“Δροσισμός Θερμοκηπίων ( Β )” Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου Διδάσκων - Γεώργιος Δημόκας Μαρία Κόκκορα Νικόλαος Κατσούλας Σημειώσεις

Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Εισαγωγή Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Αφορά στην εξάτμιση νερού στο χώρο του θερμοκηπίου και τη μετατροπή έτσι ενός μεγάλου μέρους της αισθητής θερμότητας του αέρα σε λανθάνουσα Δροσισμός => μείωση της θερμοκρασίας αύξηση της υγρασίας του χώρου Δροσισμός των θερμοκηπίων Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Ο βαθμός ψύξης εξαρτάται από τη διαφορά ξηρού και υγρού θερμομέτρου Ορισμοί: Θερμοκρασία ΞΗΡΟΥ θερμομέτρου: η θερμοκρασία του υγρού αέρα – μπορεί να μετρηθεί π.χ. με θερμόμετρο υδραργύρου (Hg) Θερμοκρασία ΥΓΡΟΥ θερμομέτρου: η θερμοκρασία που δείχνει θερμόμετρο Ηg όταν η θήκη Ηg καλυφθεί με ύφασμα το οποίο διαβρέχεται τριχοειδώς με νερό και στη συνέχεια εξατμίζεται Δροσισμός των θερμοκηπίων Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Δροσισμός με τεχνητή ομίχλη Μετατροπή της αισθητής θερμότητας σε λανθάνουσα, με εξάτμιση νερού που ψεκάζεται από την υδρονέφωση στον αέρα του θερμοκηπίου Εφαρμόζεται συνήθως σε θερμοκήπια εξοπλισμένα με παθητικό εξαερισμό Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Δροσισμός με τεχνητή ομίχλη Το νερό ψεκάζεται στον αέρα επάνω από τα φυτά, με υψηλές πιέσεις και με εκτοξευτήρες μικρής παροχής Ο αριθμός των εκτοξευτήρων και των γραμμών των σωλήνων επάνω στους οποίους τοποθετούνται, προσδιορίζονται από: –την πίεση –την παροχή του εκτοξευτήρα –το μέγεθος του θερμοκηπίου Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Δροσισμός με τεχνητή ομίχλη Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Δροσισμός με τεχνητή ομίχλη Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Δροσισμός με τεχνητή ομίχλη Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

Τεχνητή ομίχλη Συσκευές χαμηλής πίεσης Πίεση λειτουργίας 5 bar Σταγονίδια νερού μεγέθους >200μm Συσκευές υψηλής πίεσης Πίεση λειτουργίας 50 bar Σταγονίδια νερού μεγέθους < 100 μm Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Δροσισμός με τεχνητή ομίχλη Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Δροσισμός με τεχνητή ομίχλη Προβλήματα Όταν χρησιμοποιούνται συσκευές χαμηλής πίεσης, μέρος της εξάτμισης γίνεται στα φύλλα και στο έδαφος  υγροποιήσεις Απαιτεί νερό πολύ καλής ποιότητας και παράλληλη χρήση συστημάτων απιονισμού για την αποφυγή απόφραξης των μικροεκτοξευτήρων Πρέπει να συνδυάζεται με σωστή διαχείριση του συστήματος αερισμού Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Θεωρία Εργαστηρίου Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Δροσισμός των θερμοκηπίων Αισθητή θερμότητα: η θερμότητα που προκαλεί μεταβολή της θερμοκρασίας Λανθάνουσα θερμότητα: το ποσό θερμότητας που χρησιμοποιείται για την αλλαγή φάσης (αέριο-υγρό-στερεό), εμπεριέχεται στο υλικό χωρίς να προκαλεί μεταβολή της θερμοκρασίας του Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

Γενικές πληροφορίες Απόλυτη υγρασία (w u ): η ποσότητα των υδρατμών που περιέχεται σε 1 kg αέρα, σε συγκεκριμένη θερμοκρασία και πίεση (kg υδρατμών kg -1 αέρα) Σχετική υγρασία (RH): ο λόγος της ποσότητας των υδρατμών που περιέχει ο αέρας, σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία και πίεση, προς την ποσότητα των υδρατμών που θα περιείχε ο αέρας αν ήταν κορεσμένος, με την ίδια θερμοκρασία και πίεση (%) w u = *RH*e (T/17) Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

Γενικές πληροφορίες Ενθαλπία (h): Η ενθαλπία ενός συστήματος αντιστοιχεί σε όλη την ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στο σύστημα με διάφορες μορφές (π.χ. αισθητή και λανθάνουσα θερμότητα). Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

Παράδειγμα Υπολογισμού Ενθαλπίας (h) Περίπτωση θερμοκηπίου με δροσισμό με τεχνητή ομίχλη. Αέρας με Τ= 40 °C και RH = 40%. –Αισθητή ενέργεια ξηρού αέρα (kJ/kg): H ξ = 1.006*Τ –Αισθητή ενέργεια υδρατμών (kJ/kg): Η αισθ,υδ = 4.187*T*w u –Λανθάνουσα ενέργεια υδρατμών (kJ/kg) : Η λανθ,υδ = ( *T)*w u θεωρούμε ότι: h = Η ξ + Η αισθ,υδ + Η λανθ,υδ Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

Επομένως: Αισθητή ενέργεια ξηρού αέρα H ξ : H ξ = 1.006*Τ => H ξ = 1.006*40 => H ξ = kJ/kg Υπολογίζω την απόλυτη υγρασία w u : w u = *RH*e (T/17) => w u = *40*e (40/17) => w u = kg/kg Αισθητή ενέργεια υδρατμών Η αισθ,υδ : Η αισθ,υδ = 4.187*T*w u => Η αισθ,υδ = 4.187*40* => Η αισθ,υδ = 3.24 kJ/kg Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

Επομένως: Λανθάνουσα ενέργεια υδρατμών Η λανθ,υδ : Η λανθ,υδ = ( *T)*w u => Η λανθ,υδ = ( *40)* => Η λανθ,υδ = kJ/kg Ενθαλπία h : h = Η ξ + Η αισθ,υδ + Η λανθ,υδ => h = => h = kJ/kg Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

Γενικές πληροφορίες Ειδικός όγκος (V ειδ ): Ονομάζεται ο όγκος που καταλαμβάνει ο υγρός αέρας ανά kg ξηρού αέρα. p = kPa στην επιφάνεια της θάλασσας Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

Παροχή Αερισμού RSo*t*(1-a) – U (Ti – To) q = hi – ho όπου: q: ο απαιτούμενος αερισμός (kg s -1 m -2 ) RSο: η ηλιακή ακτινοβολία έξω από το θερμοκήπιο (W m -2 ) t : η διαπερατότητα του θερμοκηπίου (1-α): ο λόγος της ηλιακής ενέργειας που χρησιμοποιείται για τη θέρμανση του αέρα του θερμοκηπίου U: ο ολικός συντελεστής απωλειών θερμότητας του θερμοκηπίου (W ºC -1 m -2 εδάφους) hi και ho: η ενθαλπία του εσωτερικού και εξωτερικού αέρα του θερμοκηπίου (J kg -1 ) Ti και To: η θερμοκρασία του αέρα μέσα και έξω από το θερμοκήπιο (ºC) Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

Παροχή Νερού Η απαιτούμενη ποσότητα νερού (m w ) που πρέπει να διοχετευθεί στην ατμόσφαιρα του θερμοκηπίου: m w = q (w u,i – w u,o ) όπου: wu,i και wu,o η απόλυτη υγρασία του αέρα μέσα και έξω από το θερμοκήπιο [w u = * RH* e(T/17)] m w = m tr + m fog (kg s -1 m -2 ) όπου: m tr ο ρυθμός εξατμισοδιαπνοής στο θερμοκήπιο και m fog ο ρυθμός παροχής νερού από το σύστημα τεχνητής ομίχλης m tr = α*t*RS,ο όπου: RSo η ροή της ηλιακής ακτινοβολίας έξω από το θερμοκήπιο (kg m -2 s -1 ) Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Άσκηση Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Για τροποποιημένο τοξωτό θερμοκήπιο με πλάτος 10 m και μήκος 40 m, να υπολογιστεί η απαιτούμενη παροχή αερισμού του θερμοκηπίου και η παροχή νερού από το σύστημα τεχνητής ομίχλης προκειμένου να επιτευχθεί στο χώρο του θερμοκηπίου θερμοκρασία 27ºC και σχετική υγρασία 70%. Δίνονται: εξωτερική θερμοκρασία αέρα = 35ºC και σχετική υγρασία = 30%. Ο συντελεστής α έχει τιμή 0.7, ο συντελεστής t έχει τιμή 0.4 και ο συντελεστής U έχει τιμή 5 W ºC -1 m -2, ενώ η ηλιακή ακτινοβολία έξω από το θερμοκήπιο έχει ένταση 900 W m -2. Παράδειγμα 10m 40m40m Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Θέμα Θεωρία Επίλυση Συζήτηση Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

Εισαγωγή Συζήτηση Θέμα Θεωρία Άσκηση Επίλυση Η παροχή αερισμού δίνεται από τη σχέση: q = [RSo*t*(1-a) – U (Ti – To)]/(hi – ho) => q= 148/(hi – ho) (A) Υπολογισμός ενθαλπίας hi: hi = 1.006* Ti * Ti* wu,i + ( * Ti)* wu,i (B) Υπολογισμός απόλυτης υγρασίας wu,i : wu,i = * RHi*e(Ti/17) => wu,i = kg/kg άρα (Β)=> hi = kJ/kg Ομοίως για ho και wu,o => ho = kJ/kg & wu,o = kg/kg Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

Εισαγωγή Συζήτηση Θέμα Θεωρία Άσκηση Επίλυση (Α)=> q = kg s -1 m -2 ή q = *(10m*40m) kg s-1 => q = kg/s Ο ειδικός όγκος του εισερχόμενου αέρα: m 3 /kg => q = * = m 3 /s Η συνολική παροχή αέρα στο θερμοκήπιο θα είναι: q = m 3 /s = m 3 /h Η απαιτούμενη ποσότητα νερού mw δίνεται από τη σχέση: mw = q*( wu,i - wu,o) => mw = 13.04*( – ) => mw = kg/s Ο ρυθμός διαπνοής της καλλιέργειας είναι: mtr = α*t*RS,ο = 0.7* 0.4* 900/ => mtr = kg s -1 m -2 => mtr = kg/s => η απαιτούμενη ποσότητα νερού που πρέπει να προστεθεί από το σύστημα δροσισμού θα είναι: mfog = mw – mtr => m fog = kg/s = kg/h Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου