گرمایش گلخانه با دیگ بخار و آب گرم مزیت ها و معایب

مزایا و معایب گرم کردن گلخانه با دیگ بخار

یکی از ضروری ترین فاکتورها در مدیریت گلخانه، تأمین سیستم گرمایشی مناسب برای محصولات می باشد. از جمله مهم ترین ویژگی های یک سیستم گرمایشی استاندارد برای گلخانه، می توان به قابلیت تأمین دمای بهینه در سردترین شب های سال و همچنین توزیع یکنواخت گرما در تمام بخش های گلخانه، اشاره نمود.

منابع حرارتی مورد استفاده در گلخانه، در حالت کلی به دو دسته مرکزی و موضعی تقسیم می شوند. سیستم حرارتی موضعی شامل انواع هیترهای تراکمی و هیترهای کنوکسیونی (همرفتی) می باشد. اما در این مقاله از اندیشه سبز ، موضوع بحث ما گرمایش گلخانه با استفاده از سیستم حرارت مرکزی (دیگ بخار یا آب گرم) و مزایا و معایب آن می باشد.

نحوه گرمایش گلخانه با دیگ بخار و آب گرم

در سیستم حرارت مرکزی، از یک یا چند دیگ (بویلر) که در یک موتورخانه مرکزی واقع شده اند، برای گرم کردن تمام گلخانه های موجود در یک محوطه، استفاده می شود. سیستم حرارت مرکزی، از سه بخش عمده تجهیزات موتورخانه ای، سیستم انتقال بخار یا آب گرم و سیستم توزیع گرما در گلخانه، تشکیل شده است.

دیگ که معمولاً فولادی یا چدنی می باشد، مخزنی تحت فشار است که آب گرم یا بخار تولید می کند. ظرفیت و تعداد دیگ های مورد استفاده، باید متناسب با مساحت گلخانه باشد. در این سیستم حرارتی، برای توزیع گرما در بخش های مختلف گلخانه، از لوله های قرار داده شده بر روی زمین، تعبیه شده در زیر خاک یا همان گرمایش از کف، سیستم لوله کشی در امتداد دیوارها و یا یونیت هیترها استفاده می شود.

جهت آموزش کامل و جامع نحوه عملکرد یونیت هیتر و تمامی مزایا و معایب آن، توصیه می کنیم، مقاله گرمایش گلخانه با یونیت هیتر را مطالعه نمایید.

دیگ بخار یا آب گرم، معمولاً بصورت گازسوز یا گازوئیل سوز طراحی می شود و در هر دو نوع، میزان احتراق و همچنین تبادل گرمایی گازهای ناشی از احتراق با آب موجود در دیگ، توسط کنترل کننده هایی که در سیستم تعبیه شده اند، تنظیم می شود. برای درک بهتر این موضوع، در ادامه، به ذکر جزئیات و بخش های مختلف دیگ بخار و آب گرم خواهیم پرداخت.

الف. گرمایش گلخانه با دیگ آب گرم:

مبنای این روش، بر این اصل استوار است که اگر دمای یک گرم آب، به اندازه یک درجه سانتیگراد کاهش پیدا کند، یک کالری گرما آزاد خواهد نمود. در این روش، دیگ، آب را داغ می کند. سپس الکتروموتورهای مخصوص، آب گرم را به گلخانه منتقل می کنند. برای انتشار آب گرم در بخش های مختلف گلخانه، از چندین رشته لوله ساده یا مارپیچ از جنس گالوانیزه یا پلی اتیلن، استفاده می گردد. نهایتاً آبی که در اثر انتقال گرما به محیط گلخانه سرد شده، وارد یک لوله اصلی شده و برای گرمایش مجدد، داخل دیگ حرارتی باز می گردد.

اجزاء دیگ آب داغ یا آب گرم

پمپ های تغذیه: جهت افزایش فشار آب و همچنین تأمین آب برای دیگ در صورت نیاز

لوله تغذیه آب: انتقال آب به مخزن دیگ

شیر یکطرفه: ممانعت از ورود آب پمپ

اکونومایزر: که وظیفه آن، ممانعت از خروج حرارت به خارج از دیگ می باشد.

مشعل: جهت ایجاد احتراق

کوره: جهت تأمین و انتقال حرارت معینی به آب

پیش گرمکن: این بخش، حرارت باقیمانده از گازهای احتراق را جذب می کند.

شیرهای اطمینان: این شیرها، جهت کاهش فشار در مواقعی که فشار بصورت ناگهانی افزایش می یابد، در این سیستم تعبیه شده اند.

مزایا و معایب گرمایش با دیگ آب گرم در مقایسه با دیگ بخار

از آنجائیکه آب در مقایسه با بخار، کندتر گرم یا سرد می شود، بنابراین در صورت خرابی دستگاه، دمای گلخانه فوراً کاهش پیدا نمی کند و شما تا حدی فرصت برای تعمیر و رفع مشکل سیستم، خواهید داشت.

در این روش، حجم آب بیشتری در مقایسه با روش بخار آب، استفاده می شود.

در مقایسه با روش گرمایش با بخار داغ، به لوله کشی بیشتری نیاز است و در مقابل، گرمای تولید شده هم کمتر می باشد.

آب برای به جریان درآمدن به پمپ نیاز دارد.

نکات ضروری در انتخاب دیگ آب گرم

دیگ مورد استفاده در این روش، بایستی علاوه بر آب گرم، قادر به تولید بخار آب نیز باشد. از آنجائیکه تمام دیگ ها، برای تولید بخار مناسب نمی باشند، بنابراین باید به هنگام خرید بویلر، حتماً این نکته را مد نظر قرار دهید. معمولاً در فصل های بهار، تابستان یا پاییز، یعنی زمانی که سیستم های گرمایشی در گلخانه خاموش هستند، با استفاده از دیگ، بخار تولید نموده و از این بخار برای ضدعفونی خاک و ظروف کاشت محصولات، استفاده می کنند.

در حالت کلی دو نوع دیگ (چه آب گرم و چه بخار) وجود دارد:

یک. دیگ های فایرتیوپ یا لوله آتشین: که در آن هوای گرم در داخل لوله ها فشرده شده، آب اطراف لوله ها را به درجه حرارت مورد نظر می رساند.

دو. دیگ های واترتیوپ یا لوله آبی: که در آن در داخل لوله ها آب جریان داشته و با حرکت گرما در اطراف لوله ها، دمای آب افزایش می یابد.

هریک از بویلرهای مذکور، دارای مزایای خاصی می باشند. به همین دلیل بهتر است کارآفرینان محترم، در زمینه انتخاب بویلر مناسب از افراد متخصص و مجرب، مشورت بگیرند.

ب. گرمایش گلخانه با دیگ بخار:

مبنای این روش، بر این اصل استوار است که با تبدیل یک گرم بخار آب جوش 100 درجه سانتیگراد، به یک گرم آب جوش 100 درجه سانتیگراد، 504 کالری، گرما آزاد شده و پس از آن، به ازای هر یک درجه سانتیگراد کاهش دمای آب، 252 کالری انرژی آزاد می شود.

اصول کلی گرمایش گلخانه با دیگ بخار و آب گرم یکسان است. در این متد، دیگ بخار، دمای آب را به 100 درجه سانتیگراد یا بیشتر، می رساند و آن را تبدیل به بخار می کند. در مرحله بعد، بخار آب با فشار وارد لوله ها شده در گلخانه توزیع می شود. در حقیقت بخار تولیدی در این روش، از طریق لوله ها، از مناطقی با فشار بالا به مناطقی با فشار پایین فرستاده می شود و بر خلاف روش آب گرم، به یک منبع انرژی خارجی مانند پمپ برای جابجایی بخار داغ، نیاز نمی باشد. در نهایت بخاری که سرد شده، جهت گرمایش مجدد، از طریق پمپ به دیگ باز گردانده می شود.

اجزاء تشکیل دهنده دیگ بخار

دیگ های بخار دارای اجزاء مختلفی هستند، که از مهم ترین آنان می توان به موارد ذیل اشاره نمود.

اجزاء اصلی:

بدنه دیگ: در بردارنده تجهیزات بویلر بوده و جهت تحمل فشار بخار، معمولاً از فولاد یا چدن، ساخته می شود.

مشعل: تبدیل کننده سوخت به انرژی حرارتی

تابلو برق: تابلو برق، وظیفه انتقال دستورات به قطعات و اجزاء دیگ بخار را بر عهده دارد. همچنین در صورت بروز مشکل و هرگونه خطایی در دیگ، تابلو برق آن را نشان داده و هشدار می دهد.

پمپ آب: وقتی آب در دیگ تبدیل به بخار شده و سطح آن کاهش می یابد، پمپ آب مورد نیاز برای دیگ را جبران و تأمین می کند.

اجزاء و تجهیزات کنترل کننده:

لوله کنترل کننده بخار: زمانی که سطح آب دیگ بخار از حد استاندارد، کمتر می شود، لوله کنترل کننده مشعل را خاموش نموده و از طرفی، به پمپ دستور می دهد که آب مورد نیاز را به دیگ منتقل نماید.

آب نما: این بخش، سطح آب داخل دیگ را نمایش می دهد.

کنترلر دما: در صورتیکه دما بیش از حد مجاز افزایش یابد، با قطع تغذیه سوخت، مانع از افزایش دمای آب دیگ شده و اجازه نمی دهد دمای آب خروجی بیشتر از حد مجاز شود.

کنترل کننده فشار: از بویلر در مقابل فشار زیاد، محافظت می کند. در واقع این بخش، فشار سوخت را کنترل می کند، به نحوی که بیش از حد مجاز نباشد. همچنین در صورتیکه فشار سوخت کمتر از سطح مجاز باشد، منبع تغذیه را قطع می کند.

فشار سنج: جهت نمایش فشار دیگ بخار

شیر فشارشکن: جهت کاهش بخار به مقدار مناسب و ثابت

شیر تخلیه: برای تخلیه آب داخل لوله و جلوگیری از رسوب گرفتن دیگ

مزایا و معایب گرمایش با دیگ بخار در مقایسه با دیگ آب گرم

این روش، به لوله کشی کمتری نیاز دارد و سرمایه لازم جهت نصب سیستم لوله کشی و تأمین سایر هزینه ها نیز، کمتر می باشد.

حجم آب مصرفی در این روش، کمتر و میزان گرمای تولیدی بیشتر بوده، در عین حال به دیگ بخار کوچکتری نیاز می باشد.

از آنجائیکه بخار در مقایسه با آب گرم سریع تر خنک می شود، در صورت خرابی دستگاه، لوله ها سریعاً سرد شده و با افت دمای ناگهانی در گلخانه مواجه خواهید شد.

احتیاج به مراقبت بیشتری، در مقایسه با روش آب گرم دارد.

گلخانه های قابل گرمایش با دیگ بخار و آب گرم

گلخانه های بزرگ با حداقل مساحت 4000 متر مربع

گلخانه های چند واحدی (یعنی گلخانه هایی که دارای چند واحد گلخانه ای مجزا، در یک محوطه می باشند)

آیا گرمایش گلخانه با دیگ بخار یا آب گرم مقرون به صرفه می باشد؟

برای پاسخ به این سؤال، بایستی در وهله اول مزایا و معایب این سیستم گرمایشی را بدانیم. در بخش های فوق به مقایسه متد گرمایش با دیگ بخار و آب گرم پرداختیم. اما در این بخش، می خواهیم ببینیم که آیا گرمایش گلخانه با تولید حرارت در موتورخانه مرکزی، مناسب است یا خیر.

مزایای گرمایش گلخانه با دیگ بخار یا آب گرم

از جمله مزایای این روش، می توان به تولید گرمای کاملاً پاک اشاره نمود. از آنجائیکه عمل احتراق در فضایی جداگانه از گلخانه صورت پذیرفته و فقط گرمای تولیدی به داخل راه می یابد، بنابراین محصولات در معرض هیچ نوع گاز آلاینده ای همچون مونواکسیدکربن و … قرار نمی گیرند.

دمای خاک، یکی از مهم ترین عوامل در رشد و نمو محصولات کشاورزی می باشد. در این روش، لوله هایی که در زیر بستر، روی زمین و یا دیوارهای گلخانه تعبیه می شوند، در نزدیکی خاک قرار دارند، در نتیجه دمای خاک بویژه در شب های سرد زمستان در حد مطلوبی حفظ می شود.

از طرفی، همانطور که می دانیم همواره هوای گرم به دلیل چگالی پایین به سمت بالا کشیده می شود و بالعکس هوای سرد در پایین باقی می ماند. در این روش، چون لوله های گرم کننده در ارتفاعات پایین نصب می شوند، به همین دلیل، گرمایش از ارتفاعات نزدیک به کف گلخانه شروع می شود و ابتدا هوای سرد پایین گلخانه گرم شده و سپس به سمت بالا می رود. در نتیجه هیچ نوع هوای سردی در سالن نخواهیم داشت. این ویژگی به توزیع یکنواخت گرما در کل فضای گلخانه، کمک شایانی می کند.

معایب گرمایش گلخانه با دیگ بخار یا آب گرم

اجرای سیستم حرارت مرکزی در یک گلخانه، نیازمند سرمایه گذاری بر روی تجهیزات مختلفی اعم از دیگ بخار، مشعل، لوله های انتقال دهنده سیال، لوله های توزیع کننده حرارت، پمپ و سایر اجزای تشکیل دهنده این سیستم می باشد. به همین دلیل برای گرمایش گلخانه با دیگ بخار یا آب گرم، باید سرمایه اولیه بالایی را کنار بگذارید.

برای اجرای این سیستم گرمایشی، نیاز به نیروهای متخصص و مجرب خواهید داشت.

از طرفی به دلیل هزینه های اولیه بالا، اجرای این سیستم فقط در گلخانه هایی با مساحت 4000 متر مربع و بیشتر، مقرون به صرفه می باشد.

در این روش، در مسیر انتقال سیال (بخار یا آب گرم) از موتورخانه مرکزی به گلخانه، مقداری گرما تلف می شود، که این مساوی است با اتلاف سوخت و هزینه بیشتر.

نگهداری از این سیستم نیاز به تخصص دارد.

از آنجائیکه گرمای مورد نیاز تمام بخش ها و واحدهای گلخانه توسط یک موتورخانه مرکزی، تأمین می شود، در صورت بروز مشکل در موتورخانه، تمامی بخش ها تحت تأثیر قرار خواهند گرفت.

همچنین، از آنجائیکه آب به کندی گرم و سرد می شود، بنابراین، فرایند آغاز به کار بویلر تا گرم شدن کامل تمام لوله ها به یک بازه زمانی چند ساعته، احتیاج خواهد داشت.

در این روش، باید فضایی جداگانه را به تجهیزات موتورخانه مرکزی اختصاص دهید.

از طرفی امکان نشتی از لوله ها را نیز نباید نادیده گرفت.

بنابراین با توجه به مطالب فوق، می توان گفت، اجرای سیستم دیگ بخار و آب گرم فقط در فضاهای بزرگ و در صورتیکه از سرمایه اولیه بالایی برخوردار هستید، می تواند گزینه مناسبی برای گرمایش گلخانه باشد. در غیر اینصورت، می توانید از طریق هیترهای مخصوص گلخانه، دمای مورد نیاز محصولات را فراهم سازید.

اندیشه سبز، تولید کننده انواع هیترهای گلخانه ای تمام اتومات، با راندمان حرارتی بالا، فن پرقدرت، قابلیت توزیع یکنواخت گرما در سالن، بدنه و قطعات ضد زنگ و مقاوم، لایه های امنیتی ضد حریق، قابلیت تولید گرمای پاک و … می باشد. از جمله نمونه های پرفروش این گروه، می توان به هیتر آرارات و سوپر آرارات اشاره نمود. لازم به ذکر است که هیترهای گلخانه ای تولید شده در گروه صنعتی اندیشه سبز، همراه با دو سال گارانتی بی قید و شرط و ده سال خدمات پس از فروش، به کارآفرینان گرامی ارائه می شوند.

سخن پایانی

استفاده از تجهیزات حرارتی مناسب، جهت تأمین گرمایش گلخانه، در ایام سرد سال، امری ضروری و اجتناب ناپذیر است. قبل از اقدام به خرید و اجرای هر نوع سیستم حرارتی در گلخانه، باید معیارهایی همچون مساحت گلخانه و نوع پوشش آن، شرایط اقلیمی منطقه، هدررفت گرما، هزینه سوخت، سرمایه اولیه و … را مد نظر قرار دهید.

از همراهی شما تا بخش پایانی این مطلب، بی نهایت سپاسگزاریم. کارآفرینان گرامی، می توانند اطلاعات و راهنمایی های بیشتر در ارتباط با تجهیزات گرمایشی گلخانه و شیوه اجرا و پیاده سازی آنها را، از طریق تماس با کارشناسان اندیشه سبز، دریافت نمایند.