتابش، هدایت و یا همرفت به مابقی قسمت‌ها گرما منتقل می‌شود.

تنوع خریداران هیتر تابشی گرماتاب در گلخانه

گلخانه داران که از سیستم گرمایش تابشی استفاده می کنند به سه دسته تقسیم می شوند.

  • افرادی که از بازدهی و یا هزینه های سنگین سیستم گرمایش گلخانه شان رضایت ندارند.
  • افرادی که پس از ساخت گلخانه شان تصمیم به استفاده از سیستم گرمایش تابشی می کنند.
  • پرورش دهندگانی که با تحقیق و بررسی به این نتیجه می رسند که سیستم گرمایش تابشی بهترین گزینه برای آن ها میباشد و پس از آن برای بدست آوردن بهترین و پربازده ترین طرح با یک تولید کننده وارد مذاکره می شوند.

پرورش دهندگان در طبقه بندی اول باید خوش شانس باشند که گلخانه آن ها دارای دیوارهای با ارتفاع مناسب برای نصب دستگاه ها باشد. گلخانه های بلند و عریض برای طراحی موثرتر سیستم گرمایش تابشی مناسب ترند.

اما پرورش دهندگان در طبقه بندی دوم می توانند به سیستم مطابق تر با سازه گلخانه خود دست یابند. ساختمان های امروزه بلندتر و عریض تر ساخته می شوند. گلخانه های با حجم بزرگتر قابلیت کنترل دمای بیشتری دارند. پرورش سبد های آویزان و پرورش گیاهان در چند طبقه باعث ساخت این گونه گلخانه ها می شود.

پرورش دهندگان در طبقه بندی سوم که برای یک سیستم گلخانه ای جامع برنامه ریزی کرده اند قابلیت انعطاف بیشتری برای بدست آوردن محصول نهایی بهتر خواهند داشت. این امر از این لحاظ دارای اهمیت است که به ما اجازه می دهد تا طراحی را بر اساس بهترین استفاده از فضا و نحوه چیدمان انجام دهیم.

طراحی گرماتاب در گلخانه

عوامل زیادی وجود دارد که می بایست برای طراحی و نصب یک سیستم گرمایشی تابشی مورد استفاده قرار گیرد. ابتدا باید میزان بار حرارتی اتلافی از گلخانه محاسبه شود. مساحت دیوارهای ساختمان که از آن ها انتقال حرارت صورت می گیرد شامل دیوارهای کناری وگرداگرد و سقف محاسبه گردد. این عدد را در ضریبی که براساس اختلاف دمای بین کمترین دمای بیرون و دمای مورد نظر برای محصول بدست می آید ضرب می کنیم. برای نشان دادن ضریب اتلاف حرارت برای یک خانه با سیستم گرمایش هوای گرم معمولاً حدود ۲۵/۱ میباشد که این عدد برای سیستم گرمایش تابشی در حدود ۸/۰  خواهد بود. با توجه به همین ضریب گرمایش گلخانه با سیستم گرمایش تابشی باعث صرفه جویی ۳۶%در مصرف سوخت و ۷۵% تا ۹۰%در مصرف برق خواهد شد.

برای مثال یک یونیت هیتر، گازهای خروجی را با دمای حدود ۲۵۰ درجه سانتی گراد به بیرون انتقال می دهد که بدینوسیله گرمای این گازها نیز به هدر می رود. همچنین سیستم گرمایش جابجایی هوای گرم، در ابتدا هوا را گرم نموده که با این کار هوای گرم در برابر هوای سرد به جهت سبک بودن، به بالای گلخانه خواهد رفت. همچنین در این روش هوای گرم باید سیرکوله شود. گردش جریان هوای گرم در اطراف گیاهان باعث تبخیر رطوبت روی سطح آن ها شده و موجب سرد شدن آن ها می گردد. برای جبران این عمل دمای هوا باید چندین درجه گرمتر ازدمای گیاهان و خاک باشد تا بتوان به دمای مورد نظر برای گیاهان دست یافت. سیستم گرمایش تابشی به گردش هوا برای انتقال حرارت به گیاهان احتیاجی ندارد. عموماً پرورش دهندگان می توانند انتظار طراحی این سیستم را برای بدست آمدن پوشش گیاهی یکنواخت در ۹۵% فضای سطح داشته باشند.

محاسبه ظرفیت حراتی تامین گرمایش سنتی و گرمایش تابشی

%۱۵ (برای بویلر آب گرم)  +  اتلاف حرارتی ساختمان = ظرفیت بویلر (در سیستم هوای گرم)

%۱۵ الی %۲۰  –  اتلاف حرارتی ساختمان =  ظرفیت گرماتاب (در سیستم تابشی)

نتیجه گیری

ظرفیت حرارتی (در نتیجه مصرف سوخت) سیستم تابشی ۳۰ الی ۳۵ درصد کمتر از سیستم هوای گرم است.

از دیگر مواردی که باید در طراحی مد نظر قرار گیرد ارتفاع نصب دستگاه ها می باشد. دستگاه ها باید در ارتفاعی به اندازه دو برابر عرضی از سطح که باید گرم شود نصب گردد.

برخی از گلخانه های تجهیز شده با هیتر تابشی در گلخانه های آمریکا

پرورش کاملاً یکنواخت گلهای داودی و مینای طلایی با گرمایش تابشی

گرمایش تابشی در پرورش گیاه سرخس در سبد های آویخته و نیز روی شاخه

  • گرمایش شاخ و برگ انبوه گیاهان در زیر دستگاه گرماتاب

گرمایش تابشی منطقه بندی شده براساس نیاز گیاه

(یک منطقه گرمایی سمت راست و دیگری در سمت چپ)

گرمایش تابشی در پرورش گیاه “بنت قنسول” Poinsettia

رشد سریع گیاه در سبد آویخته به سمت هیتر تابشی

جوانه زنی و نشاکاری سریع به دلیل گرمای مطلوب خاک و ریشه