“Δροσισμός Θερμοκηπίων (Α)” Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου Διδάσκων - Γεώργιος Δημόκας.

Παρουσίαση με θέμα: "“Δροσισμός Θερμοκηπίων (Α)” Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου Διδάσκων - Γεώργιος Δημόκας."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

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

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

3 Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία O εξαερισμός του θερμοκηπίου, ακόμη και όταν εξασφαλίζεται με δυναμικά μέσα, αδυνατεί να μειώσει τη θερμοκρασία σε επίπεδο μικρότερο από την εξωτερική θερμοκρασία. Ανεξάρτητα αυτού, οι πολύ υψηλές ταχύτητες του αέρα μέσα στο θερμοκήπιο, για τη μείωση της θερμοκρασίας του χώρου, έχουν ως αποτέλεσμα την υπερβολικά μεγάλη αύξηση της διαπνοής, με αρνητικά αποτελέσματα για την ανάπτυξη των φυτών. Δροσισμός των θερμοκηπίων Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

4 Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Η ψύξη του εμπορικού θερμοκηπίου με τα συνήθη ψυκτικά μηχανήματα (freon κλπ.) που χρησιμοποιούνται στις αποθήκες-ψυγεία αποκλείεται, λόγω των μεγάλων ποσοτήτων θερμότητας που θα πρέπει να απομακρυνθούν από το θερμοκήπιο και της πρόσθετης εγκατάστασης που θα πρέπει να τοποθετηθεί για την αποφυγή της αφύγρανσης του αέρα (που συμβαίνει συνήθως με αυτά τα συστήματα), απαιτούνται πολύ μεγάλες εγκαταστάσεις και επομένως μεγάλο κόστος εγκατάστασης, αλλά και μεγάλο κόστος λειτουργίας και συντήρησης. Δροσισμός των θερμοκηπίων Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

5 Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Ένας απλός τρόπος για τη μείωση της θερμοκρασίας και ταυτόχρονα την αύξηση της υγρασίας του χώρου, είναι η εξάτμιση νερού στο χώρο του θερμοκηπίου και η μετατροπή έτσι ενός μεγάλου μέρους της αισθητής θερμότητας του αέρα σε λανθάνουσα. Ορισμοί: 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 Δροσισμός των θερμοκηπίων Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

6 Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Ο ατμοσφαιρικός αέρας περιέχει υδρατμούς-Η 2 Ο(g) σε ποσοστό 0-3% Το Η 2 Ο(g) του αέρα μπορεί να συμπυκνώνεται όταν μειώνεται η θερμοκρασία του αέρα Το Η 2 Ο που προκύπτει από τη συμπύκνωση μπορεί να εξατμίζεται όταν αυξάνεται η θερμοκρασία του αέρα => Εξάτμιση νερού στο χώρο του θερμοκηπίου και μετατροπή έτσι μεγάλου ποσοστού της αισθητής θερμότητας σε λανθάνουσα => όχι άνοδο της θερμοκρασίας αλλά αύξηση της περιεκτικότητας σε υδρατμούς του αέρα Δροσισμός των θερμοκηπίων Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

7 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

8 Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Δροσισμός των θερμοκηπίων Υγρή Παρειά Εξαεριστήρας Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

9 Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Δροσισμός των θερμοκηπίων Μικρά Συστήματα Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

10 Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Δροσισμός των θερμοκηπίων Κίνηση του αέρα Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

11 Απαιτείται προσοχή, ώστε το τοίχωμα να υγραίνεται ομοιόμορφα σ' όλη του την επιφάνεια. Είναι γνωστό ότι, εάν η βρεχόμενη επιφάνεια έχει μια ζώνη κακής λειτουργίας πλάτους Α m, θα έχουμε ένα κώνο στο χώρο του θερμοκηπίου, μήκους 8*Α m περίπου, που δεν θα ψύχεται. Έτσι θα πρέπει με προσοχή να αποφευχθούν στεγνές επιφάνειες ή οπές στο υγρό τοίχωμα. Θα πρέπει να αναφέρουμε ότι με τη χρήση χαλαρώνει η συνοχή των υγρών τοιχωμάτων, επίσης φράσσονται και αχρηστεύονται τμήματα της επιφάνειας από τα άλατα που περιέχει το εξατμιζόμενο νερό. Δροσισμός με ανεμιστήρα και βρεγμένη παρειά Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

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

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

14 Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Καθαρισμός του συστήματος Αύξηση Πίεσης Μείωση της ταχύτητας του αέρα Μείωση της απόδοσης του συστήματος άρα θερμοκρασίας Αύξηση κόστους Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

15 Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Καθαρισμός του συστήματος Το πρόβλημα μεγαλώνει Όταν αρχίζει η διαβροχή του συστήματος Μειώνεται η διάρκεια ζωής του συστήματος Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

16 Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Επιλογή του κατάλληλου συστήματος Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

17 Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Επιλογή του κατάλληλου συστήματος Η γωνία Δεν είναι πάντα 45 ο μοίρες Συνέπεια μείωση στην απόδοση Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

18 Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Ο ρόλος του νερού Άλατα Ph: 6.5 – 8.5 Αλκαλικότητα (CaCO 3 ): 20 – 150 mg/l Στερεά υλικά: 5 mg/l Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

19 Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Αποδοτικότητα συστήματος Μειωμένης απόδοσηςΠολύς καλής απόδοσης Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

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

21 Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Ο βαθμός ψύξης εξαρτάται από τη διαφορά ξηρού και υγρού θερμομέτρου. Η ελάχιστη θερμοκρασία που μπορεί να αποκτήσει ο αέρας, σε ιδανικές συνθήκες, είναι αυτή του υγρού θερμομέτρου. Ψύξη Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

22

23 Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Επομένως: η ψύξη είναι πιο αποτελεσματική σε περιοχές όπου επικρατεί χαμηλή σχετική υγρασία δεν είναι δυνατή η ψύξη όπου επικρατεί υπερβολικά υψηλή σχετική υγρασία Ψύξη Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

24 Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Δροσισμός με ανεμιστήρα και βρεγμένη παρειά Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

25 Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Η απόσταση μεταξύ βρεγμένης παρειάς και ανεμιστήρων πρέπει να είναι μεταξύ 30-60 m Η απόσταση μεταξύ των ανεμιστήρων δεν πρέπει να ξεπερνά τα 6.5 m Οι ανεμιστήρες μπαίνουν στην αντίθετη πλευρά από την οποία έρχεται ο επικρατέστερος άνεμος της περιοχής, διαφορετικά θα πρέπει να αυξηθεί η απαιτούμενη ισχύς τους κατά 10%. Δεν θα πρέπει να υπάρχουν εμπόδια εξωτερικά, μπροστά από τους ανεμιστήρες σε απόσταση μικρότερη μιας απόστασης 1.5 φορές τη διάμετρο του ανεμιστήρα. Δροσισμός με ανεμιστήρα και βρεγμένη παρειά Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

26 Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Το θερμοκήπιο θα πρέπει να είναι αεροστεγές και κατά τη λειτουργία του συστήματος να μην υπάρχει άλλο άνοιγμα για είσοδο αέρα εκτός από το τοίχωμα με την βρεγμένη παρειά. Η πυκνότητα των οπών θα πρέπει να είναι τέτοια έτσι ώστε να εξασφαλίζεται τουλάχιστον 80% εξάτμιση με ταχύτητα ανέμου 0.8 m s -1. Η μέγιστη ταχύτητα του ανέμου στο υγρό τοίχωμα δεν πρέπει να ξεπερνά τα 1.5 m/s Η συνολική επιφάνεια του βρεγμένου τοιχώματος θα πρέπει να είναι ίση με τη συνολική παροχή αέρα (m 3 /s) προς την ταχύτητα του αέρα στην παρειά (π.χ. 1.3 m/s) Δροσισμός με ανεμιστήρα και βρεγμένη παρειά Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

27 Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Διαστασιολόγηση του συστήματος Παροχή αερισμού από τους ανεμιστήρες Αριθμός των ανεμιστήρων Επιφάνεια του υγρού τοιχώματος Παροχή νερού στο υγρό τοίχωμα για εξάτμιση Δροσισμός με ανεμιστήρα και βρεγμένη παρειά Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

28 Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Δροσισμός με ανεμιστήρα και βρεγμένη παρειά Παροχή Αέρα Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

29 Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Δροσισμός με ανεμιστήρα και βρεγμένη παρειά Παροχή Νερού Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

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

31 Εισαγωγή Άσκηση Επίλυση Συζήτηση Θέμα Θεωρία Για τροποποιημένο τοξωτό θερμοκήπιο με πλάτος 10 m και μήκος 40 m, να υπολογιστεί η απαιτούμενη παροχή αέρα και ο αριθμός των ανεμιστήρων, η παροχή νερού στο βρεγμένο τοίχωμα και η επιφάνεια του βρεγμένου τοιχώματος. Η εξωτερική θερμοκρασία είναι 40 ºC και η σχετική υγρασία 40%. Παράδειγμα 10m 40m40m Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

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

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

34 Εισαγωγή Συζήτηση Θέμα Θεωρία Άσκηση Επίλυση 1) Από το Διάγραμμα 1, για θερμοκρασία 40 ºC και σχετική υγρασία 40%, η απαιτούμενη παροχή αέρα είναι: 470 m 3 m -2 h -1 Η συνολική παροχή για το θερμοκήπιο είναι: 470*(40*10) = 188 000 m 3 h -1 = 52.2 m 3 s -1 2) Αριθμός ανεμιστήρων: -Πού θα τοποθετηθούν οι ανεμιστήρες? -Πόσοι χρειάζονται? => 3 ανεμιστήρες (με παροχή 17.4 m 3 h -1 ο κάθε ένας) Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου

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

36 Εισαγωγή Συζήτηση Θέμα Θεωρία Άσκηση Επίλυση 3) Η απαιτούμενη επιφάνεια του υγρού τοιχώματος ώστε η ταχύτητα του αέρα που θα περνά από αυτό να είναι ≈ 1.3 m s -1 : 52.2 m 3 s -1 / 1.3 m s -1 = 40.15 m 2 Έλεγχος!!! Πλάτος θερμοκηπίου = 10 m & το υγρό τοίχωμα θα καλύπτει ολόκληρο το πλάτος του θερμοκηπίου => Το ύψος της επιφάνειας του υγρού τοιχώματος ≈ 4 m (Περιορισμό σε αυτή την περίπτωση αποτελεί το μέγιστο ύψος του ορθοστάτη του θερμοκηπίου) 4) Η απαιτούμενη παροχή νερού (από το Διάγραμμα 2) είναι: 2.5 kg m -2 h -1 Η συνολική παροχή για το θερμοκήπιο θα είναι: 2.5*(40*10) = 1 000 kg h -1 Εργαστήριο – Γεωργικές Κατασκευές TEI Πελοποννήσου