محاسبه دقیق سیستم گرمایش گلخانه؛ چند هیتر برای گلخانه شما لازم است؟
پاسخ کوتاه:
برای محاسبه دقیق سیستم گرمایش گلخانه از فرمول Q=U×A×ΔT استفاده می شود. یعنی ضریب انتقال حرارت پوشش، ضربدر مساحت کل سطوح تبادل حرارتی، ضربدر اختلاف دمای داخل و خارج. عدد به دست آمده (وات) را به کیلوکالری بر ساعت تبدیل کرده و در ضریب اطمینان ۱.۵ ضرب می کنیم. بهطور میانگین، برای هر ۱۰۰۰ متر مربع گلخانه با پوشش نایلون، بین ۳ تا ۵ هیتر ۱۰۰ هزار کیلوکالری نیاز است؛ اما عدد دقیق به اقلیم منطقه، نوع پوشش و دمای مطلوب کشت شما بستگی دارد. در ادامه، قدم به قدم و با مثال عددی این محاسبه را انجام می دهیم.
چرا محاسبه دقیق گرمایش گلخانه مهم است؟
انتخاب هیتر کمتر از نیاز، یعنی سرما زدگی محصول در سردترین شب زمستان و از دست رفتن کل سرمایه یک فصل. انتخاب هیتر بیشتر از نیاز هم یعنی هزینه اضافه خرید تجهیزات و مصرف سوخت بالاتر. محاسبه مهندسی بار حرارتی، دقیقاً همان نقطه تعادل را به شما می دهد.
فرمول محاسبه بار حرارتی گلخانه
فرمول پایه محاسبه ظرفیت گرمایشی گلخانه به صورت زیر است:
Q=U×A×ΔT
| نماد | مفهوم | واحد |
| Q | ظرفیت گرمایش مورد نیاز گلخانه | وات W |
| A | مساحت کل سطوح تبادل حرارتی | متر مربع |
| ΔT | اختلاف دمای داخل و خارج گلخانه | درجه سانتی گراد |
ضریب انتقال حرارت (U) برای پوشش های مختلف
| نوع پوشش گلخانه | ضریب U |
| نایلون (پلی اتیلن) تک لایه | ۶ تا ۶.۵ |
| شیشه تک جداره | ۵.۸ تا ۶.۳ |
| نایلون دو لایه بادشده | ۴ تا ۴.۵ |
| پلی کربنات دو جداره | ۳ تا ۳.۵ |
هرچه ضریب U کمتر باشد، اتلاف حرارت کمتر و هزینه گرمایش پایین تر است.
نحوه محاسبه مساحت سطوح تبادل حرارتی A
مساحت کل گلخانه از جمع سه بخش به دست می آید:
۱. مساحت سقف قوسی
مساحت سقف=عرض×۱.۳۷۳×طول
۲. مساحت دو دیواره جانبی
دیواره ها=۲×(طول×ارتفاع)
۳. مساحت جلو و پشت
جلو و پشت=۲×(عرض×ارتفاع)
A=سقف قوسی+دیواره های جانبی+جلو و پشت
مثال عددی: محاسبه گرمایش گلخانه ۱۰۰۰ متری
فرض کنیم یک گلخانه به عرض ۱۰ متر، طول ۱۰۰ متر و ارتفاع دیواره ۴ متر داریم. پوشش، نایلون تکلایه ( U=۶) است. حداقل دمای بیرون در زمستان -۷ و دمای مطلوب داخل +18درجه است؛ پس ΔT=۲۵.
گام اول — محاسبه مساحت ها
گام دوم — محاسبه بار حرارتی:
Q=۶×۲۲۵۳×۲۵=۳۳۷,۹۵۰ وات
گام سوم — تبدیل وات به کیلوکالری بر ساعت:
گام چهارم — اعمال ضریب اطمینان ۱.۵:
برای جبران تلفات پیش بینی نشده، نفوذ هوا از درزها، خطای محاسباتی و شرایط غیرایده آل بهره برداری:
برای هر ۱۰۰۰ متر گلخانه چند بخاری لازم است؟
با ظرفیت نهایی ۴۳۶٬۰۰۰ کیلوکالری در مثال بالا، اگر از هیترهای جت گلخانه ای با ظرفیت ۱۰۰٬۰۰۰ کیلوکالری استفاده کنید:
جدول تعداد هیتر برای هر ۱۰۰۰ متر بر اساس اقلیم
| اقلیم منطقه | حداقل دمای بیرون | تعداد هیتر ۱۰۰ هزار کیلوکالری |
| معتدل (شمال، جنوب) | ۰ تا ۵+ | ۲ تا ۳ دستگاه |
| نیمه سرد (مرکزی) | ۵- تا ۰ | ۳ تا ۴ دستگاه |
| سرد (تهران، اصفهان) | ۱۰- تا ۵- | ۴ تا ۵ دستگاه |
| بسیار سرد (همدان، اردبیل) | ۱۲- و پایینتر | ۵ تا ۶ دستگاه |
نکته مهم: بهتر است به جای یک هیتر بزرگ، از چند هیتر کوچک تر با پخش یکنواخت در طول گلخانه استفاده کنید. با استفاده از این روش، توزیع دما یکنواخت شده و در صورت خرابی یک دستگاه، کل گلخانه در خطر قرار نخواهد گرفت.
عوامل مؤثر بر تعداد هیتر
نوع پوشش گلخانه
پوشش نایلون دولایه تا ۳۰٪ و پلی کربنات تا ۵۰٪ نیاز گرمایشی را نسبت به نایلون تک لایه کاهش می دهد.
دمای مطلوب محصول
خیار به دمای شبانه ۱۸ درجه نیاز دارد، اما کاهو با ۱۰ درجه هم رشد می کند؛ پس ΔT و در نتیجه تعداد هیتر برای هر محصول متفاوت است.
باد و نفوذ هوا
مناطق بادخیز اتلاف حرارت بیشتری دارند و ضریب اطمینان ۱.۵ دقیقاً برای همین شرایط در نظر گرفته می شود.
سوالات متداول
برای گلخانه ۱۰۰۰ متری چند هیتر لازم است؟
به طور میانگین ۳ تا ۵ هیتر ۱۰۰ هزار کیلوکالری؛ عدد دقیق به اقلیم منطقه، نوع پوشش و دمای مطلوب کشت بستگی دارد. توصیه می شود برای محاسبه دقیق از فرمول Q=U×A×ΔT استفاده شود.
چرا ظرفیت محاسبه شده را در ۱.۵ ضرب می کنیم؟
برای جبران تلفات پیش بینی نشده، نفوذ هوا از درزها، افت راندمان هیتر و سردترین شب های غیرعادی سال. بدون ضریب اطمینان، ریسک سرمازدگی محصول بالا می رود.
آیا پوشش دو لایه واقعاً در هزینه گرمایش صرفه جویی می کند؟
بله؛ ضریب U نایلون دولایه حدود ۴ در مقابل ۶ برای تک لایه است، یعنی حدود ۳۰٪ کاهش مصرف سوخت که هزینه پوشش را در یکی دو فصل جبران می کند.
بهتر است یک هیتر بزرگ بخریم یا چند هیتر کوچک؟
چند هیتر کوچک تر؛ هم توزیع گرما یکنواخت تر است و هم در صورت خرابی یک دستگاه، بقیه گلخانه را از سرمازدگی نجات می دهند.
