حرارت خورشیدی

پوشش گلخانه در روز انرژی تابش خورشید را به صورت نور و امواج الکترومغناطیسی( در محدوده طول موج
۵/ ۲- ۳۸/۰ میکرون) جذب و این انرژی گیاهان، خاک و سایر اشیای موجود در گلخانه را گرم می کند. این حرارت جذب شده توسط اشیا، در شب و در دماهای پایین از آنها منتشر می شود و با طول موج های بزرگتر (۵-۳۵ میکرون) ساطع می شود که از پلی اتیلن عبور کرده، ولی از شیشه خارج نمی شود. نایلون های نیلوفر پلاس شرکت نیلوفر پلاستیک با داشتن خاصیت آی آر (IR) مانع انتقال حرارت در طول شب میشوند. گرفتن پرتوهایی با طول موج کوتاه و ساطع کردن پرتوهایی با طول موج بلند را اثر گلخانه ای (Greenhouse Effect) گویند. اثر گلخانه ای در مورد انواع پوشش متفاوت است. به این معنی که این امواج از پلاستیک خارج می شود، ولی از شیشه نمی تواند خارج شود. چون گلخانه (به ویژه در زمستان) نمی تواند همه انرژی مورد نیاز گیاهان را از این طریق جذب کند، بنابراین لازم است تا گلخانه به طریقی گرم شود.

تعاریف و واحدها

کالری: مقدار گرمایی که لازم است تا دمای یک گرم آب یک درجه سانتی گراد افزایش یابد، کالری نامیده می شود.
واحد گرمایی انگلستان (BTU): مقدار گرمایی که لازم است تا دمای یک پوند آب یک درجه فارینهایت افزایش یابد، واحد گرمایی انگلستان نامیده میشود.
یک دیگ بخار با قدرت یک اسب بخار، ۳۳۴۷۵ واحد گرمایی انگلستان در ساعت یا ۸۳۶۸ کیلو کالری بر ساعت، گرما تولید می کند. یک واحد گرمایی انگلستان معادل ۲۵۲ کالری یا ۱۰۵۵ ژول است. یک کیلو کالری معادل ۱۰۰۰ کالری یا ۳۹۶۸ واحد گرمایی انگلستان است، یک مگاژول معادل ۸/۲۳۸کیلو کالری می باشد.

سیستم گرمایی

سیستم گرمایی باید دارای دو ویژگی باشد:
۱ – حرارت مورد نیاز در سردترین شب سال را تامین کند.
۲- حرارت را در سراسر گلخانه به صورت یکنواخت پخش کند تا باعث کاهش بیماری ها، رشد مناسب گیاه و افزایش کارآیی حرارت شود.

انواع منابع حرارتی

هزینه انرژی بستگی به نوع سوخت مورد استفاده، قابلیت دسترسی به آن و فصل سال دارد. بنابر این نوع سیستم حرارتی انتخاب شده برای گلخانه باید با سوخت ارزان و در دسترس، سازگار باشد. استفاده از الکتریسیته برای گرم کردن گلخانه در گلخانه های تجاری مرسوم نیست. چوب نیز چندان مورد استفاده قرار نمی گیرد. قابلیت دسترسی به سوخت (به ویژه در زمستان) نکته بسیار مهمی است. لازم است گلخانه داران منبع سوخت اضافی داشته باشند، تا در صورت نرسیدن به موقع سوخت یا قطع موقتی گاز از آن استفاده کنند. هزینه انتقال سوخت به گلخانه نکته مهم دیگری است که باید مد نظر قرار داد. هزینه زیاد انتقال باعث می شود یک سوخت ارزان قیمت، گران تمام شود. اگر شرایط سخت زمستان حمل سوخت را دچار مشکل سازد، خسارات جبران ناپذیری به گیاهان وارد خواهد شد.
گرم کردن گلخانه با اشعه خورشید روشی است که در آینده می تواند مورد استفاده قرار گیرد. مقدار گرمای ذخیره شده توسط جمع کننده ها (Collectors) نمی تواند گرمای مطلوب گلخانه در زمستان را تامین نماید، اما این ذخیره حرارتی می تواند قسمتی از گرمای موردنیاز را تامین کند. دو ماده برای ذخیره گرما به کار می روند که شامل آب و قلوه سنگ (Crushed Gravel) می باشد. اگر آب به عنوان منبع ذخیره استفاده شود، یک تانک آب باید در دیوار گلخانه تعبیه شود. در این روش سیستم لوله کشی پیچیده با مبدل های حرارتی مورد نیاز می باشد. اگر سنگ به عنوان منبع ذخیره به کار رود، سیستم تبدیل حرارت ساده تری مورد نیاز است.
استفاده از انرژی خورشید به تنهایی، مورد تحقیق قرار گرفته و مشخص شده است که در نیمکره شمالی عملی نیست. محققین دانشگاه راتجرز ایالت نیوجرسی نشان داده اند که اندازه جمع کننده (کلکتور) اشعه خورشید مورد نیاز گلخانه به اندازه مساحتی از گلخانه است که باید گرم شود. بنابراین استفاده از آن عملی نیست.
باد می تواند هوای سرد را به داخل گلخانه وارد کند و باعث ایجاد ۵-۱۰ درجه سانتی گراد اختلاف دما در گلخانه شود. ممکن است انتهای رو به باد گلخانه ۱۰ درجه سانتی گراد سردتر از انتهای دیگرگلخانه باشد.

تولید گرما

منبع حرارتی می تواند به صورت مرکزی و یا موضعی باشد.

١- حرارت مرکزی

در این روش یک یا چند دیگ بخار در یک محل واقعند و بخار آب یا آب داغ از طریق لوله هایی به نقاط مختلف گلخانه منتقل می شود. هزینه اولیه این روش زیاد است.
این روش مناسب گلخانه هایی با مساحت ۴۰۰۰ مترمربع می باشد.  باید تناسبی بین دیگ بخار و فضای گلخانه وجود داشته باشد. گرمای زیادی صرف گرم کردن دیگ بخار و لوله کشی های مربوط به آن می شود تا گلخانه گرمای قابل قبولی دریافت کند.

الف – آب گرم

این روش بر این اصل استوار است که اگر دمای یک گرم آب یک درجه سانتی گراد کاهش یابد، یک کالری گرما آزاد می کند.
ویژگی ها
– مناسب گلخانه با مساحت پوشش کمتر از ۱۵۰۰ متر مربع است.
– دمای آب گرم حدود ۸۲ درجه سانتی گراد می باشد (دما در مدخل ورودی گلخانه باید ۹۵ درجه سانتی گراد باشد).
– مقدار آب زیادی مورد نیاز است.
– برای به جریان در آوردن آب ، به یک پمپ نیاز است.
– روش آب گرم به فشار بالا (تقریبا یک کیلوگرم بر سانتیمتر مربع) نیاز دارد.
– چون آب کندتر گرم شده و کندتر سرد می شود، بنابراین دما ثابت تر از روش بخارآب داغ است و در صورت از کار افتادن دیگ بخار تا ساعت ها از یخ زدن گلخانه جلوگیری می شود.
– به رغم نیاز به لوله بیشتر، مقدار حرارت تولید شده کمتر از بخار است.
– هزینه آن نسبت به بخار بیشتر است.
در انتخاب دیگ باید به این نکته توجه داشت که دیگ بتواند بخار نیز تولید کند. در این حالت مقدار آب دیگ را کاهش می دهند تا بخار تولید شود. این بخار برای پاستوریزه کردن خاک و ظروف کاشت به کار می رود، البته در مورد همه دیگ ها این امکان وجود ندارد. بهتر است قبل از خرید دیگ به این مساله توجه شود. در زمان تولید بخار تاسیسات گرمایشی گلخانه باید خاموش باشد، بنابراین تولید بخار فقط در اواخر بهار، تابستان و اوایل پاییز که نیازی به تاسیسات گرمایشی وجود ندارد، امکان پذیر است. دو نوع دیگ وجود دارد:.

  • دیگ با لوله ای که شعله در آن قرار می گیرد (Fire Tube Boiler). در این روش هوای گرم در لوله ها فشرده شده و آب اطراف خود را گرم می کند.

۲- دیگ با لوله ای که آب در آن قرار دارد (Water Tube Boiler). در این روش آب در لوله ها جریان دارد و گرما در اطراف لوله ها حرکت می کند و آب داخل لوله را گرم می کند.
هر کدام از این دیگ ها دارای مزیت خاص خود است. توصیه می شود قبل از خرید دیگ با یک متخصص مشورت شود تا دیگ مناسب گلخانه خریداری شود.کارشناسان واحد کشاورزی شرکت نیلوفرپلاستیک یزد آماده ارایه خدمات و مشاوره رایگان در این زمینه می باشند.

ب- بخار آب

اگر یک گرم بخار آب جوش ۱۰۰ درجه سانتی گراد به یک گرم آب جوش ۱۰۰ درجه سانتی گراد تبدیل شود، ۵۰۴ کالری گرما آزاد می کند و پس از آن با کاهش هر یک درجه سانتی گراد دمای آب، ۲۵۲ کالری گرما آزاد می شود. در این روش دمای آب به ۱۰۰ درجه سانتی گراد یا بیشتر می رسد و بخار آب تولید شده با فشار به لوله های توزیع کننده وارد می شود. با سردشدن بخار، آب حاصل با پمپ به مخزن برگردانده و مجددا گرم میشود. در گلخانه های کوچک تر فشاری که در محل دیگ به بخار وارد می شود ۷/۰- ۲/۰، در گلخانه های بزرگ تر ۴ یا  بیشتر و در گلخانه های بسیار بزرگ این فشار به ۸ اتمسفر می رسد.
ویژگی ها
– برای گلخانه های با مساحت پوشش ۱۵۰۰ مترمربع یا بیشتر مناسب است.
– حجم آب مورد نیاز کمتر است.
– دیگ بخار کوچکتری مورد نیاز است.
– هزینه لوله کشی و سایر هزینه ها نسبت به روش آب گرم کمتر است.
– نسبت به روش آب گرم به مراقبت بیشتری نیاز دارد.
– در صورت قطع بخار، لوله ها فورا سرد و حرارت گلخانه یک مرتبه کاهش می یابد.
سیستم بخار برای گلخانه تک واحدی می تواند مورد استفاده قرار گیرد. این روش شبیه رادیاتور اتومبیل است و شامل یک پنکه است که هوای سرد را به داخل سیستم می کشد و هوای گرم شده در سراسر گلخانه توزیع می شود.

ظرفیت دیگ

قدرت دیگ بخار بر حسب اسب بخار بیان می شود و هر اسب بخار معادل ۳۳۴۷۵ واحد حرارتی انگلستان در ساعت (۸۳۶۸ کیلوکالری بر ساعت) است. به طور کلی، دیگ بخاری با قدرت ۲۰۰ اسب بخار برای گرم کردن گلخانه ای با مساحتی حدود ۵/۴۶۴۲  مترمربع با پوشش شیشه و جایی که کمینه دما در سردترین شب سال ۵/۲۲ – و دمای مورد نیاز در گلخانه ۵/۱۵ درجه سانتی گراد است، کافی می باشد.

۲- روش گرم کننده موضعی (Hot Air Furnace)

در گلخانه های پلاستیکی که به طور موقت احداث می شوند و یا در زمان های خاصی از سال مورد استفاده قرار می گیرند( همانندگلخانه های استان اصفهان،جیرفت و کهنوج) ، روش گرم کننده مرکزی مقرون به صرفه نمی باشد و بهتر است از سیستم موضعی استفاده شود. در این روش بخاری در نقاط مختلف داخل گلخانه قرار داده می شود و فقط محیط اطراف خود را گرم می کند. هزینه اولیه آن کم است. از جمله این بخاری ها می توان به بخاری منفرد یا تراکمی اشاره کرد. این بخاری ها دارای مخزن دوجداره بوده و در یک طرف مخزن مشعل و در طرف دیگر پنکه قرار دارد. پنکه هوای گلخانه را به فضای بین دو جدار کشیده و هوا پس از گرم شدن از قسمت دیگر با فشار خارج می شود. در انواع افقی هوای گرم به صورت افقی توزیع می شود و تعداد بخاری کمتر، ولی با اندازه بزرگتر مورد نیاز است و هزینه اولیه و مخارج نصب کمتر است. در این روش مشکل اختلاف دما بین قسمت های بالایی و پایینی وجود ندارد و از خشک شدن خاک جلوگیری می شود. در روش عمودی هوای گرم شده به صورت عمودی خارج می شود. هوا از حاشیه گلخانه به درون کشیده می شود و به سمت پایین و کف گلخانه فرستاده می شود. ارتفاع بخاری بیش از قد انسان و فاصله بخاری ها به اندازه عرض گلخانه است، چون هر بخاری فضای مربع شکلی به اندازه عرض گلخانه را گرم می کند. عیب بخاری عمودی وجود اختلاف دما بین قسمت های بالایی و پایینی گلخانه و خشکی خاک است.
برای سوخت کامل نیاز به گاز اکسیژن است. تامین هوای تازه برای احتراق سوخت توسط لوله ای صورت می گیرد که هوای تازه را وارد گلخانه می کند. به منظور جلوگیری از ورود موش و حیوانات کوچک به داخل لوله باید دهانه آن را با تور فلزی پوشانید. اندازه این لوله توسط قانون تمب (Thumb) محاسبه می شود. طبق این قانون به ازای هر ۲۵۰۰۰ کیلوکالری در ساعت یک دریچه به مساحت ۶/ ۳۲۲ سانتی متر مربع به بیرون از گلخانه مورد نیاز است. به عنوان مثال اگر بخاری دارای ظرفیت حدود ۶۲۵۰۰ کیلو کالری در ساعت باشد، مساحت دهانه لوله مورد نیاز ۴۵/۸۰۶ سانتی متر مربع( ۶/۳۲۲× ۵/۲ = ۴۵/۸۰۶ ) است. بنابراین سوراخی به ابعاد۲۵× ۲۵/۳۱   سانتی متر هوای مورد نیاز احتراق را فراهم خواهد کرد.
دود حاصل از بخاری توسط لوله ای که به محفظه درونی بخاری متصل است به بیرون هدایت می شود. لوله دودکش به طور مستقیم از سقف گلخانه به بیرون فرستاده می شود. بیشینه ارتفاع دودکش از بالاترین ارتفاع گلخانه ۷۶ سانتی متر و حد مطلوب آن بین ۳۷ – ۲۴ سانتی متر است تا جریان هوا به خوبی صورت گرفته و دود مجددا وارد گلخانه نشود. همچنین دودکش باید کمینه ۲۵ سانتی متر از درخت یا سایر موانع فاصله داشته باشد. برخی گلخانه داران تصور می کنند دی اکسید کربن حاصل از احتراق به فتوسنتز گیاه کمک می کند، بنابراین دود گلخانه را به بیرون هدایت نمی کنند، تا دی اکسید کربن در گلخانه افزایش یابد. در اثر احتراق گازهای دیگری نیز تولید می شوند که برای انسان و گیاه مضر هستند، بنابراین حتما باید دود بخاری به بیرون گلخانه فرستاده  شود. دی اکسید کربن به صورت محدود و در شرایط ویژه برای برخی از گونه های گیاهی لازم است.
در صورت جدا کردن و یا خاموش کردن مولد حرارتی، می توان از این روش به عنوان دستگاه تهویه استفاده نمود (فن جت). اگر پنکه دستگاه با هوای آزاد در ارتباط باشد، می تواند به نحو موثرتری در خنک کردن گلخانه مورد استفاده قرار گیرد.

بخاری های کنوکسیونی یا همرفتی (انتقالی)

این بخاری ها ارزان هستند و از چوب، زغال سنگ، نفت و گاز برای احتراق استفاده می شود. دودکش همانند مبادله کننده گرما عمل کرده و گرما را از بخارات داخل لوله به هوای گلخانه منتقل می کند. زانوهای لوله ها با نوار نسوز و ضد آتش پوشانده می شوند تا دود وارد گلخانه نشود. طول لوله دودکش کافی است تا بخارات پیش از خروج از گلخانه خنک شوند. در این روش نیاز به یک پنکه است تا دود به بیرون رانده شود و مکش یا فشار منفی در داخل سیستم ایجاد شود.
سوخت کامل تولید آب و دی اکسید کربن می کند، در حالی که سوخت ناقص تولید اتیلن کرده و باعث کج شدن یا پیچیدگی ساقه، باریک شدن برگها و سقط جوانه می شود. زغال، نفت و گاز دارای گوگرد هستند و در اثر سوختن تولید دی اکسید گوگرد می کنند و با حل شدن این ماده در لایه نازک رطوبت موجود در سطح برگ H2SO3 تشکیل می شود که در اثر اکسیده شدن تولید اسید سولفوریک می کند و این اسید موجب سوزاندن سلول ها، ایجاد نقاط زرد کوچک روی برگ ها و در شرایط حاد منجر به مرگ کامل برگ می شود.

بخاری های تابشی با انرژی پایین (بخاری تابشی مادون قرمز کم انرژی)

در این روش هدف گرم کردن گیاهان است نه هوای اطراف. مزیت عمده این روش مصرف کمتر انرژی (۳۰-۵۰ درصد ذخیره سوخت) است. این روش شامل چندین لوله تابش کننده است که در طول گلخانه کشیده می شوند و صفحات منعکس کننده که در بالای لوله ها و در ارتفاع ۷/۳-۸/۱ متری بالای گیاهان قرار می گیرند. صفحات منعکس کننده( آلومینیومی) کلیه اشعه ها را به سمت پایین و به طرف گیاهان هدایت و گرمای یکنواخت در تمام فضا تولید می کنند.
پرتوهای مادون قرمز تولید شده در مسیری مستقیم و با سرعت نور حرکت می کنند. اشیای موجود در مسیر این انرژی الکترومغناطیسی را جذب می کنند و بی درنگ به گرما تبدیل می شود. این تابش در مسیر خود هوا را گرم نمی کند، بلکه پس از آن که اشیایی مانند گیاهان، کفپوش ها و سکوهای کاشت گرم شدند، آنها به نوبه خود هوای اطراف را گرم می کنند. دمای هوا در این روش چهار درجه سانتی گراد خنک تر از گلخانه سنتی است (با پوشش گیاهی یکسان). در سیستم سنتی ابتدا هوا گرم می شود و سپس هوا گیاه را گرم می کند، در نتیجه دمای هوا در شب بیشتر از گیاهان است که باعث میعان و ایجاد قطرات آب روی گیاهان می شود، اما در این روش میعان کمترصورت می گیرد و شرایط برای رشد بیماری ها چندان مناسب نیست.

گرم کردن گلخانه با روش پاگرما (Bottom heat)

در این روش ابتدا در عمق حدود نیم متر یک لایه عایق قرار داده می شود و سپس لوله های آب گرم روی لایه عایق کارگذاشته می شوند. سپس روی لوله ها را شن نرم ریخته و در روی شن خاک ریخته می شود. این روش در مناطق خیلی سرد مانند استان های تبریز، همدان و کرمانشاه به کار برده می شود.

بخاری گازی

ویژگی ها
– ساده است.
– هزینه وسایل آن کم است.
– نیاز به پنکه جهت توزیع هوای گرم دارد.
– چون احتمال تولید گازهای سمی وجود دارد، نیاز مبرم به تهویه دارد (دریچه ای برای ورود هوای تازه مورد نیاز است، به عنوان مثال برای یک مولد حرارتی با بازده ۱۲۰۰۰ کیلوکالری در ساعت دریچه ای با مساحت ۱۰۰-۲۰۰ سانتیمتر مربع لازم است).
– ۸۰- ۷۰ درصد حرارت این بخاری ها در گرم کردن گلخانه موثر است و ۱۰-۲۰ درصد باقیمانده به دلیل تهویه به هدر می رود.
– احتراق ناقص باعث تولید مواد سمی مضر برای گیاه می شود. از جمله این مواد می توان به مونواکسید کربن، دی اکسید گوگرد، اکسید نیتریک و اتیلن اشاره کرد. برای سوخت کامل نیاز به اکسیژن است و مقدار اکسیژن به ویژه در اوایل صبح و بعد از یک شب سرد که بیشتر اکسیژن گلخانه توسط بخاری مصرف شده است، کمینه است.
در صورت دسترسی به گاز شهری استفاده از این نوع سوخت بهترین و با صرفه ترین روش گرم کردن گلخانه است. استفاده از سوخت گازی در گلخانه بیشتر در روش گرمایش مرکزی (شوفاژ آب گرم) و همچنین کوره های هوای گرم مرسوم بوده و بخاری های معمولی گازی جهت گرم کردن گلخانه کمتر مورد استفاده قرار می گیرند و بیشتر در گلخانه های کوچک و فانتزی کاربرد دارد.

بخاری نفتی

استفاده از این نوع بخاری ها در گلخانه چندان مرسوم نمی باشد و فقط در بعضی گلخانه های کوچک و سنتی مورد استفاده قرار می گیرند.

کوره هوای گرم با سوخت گازوییل

کوره هوای گرم با قدرت حرارتی ۸۰۰۰۰-۳۰۰۰۰۰ کیلوکالری در ساعت، راندمان حرارتی بالا، پنکه با راندمان بالا و پرتاب هوای گرم قابل استفاده در گلخانه می باشد. سوخت مورد استفاده گازوییل است که با تغییر مشعل آن می توان از گاز نیز استفاده کرد. قیمت این بخاری ها با توجه به راندمان موثر خروجی (۷۵۳۰۰-۲۹۵۰۰۰کیلوکالری در ساعت) متفاوت است.
کوره هوای گرم شامل یک عدد کوره حرارتی۵ / ۲ متری با مشعل ۸۰۰۰۰ کیلو کالری در ساعت، یک عدد پنکه با قاب ۷۰ سانتی متر، ترموستات، کانال انتقال هوای گرم و یک عدد کوره ۵/۳ متری با مشعل ۱۲۰۰۰۰ کیلوکالری در ساعت، دو عدد پنکه با قاب ۷۰ سانتی متر و کانال انتقال هوای گرم در طرفین می باشند.

محاسبه نیاز گرمایی گلخانه

برای محاسبه میزان گرمای مورد نیاز برای گرم کردن گلخانه، باید میزان اتلاف گرما از گلخانه را محاسبه کرد. مقدار گرمای لازم برای گرم کردن گلخانه برابر مقدار گرمای تلف شده از گلخانه است. مقدار حرارت از دست رفته از گلخانه بستگی به نوع پوشش گلخانه، مساحتی از گلخانه که در معرض هواست، سرعت باد، وضعیت گلخانه (از نظر نوبودن یا کهنه بودن و داشتن درز زیاد در محل های اتصال و یا شکسته بودن شیشه)، دمای بیرون گلخانه و دمای مورد نیاز برای گیاه مورد نظر دارد. این میزان گرما با فرمول زیر قابل محاسبه است:
Heat Required = U* A * (Tinside-Toutside)
یا
H=Kx a(t1-t2)
گرمای مورد نیاز (کیلوکالری بر ساعت) = ضریب انتقالx مساحت پوششx تفاوت دمای داخل و بیرون گلخانه
U = ضریب گرمای تلف شده از پوشش (Heat Flow Coefficient=Heat Transfer Coefficieent)
U شیشه = ۴۳/۵ کیلوکالری بر ساعت در مترمربع
U فیبرشیشه = ۳/۵ کیلوکالری بر ساعت در مترمربع
U پلاستیک: ۷۹/۵ کیلوکالری بر ساعت در مترمربع
U پلاستیک دو جداره = ۸۵ / ۳ کیلو کالری بر ساعت در متر مربع
A = Surface Area of Greenhous مساحت کلیه سطوح گلخانه که در معرض هوا هستند بر حسب مترمربع (نه مساحت کف گلخانه!)
Tinside = دمای مورد نظر در گلخانه برای رشد گیاه بر حسب درجه سانتی گراد
Toutside = کمینه دمای خارج گلخانه در سردترین شب سال بر حسب درجه سانتی گراد
Tinside – Toutside = تفاوت دمای داخل و خارج گلخانه بر حسب درجه سانتی گراد
این فرمول میزان گرمای از دست رفته از سطح پوشش گلخانه را نشان می دهد. این رابطه میزان گرمای از دست رفته به علت باد شدید، شل بودن شیشه ها و تهویه زمستانه( در مواقع مورد نیاز) را شامل نمی شود. برای لحاظ کردن موارد فوق باید ۱۰ درصد مقدار محاسبه شده را به آن اضافه کرد.

 محاسبه تعیین اختلاف دمای داخل و خارج گلخانه

 ۳۰+ = (۱۲-)-۱۸ = کمینه دمای هوای بیرون گلخانه در سردترین شب سال – دمای داخل گلخانه بر حسب درجه سانتی گراد
این شب سال – دمای داخل گلخان

ضریب گرمای منتقل شده از پوشش پلاستیک

۷۹/۵ کیلوکالری بر ساعت در مترمربع

 محاسبه مقدار گرمای لازم برای گرم کردن گلخانه

گرمای مورد نیاز (کیلوکالری بر ساعت)= ۷۹/۵ × ۵۱۳۴۸/ ۵۱۳ × ۳۰ = ۴۸/۸۹۱۹۱
چنانچه دستگاه تهویه فعالیت داشته باشد، با توجه به درنظر گرفتن درها و پنجره ها حدود ۱۵ – ۱۰ درصد حرارت تلف شده باید به این مقدار اضافه شود. بنابراین:
کل حرارت تلف شده از گلخانه = ۴۸/ ۸۹۱۹۱ + ۱۵/ ۸۹۱۹ = ۶۲/۹۸۱۱۰ کیلوکالری در ساعت
بنابراین ظرفیت بخاری مورد نظر باید حدود ۹۸۵۰۰۰ کیلوکالری در ساعت باشد که بهتر است به جای یک بخاری از دو بخاری استفاده شود، تا در صورت خراب شدن یکی از آنها، از کاهش شدید دما جلوگیری شود. اگر قرار باشد دو بخاری در گلخانه نصب شود بهتر است یکی در ابتدا و دیگری در انتهای گلخانه قرار داده شوند و بخاری ها یکی در سمت چپ و دیگری در سمت راست قرار گیرد.

محاسبه مقدار لوله لازم در روش آب گرم

 معمولا در یک گلخانه با دمای ۵/۱۵ درجه سانتی گراد، یک متر لوله ۵ سانتی متری که دارای آب گرم ۵/۸۲ درجه سانتی گراد باشد، حدود ۱۳۴ کیلوکالری در ساعت گرما از خود خارج می کند. بنابراین برای محاسبه مقدار لوله لازم (بر حسب متر) باید گرمای محاسبه شده بر حسب کیلوکالری در ساعت را بر عدد ۱۳۴ تقسیم کرد.
با توجه به این که در روش آب گرم، لوله های فنری ۵ برابر لوله های صاف گرما را از خود خارج می کنند، پس طول لوله فنری یک پنجم لوله صاف است. بنابراین برای محاسبه مقدار فنری لازم (بر حسب متر) باید گرمای محاسبه شده بر حسب کیلوکالری ساعت را بر عدد ۶۷۰ تقسیم نمود.

توزیع گرما

توزیع یکنواخت گرما باعث می شود دمای نزدیک گیاه پایدار باشد در نتیجه تنش به گیاه کاهش و از فرار کردن گرما به قسمت های بالای گلخانه جلوگیری می شود. گرما به دو روش توزیع می شود:

الف – توزیع طبیعی

مسئله مهم پس از تولید گرما، انتقال آن با کمینه تلفات به گلخانه و توزیع یکنواخت در اطراف گیاهان است. سیستم گرمایش گلخانه طوری طراحی می شود تا از نیروهای طبیعی برای حرکت هوا استفاده شود. هوا توسط فرآیند طبیعی کنوکسیون یا همرفت (Convection) حرکت می کند. یعنی هوا وقتی گرم می شود بالا می رود و وقتی سرد می شود، پایین می آید. در روشConvection Forced  پنکه ها به حرکت هوا کمک می کنند. جریان هوا به علت کنوکسیون طبیعی باعث می شود دمای گلخانه در جاهای مختلف متفاوت باشد.
لوله ها باید طوری قرار داده شوند تا در حد امکان توزیع گرما یکنواخت باشد. محل لوله ها بستگی به نوع محصول، نیاز حرارتی، طول لوله مورد نیاز و روش قراردادن لوله ها دارد. وقتی لوله های گرم کننده در دیوار جانبی قرار داده می شوند، هوای گرم به سمت سقف گلخانه بالا می رود و در نزدیکی سقف این هوای گرم با هوای گرم شده از طرف دیگر برخورد می کند. هوای سرد به سمت کف گلخانه حرکت می کند و موجب سردی گیاهان قرار گرفته در این قسمت می شود و قسمتی از آن به طرف لوله آب گرم حرکت و مجددا گرم می شود. الگوی مشابهی در مورد قرار گرفتن لوله ها در دیوار انتهایی ایجاد می شود.
برای جلوگیری از هدررفت فضاهای مفید گلخانه، لوله ها روی هم و با فاصله در امتداد طول یا عرض گلخانه قرار داده می شوند. قراردادن لوله ها روی هم را Stacking می گویند. بیشینه بازدهی حرارتی موقعی حاصل می شود که هوای آزاد اطراف لوله ها جریان یابد. پس استاکینگ جریان هوا را روی لوله های بالایی کاهش می دهد. همچنین هوا توسط لوله های پایینی گرم می شود و در نتیجه بازدهی حرارتی لوله های بالایی کاهش می یابد. برای جبران این مشکل باید تعداد لوله های مورد استفاده را افزایش داد. قراردادن لوله ها در زیر سکوها باعث کاهش جریان هوا در اطراف لوله ها می شود. برای اطمینان از حرارت کافی در اطراف گلخانه باید بیش از ۲۵ درصد لوله ها در دیوارهای جانبی یا انتهایی قرار داده شوند. معمولا لوله های فنری را در دیوارهای جانبی یا انتهایی و لوله های صاف را در بالای گیاهان قرار می دهند.

ب- توزیع مکانیکی

۱-در روش جریان هوای افقی (Horizontal Air Flow) پنکه هایی با قطر ۴۰-۶۰ سانتی متر بین سطح گیاهان و سقف گلخانه قرار می گیرند. فاصله پنکه ها از هم ۵/ ۲-۱ / ۱متر و فاصله آنها از دیوار جانبی گلخانه یک چهارم عرض گلخانه باید باشد. در این حالت پنکه های هرطرف گلخانه هوای گرم را به طرف دیگر گلخانه می رانند تا هم هوای انتهای گلخانه گرم شود و هم هوای گرم به سمت دیگر گلخانه رانده شود. بهتر است پنکه ها ۱۵-۱۰ درجه به سمت مرکز و کمی به سمت پایین گلخانه نصب شوند تا چرخش هوا در گلخانه مطلوب باشد. پنکه ها باید مداوم کار کنند.
۲- روش پخش حرارت با کانال های پلاستیکی (Perforated Polyethylene Tube) روش مناسب در توزیع گرما در گلخانه های بزرگ تجارتی است. در این روش حرارت توسط بخاری که در اطراف پنکه قرار دارد ایجاد شده و از طریق پنکه وارد کانال پلاستیکی سوراخ دار می شود.
این کانال به وسیله لوله گالوانیزه به پنکه متصل و در طول سقف گلخانه کشیده می شود. قطرکانال پلاستیکی ۴۵-۶۰-۷۵ سانتی متر و قطر سوراخ ها ۴-۶ سانتی متر و فاصله سوراخ ها ۵۰ سانتی متر است. به منظور توزیع مناسب تر گرما، بهتر است در دو طرف کانال پلاستیکی در محل ساعت ۳ و ۹ کانال سوراخ هایی ایجاد شود، هوای دمیده شده به داخل لوله از آن خارج و با هوای گلخانه مخلوط و ۲۰-۳۰ برابر قطر سوراخ را گرم می کند. مثلا اگر قطر سوراخ ۵ سانتی متر باشد، هوای ۱۰۰-۱۵۰ سانتی متر دورتر از کانال گرم می شود. گاهی سوراخ ها در ساعت ۴ و ۸ کانال پلاستیکی ایجاد می شوند و باعث می شوند تا هوای گرم در سطح ارتفاع گیاهان توزیع شود.
در نقاط سردسیر که ممکن است گرمای کافی به کف گلخانه نرسد، می توان کانال های پلاستیکی به قطر ۳۰ سانتی متر را در امتداد طول گلخانه نزدیک دیوار و روی زمین نصب نمود. در این صورت مولدهای حرارتی ممکن است هم سطح کانال ها یا در قسمت فوقانی قرار داشته باشند. برخی گلخانه داران کانال های پلاستیکی توزیع گرما را در بین ردیف های گیاهان قرار می دهند. گاهی گرمای زیاد خارج شده از سوراخها باعث سوختگی گیاهان مجاور سوراخ می شود. در این صورت بهتر است کانال ها از گیاهان فاصله کافی داشته باشند.
به منظور تنظیم اتوماتیک بخاری از ترموستات استفاده می شود که با قرار دادن ترموستات روی دمای خاصی بخاری روشن و پس از رسیدن به آن دما خاموش می شود. محل قرار دادن ترموستات جایی است که متوسط دمای گلخانه را نشان دهد. ارتفاع محل قرار دادن ترموستات جایی است که نقاط رویشی گیاهان واقعند و در مورد گیاهان گلدانی ۱۵-۳۰ سانتی متر بالاتر از لبه گلدان باشد. معمولا ترموستات را در جعبه یی با رنگ سفید یا جنس آلومینیوم قرار می دهند و یک پنکه کوچک در یک طرف جعبه قرار دارد که جریان هوا را در اطراف ترموستات برقرار می نماید.
معمولا یک ترموستات نمی تواند دمای گلخانه را کنترل نماید. برای جلوگیری از نوسان دما در گلخانه های بزرگ روش منطقه بندی حرارتی (Zoned Heating System) به کار می برند. با روش منطقه بندی، در هر قسمت گلخانه یک ترموستات قرار داده می شود و یک قسمت می تواند گرم تر یا سردتر از سایر قسمت های گلخانه باشد. گیاهانی که نیازهای حرارتی متفاوت دارند می توانند در یک گلخانه با روش منطقه بندی حرارتی قرار داده شوند. همچنین در این روش میتوان دمای یکنواختی را در کل گلخانه ایجاد نمود.

پرده های محافظ

جنس این پرده ها از پلی اتیلن، ورقه پلی استر و ورقه پلی استر پوشیده از آلومینیوم است. این پرده ها بین گیاه و سقف و دیوار قرار می گیرند و منجر به کاهش حدود ۳۰ درصد از دست رفتن گرما در زمستان می شوند. ورقه پلی استر بهتر از پلی اتیلن از عبور پرتوهای حرارتی جلوگیری می کند. این پرده ها می توانند در کل فصل پاییز و زمستان به کار برده شوند و یا هر روز عصر کشیده شده و صبح روز بعد برداشته شوند (شبیه روش روز کوتاهی که برای گلدار کردن گل داودی به کار می رود). پرده های موقتی می توانند اتوماتیک و یا نیمه اتوماتیک باشند.
اغلب پرده ها در یک طرف یک سطح آلومینیومی دارند که شب هنگام پرتوهای حرارتی را بیشتر به سمت خاک و گیاه بر می گردانند و از خروج آنها از محیط جلوگیری می کنند. پرده های محافظ از انتقال گرما به روش کنوکسیون یا همرفت جلوگیری کرده و هوای گرم را در اطراف گیاه و دور از پوشش نگه می دارند. این پرده ها در شب های زمستان باعث حفظ گرما می شوند و در تابستان با جلوگیری از ورود پرتوهای خورشید در روزهای آفتابی باعث کاهش انرژی مورد نیاز  برای خنک کردن گلخانه شده و در صورت استفاده از پرده های سیاه رنگ و جلوگیری کامل از تور در تابستان باعث کوتاه شدن طول روز می گردند.
تبدیل بخار آب به قطرات آب و تجمع آن ها روی پرده مشکلی است که در صورت استفاده از پرده های مشبک مرتفع می شود. پرده های محافظ باعث کاهش دمای پوشش گلخانه شده و میزان ذوب برف را کاهش داده و باعث افزایش خطر فروریختن گلخانه در اثر سنگینی برف می شوند.
برداشتن پرده ها در اوایل صبح منجر به هجوم هوای سرد بالای پرده شده و گیاهان دچار شوک سرمایی می شوند. برای حل این مشکل باید از چندین پرده استفاده شود و بتدریج پرده ها کنار زده شوند.