Δυναμικός Αερισμός Θερμοκηπίων

Παρουσίαση με θέμα: "Δυναμικός Αερισμός Θερμοκηπίων"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Δυναμικός Αερισμός Θερμοκηπίων
Τ.Ε.Ι. ΛΑΡΙΣΑΣ Σ.ΤΕ.Γ Τμήμα Γεωργικών Μηχανών και Αρδεύσεων Μάθημα: Έλεγχος Περιβάλλοντος Αγροτικών Εγκαταστάσεων Διδάσκων: Δρ. Ν. Κατσούλας

2 Δυναμικός Αερισμός Σε θερμές περιοχές, όταν η ηλιακή ακτινοβολία είναι υψηλή, για να επιτευχθεί μια διαφορά θερμοκρασιών μέσα-έξω 6°C (Τ εσωτερική - Τ εξωτερική = 6°C) απαιτούνται περίπου 60 αλλαγές του αέρα την ώρα. Για να επιτευχθούν οι αλλαγές αυτές απαιτείται να επικρατούν αρκετά υψηλές ταχύτητες ανέμου, ή να χρησιμοποιηθούν μηχανικά μέσα ανανέωσης του αέρα.

3 Δυναμικός Αερισμός Με εξαεριστήρες ικανοποιητικής παροχής, η θερμοκρασία του περιβάλλοντος του θερμοκηπίου μπορεί εύκολα να κρατηθεί 3°C έως 6°C πάνω από τη θερμοκρασία του εξωτερικού αέρα. Η χρησιμοποίηση όμως του δυναμικού εξαερισμού, σε πολλές περιπτώσεις, αποδεικνύεται αντιοικονομική και μερικές φορές επικίνδυνη.

4 Δυναμικός Αερισμός Σε περιοχές όπου το μεγαλύτερο διάστημα του χρόνου επαρκεί ο παθητικός εξαερισμός, η χρήση του δυναμικού εξαερισμού έχει αποτέλεσμα τη σπατάλη σημαντικής ποσότητας ενέργειας. Σε περιπτώσεις που μια ζημιά στο σύστημα δυναμικού εξαερισμού δεν είναι εύκολο να επισκευασθεί σύντομα (τα θερμοκήπια βρίσκονται συνήθως σε απομακρυσμένες θέσεις), κινδυνεύει να καταστραφεί η παραγωγή τους από μια βλάβη.

5 Δυναμικός Αερισμός Ο εξαερισμός ενός θερμοκηπίου με συνδυασμό δυναμικού και παθητικού συστήματος είναι μια πολύ ακριβή λύση και για να είναι αποδοτική απαιτεί πολλή προσοχή στο σχεδιασμό της, άλλως κινδυνεύει να έχει χειρότερα αποτελέσματα, από την επιλογή μόνο του παθητικού ή μόνο του δυναμικού συστήματος. Ο δυναμικός εξαερισμός χρησιμοποιείται πολύ σε μικρού κόστους θερμοκηπιακές κατασκευές, στις οποίες ή δεν είναι δυνατό να εγκατασταθεί ένα αξιόπιστο σύστημα παθητικού εξαερισμού ή η εγκατάστασή του αυξάνει πολύ το συνολικό κόστος της κατασκευής ή όταν επιδιώκεται η ρύθμιση της θερμοκρασίας του θερμοκηπίου σε χαμηλά επίπεδα, σε περιοχές που τη θερμή περίοδο συνήθως επικρατεί άπνοια

6 Δυναμικός Αερισμός Ο δυναμικός εξαερισμός επιτυγχάνεται με τη χρήση ανεμιστήρων που τοποθετούνται στο τοίχωμα του θερμοκηπίου. Οι ανεμιστήρες αναρροφούν και εξάγουν τον εσωτερικό αέρα, ο οποίος αναπληρώνεται με εξωτερικό αέρα που εισέρχεται μέσω ανοιγμάτων που βρίσκονται στην απέναντι πλευρά. Οπωσδήποτε ο αέρας που εισέρχεται, κατά τη διαδρομή του μέσα στο θερμοκήπιο θερμαίνεται κι έτσι παρατηρείται μια βαθμιαία άνοδος της θερμοκρασίας από την είσοδο μέχρι τους ανεμιστήρες, από όπου εξέρχεται. Η διαφορά αυτή της θερμοκρασίας μπορεί να μειωθεί με την αύξηση της ταχύτητας του αέρα, η οποία όμως όταν είναι μεγάλη θα έχει σημαντική επίπτωση στο κόστος λειτουργίας και τη μεγάλη αύξηση της διαπνοής των φυτών.

7 Δυναμικός Αερισμός Συστήματα δυναμικού αερισμού
Αερισμός υποπίεσης με εξαεριστήρες στη μικρή πλευρά του θερμοκηπίου Αερισμός υποπίεσης με εξαεριστήρες στη μεγάλη πλευρά του θερμοκηπίου Γενικά ένα αποτελεσματικό σύστημα εξαερισμού πρέπει να πληροί τους παρακάτω κανόνες: Έχει ικανοποιητική ισχύ, έτσι που με τη λειτουργία του να αλλάζει τον αέρα του θερμοκηπίου σε τέτοιο βαθμό που να ελαχιστοποιεί την αύξηση της θερμοκρασίας μέσα στο θερμοκήπιο κατά τις ηλιόλουστες και θερμές ώρες. Δημιουργεί ομοιομορφία συνθηκών μέσα σ' όλη την περιοχή καλλιέργειας των φυτών Είναι αυτόματο και απαιτεί όσο το δυνατό μικρότερη συντήρηση Είναι αξιόπιστο και απλό, ώστε να απαιτεί ελάχιστες επεμβάσεις και να μπορεί να συντηρηθεί από το συνηθισμένο εργατικό προσωπικό των θερμοκηπίων. Είναι φθηνό ως προς στην αγορά, την εγκατάσταση και τη λειτουργία

8 Ανεμιστήρες στη μικρή πλευρά του θερμοκηπίου
Δυναμικός Αερισμός Ανεμιστήρες στη μικρή πλευρά του θερμοκηπίου Οι ανεμιστήρες τοποθετούνται στη μικρή πλευρά του θερμοκηπίου, ενώ η είσοδος του αέρα γίνεται από την απέναντι πλευρά. Ο αέρας με τον τρόπο αυτό διατρέχει τη μεγάλη διάσταση του θερμοκηπίου. Συνήθως απαιτούνται περισσότεροι από έναν ανεμιστήρες και οι μισοί να είναι δυο ταχυτήτων, για την εξυπηρέτηση και μικρότερων παροχών. Όταν ο εξωτερικός αέρας είναι σχετικά ψυχρός και απαιτείται περιορισμένος εξαερισμός, λειτουργούν οι μισοί ανεμιστήρες με τη μικρή ταχύτητα. Με τη δημιουργία της υποπίεσης ανοίγει το κάλυμμα των ανοιγμάτων που βρίσκονται Ψηλά στο αέτωμα τ:ης απέναντι πλευράς. Εάν η εσωτερική θερμοκρασία ανέβει περισσότερο σταματούν αυτοί οι εξαεριστήρες και μπαίνουν σε κίνηση οι άλλοι μισοί εξαεριστήρες με πλήρη ταχύτητα. Στη συνέχεια, σε μεγαλύτερες θερμοκρασίες, λειτουργούν και οι πρώτοι εξαεριστήρες στη μικρή ταχύτητα και μετά στη μεγάλη. Επειδή όμως, μετά τη λειτουργία των δεύτερων ανεμιστήρων, το πρώτο άνοιγμα στο αέτωμα δεν επαρκεί πλέον για την είσοδο του αέρα, ανοίγει προοδευτικά και το συνεχόμενο άνοιγμα που βρίσκεται στο μέσον της ίδιας πλευράς του θερμοκηπίου

9 Ανεμιστήρες στη μικρή πλευρά του θερμοκηπίου
Δυναμικός Αερισμός Ανεμιστήρες στη μικρή πλευρά του θερμοκηπίου Η συνολική επιφάνεια των ανοιγμάτων εισόδου του αέρα, στην αντίθετη από τον ανεμιστήρα πλευρά, υπολογίζονται σε 0.05 m2 για κάθε παροχή 10 m3 min-1. Για ομοιομορφία συνθηκών στο χώρο του θερμοκηπίου, τα ανοίγματα εξαερισμού πρέπει να καταλαμβάνουν όλο το πλάτος της πλευράς.

10 Δυναμικός Αερισμός

11 Δυναμικός Αερισμός

12 Δυναμικός Αερισμός

13 Δυναμικός Αερισμός

14 Δυναμικός Αερισμός Καθώς ο αέρας μετακινείται κατά μήκος του θερμοκηπίου, από τα ανοίγματα εισόδου προς τους ανεμιστήρες, γίνεται συνεχώς θερμότερος. Για τον περιορισμό της αύξησης της θερμοκρασίας αυτής κατά μήκος του θερμοκηπίου, θα πρέπει εάν είναι δυνατόν, το μήκος της διαδρομής να περιορίζεται στα 30 έως 40 m, αν και θερμοκήπια με μήκος 80 m έδωσαν αρκετά καλά αποτελέσματα αερισμού, χωρίς ζημιές στα φυτά.

15 Ανεμιστήρες στη μεγάλη πλευρά
Δυναμικός Αερισμός Ανεμιστήρες στη μεγάλη πλευρά Όταν απαιτούνται διαφορετικές θερμοκρασίες κατά μήκος ενός απλού θερμοκηπίου, επιβάλλεται ο εγκάρσιος προς τον άξονα του θερμοκηπίου αερισμός, με εξαεριστήρες διαφορετικής παροχής. Το βασικό πρόβλημα στην περίπτωση αυτή είναι η δυσκολία δημιουργίας ομοιόμορφης ροής.

16 Ανεμιστήρες στη μεγάλη πλευρά
Δυναμικός Αερισμός Ανεμιστήρες στη μεγάλη πλευρά

17 Ανεμιστήρες στη μεγάλη πλευρά
Δυναμικός Αερισμός Ανεμιστήρες στη μεγάλη πλευρά Εάν η απόσταση μεταξύ των εξαεριστήρων είναι πολύ μεγάλη, δημιουργούνται νεκρές ζώνες εξαερισμού μεταξύ των γειτονικών ρευμάτων. Επίσης αν η είσοδος του αέρα είναι υψηλά στην αντίθετη πλευρά και ο αέρας ανακλάται στην οροφή για να βγει στη συνέχεια έξω με τους εξαεριστήρες, δεν επιτυγχάνεται σημαντική μείωση της θερμοκρασίας.

18 Ανεμιστήρες στη μεγάλη πλευρά
Δυναμικός Αερισμός Ανεμιστήρες στη μεγάλη πλευρά Προβληματική είναι επίσης η ανάμιξη του ψυχρού αέρα του χειμώνα με το ζεστό του θερμοκηπίου, πριν να φθάσει στα φυτά. Αυτό μπορεί να διορθωθεί αν τοποθετηθούν κατάλληλα πετάσματα για την κατεύθυνση του αέρα στην είσοδο και στην οροφή του θερμοκηπίου.

19 Ανεμιστήρες στη μεγάλη πλευρά
Δυναμικός Αερισμός Ανεμιστήρες στη μεγάλη πλευρά Ως γενικός κανόνας ισχύει ότι η μεγίστη απόσταση μεταξύ των ανεμιστήρων στην πλευρά να είναι Lmax = 7.50 m. Αυτό για πολλά θερμοκήπια σημαίνει πολλούς εξαεριστήρες μικρής παροχής. Έτσι συχνά δεν απαιτούνται εξαεριστήρες δυο ταχυτήτων, αλλά λειτουργεί μέρος μόνο των εξαεριστήρων όταν δεν απαιτούνται πολλές αλλαγές του αέρα, σ' αυτή την περίπτωση όμως μπορεί να εμφανιστούν προβλήματα νεκρών ζωνών εξαερισμού.

20 Δυναμικός Αερισμός Υπερπίεσης
Χρησιμοποιείται κυρίως όταν δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν τα συστήματα με υποπίεση, διότι υπάρχουν υποχρεωτικά ανοίγματα στο κάλυμμα του θερμοκηπίου. Σε θερμοκήπια μήκους < 30 m, η ανανέωση του αέρα μπορεί να γίνει με την εγκατάσταση ανεμιστήρων εισαγωγής αέρα στα αετώματα των πλευρών.

21 Δυναμικός Αερισμός Υπερπίεσης
Η έξοδος του αέρα γίνεται από πλευρικά ανοίγματα, που είναι εφοδιασμένα με πετάσματα, που ανοίγουν κατά τη λειτουργία των εξαεριστήρων. Με πετάσματα είναι επίσης εφοδιασμένα και τα ανοίγματα εισόδου του αέρα. Συνήθως οι εξαεριστήρες είναι δυο ταχυτήτων και ελέγχεται η λειτουργία τους με θερμοστάτες. Για να μην προκαλούνται στα φυτά ζημιές από τον εισερχόμενο αέρα, η είσοδος εφοδιάζεται με οδηγούς τροχιάς του αέρα που τον κατευθύνουν προς τα επάνω.

22 Δυναμικός Αερισμός Υπερπίεσης
Τα πλεονεκτήματα του συστήματος είναι ότι εξασφαλίζει τον αερισμό ακόμη και όταν οι πόρτες είναι ανοικτές ή όταν υπάρχουν απώλειες αέρα από άλλες θέσεις. Το μειονέκτημα είναι το πολύ περιορισμένο μήκος που πρέπει να έχει το θερμοκήπιο για να έχει καλά αποτελέσματα το σύστημα αερισμού. Επίσης η σωστή λειτουργία του είναι αμφισβητήσιμη σε χαμηλά θερμοκήπια που το ύψος των καλλιεργειών είναι μεγάλο. Για να λειτουργήσει σωστά το σύστημα αυτό, τουλάχιστον το 1/3 του συνολικού όγκου του θερμοκηπίου προς την οροφή πρέπει να είναι κενό φυτών.

23 Δυναμικός Αερισμός Υπερπίεσης
Το σύστημα αυτό παρουσιάζει μια θερμότερη ζώνη στις γωνίες πλησίον των εξαεριστήρων και λιγότερο στις εξόδους. Η ανομοιομορφία αυτή γίνεται κρίσιμη τις θερμές και ηλιόλουστες ώρες. Είναι επίσης σχετικά αναποτελεσματικό όταν συνδέεται το σύστημα αυτό με ένα κοινό σύστημα ψύξης, με υγρό τοίχωμα. Εξ αιτίας των μειονεκτημάτων αυτών, χρησιμοποιείται μόνο σε θερμοκήπια φυτών μικρού ύψους ή σε μικρά θερμοκήπια ερασιτεχνών.

24 Δυναμικός Αερισμός Απαραίτητος ρυθμός αερισμού
(N: εναλλαγές αέρα/ ώρα) RSmax: μέγιστη εξωτερική ηλιακή ακτινοβολία ΔT: επιθυμητή διαφορά θερμοκρασίας (ºC) t: συντελεστής διαπερατότητας του καλύμματος

25 Δυναμικός Αερισμός Επιφάνεια ανοιγμάτων
Για κάθε 10 m3/min που εισέρχονται στο θερμοκήπιο απαιτείται άνοιγμα 0.05 m2.