روش های گرمایش گلخانه | نحوه کنترل دمای گلخانه و معرفی بهترین سیستم گرمایشی گلخانه
گرمایش گلخانه اهمیت بسیاری در کشاورزی دارد؛ زیرا با ایجاد شرایط حرارتی مطلوب، تولید محصولات را افزایش میدهد. همچنین، گرمایش گلخانه امکان کشت محصولات در فصلهای سرد را فراهم میکند و از سرمازدگی گیاهان جلوگیری میکند. در این مقاله جامع، شما را با اهمیت گرمایش گلخانه، تاثیر آن بر گیاهان مختلف، انواع روشهای گرمایش گلخانه و بهترین سیستم گرمایشی برای گلخانه آشنا میکنیم. علاوه بر آن راهکارهایی برای کنترل دما در گلخانه را برای شما ذکر کردهایم؛ پس تا انتهای این مقاله جذاب با ما همراه باشید.
فهرست مطالب
تعریف گلخانه
گلخانه ساختاری مصنوعی است که برای کشت و نگهداری گیاهان، به خصوص در شرایط آب و هوایی نامساعد، طراحی و احداث میشود. این سازهها اغلب از مواد شیشهای یا پلیکربنات تشکیل شدهاند که نور خورشید را جذب و گلخانه را گرم میکنند. گلخانهها به منظور ایجاد محیطی مطلوب برای رشد گیاهان، کنترل دما، رطوبت و دیگر عوامل محیطی مورد استفاده قرار میگیرند.
اهمیت گرمایش گلخانه
در بسیاری از مناطق جهان، شرایط آب و هوایی به گونهای است که کشت محصولات گرمادوست در فضای آزاد ممکن نیست. از جمله عواملی که نیاز به گرمایش گلخانه را ایجاب میکنند میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
سرمای زمستانی
در فصول سرد سال مانند زمستان، دما به حدی کاهش مییابد که رشد بسیاری از گیاهان مخصوصاً محصولات میوهای و سبزیجات مختلف محدود می شود. گرمایش گلخانه در این شرایط به کشاورزان امکان تولید مداوم محصولات با کیفیت بالا را فراهم می کند.
مناطق سرد و مرتفع
در مناطق مرتفع و با شرایط آب و هوایی سرد، گرمایش گلخانه اهمیت بیشتری پیدا میکند. گلخانه این امکان را فراهم میکند که گیاهانی که در فضای آزاد نمی توانند رشد کنند، به سبب افزایش دما و حفظ رطوبت، به خوبی رشد و توسعه یابند.
تولید فصلی
برخی مناطق نیازمند تولید فصلی محصولات هستند. گرمایش گلخانه این امکان را فراهم میکند که محصولات در زمانهایی که به صورت طبیعی در فضای آزاد در دسترس نیستند، به بازار عرضه شوند.
مدیریت دما و رطوبت
گلخانهها امکان مدیریت دقیق محیط کشت را فراهم میسازند. این مدیریت شامل گرمایش در فصول سرد، سرمایش در فصول گرم و کنترل رطوبت است. این اقدامات باعث افزایش بهرهوری و کیفیت محصولات میشود.
عوامل موثر در انتخاب سیستم گرمایش گلخانه
انتخاب سیستم گرمایشی برای گلخانه تصمیم مهمی برای افزایش بهرهوری و موفقیت گلخانه است. عوامل زیادی در انتخاب این سیستم تأثیر دارند. در زیر به برخی از این عوامل اشاره شده است:
نوع گیاهان
گونه و نوع گیاهانی که در گلخانه کاشته میشوند، نقش مهمی در انتخاب سیستم گرمایش دارند. برخی گیاهان برای رشد به دماهای خاصی نیاز دارند.
منطقه جغرافیایی
شرایط اقلیمی منطقه مهمترین عامل در انتخاب سیستم گرمایش میباشد. انواع مختلف سیستمهای گرمایشی با توجه به نیازهایی آب و هوایی محل کشت، انتخاب میشوند.
منابع انرژی
نوع منبع انرژی مورد استفاده برای گرمایش گلخانه، تأثیر بسزایی در هزینهها و تأثیرات زیستمحیطی دارد. منابع انرژی متداول شامل گاز، گازوئیل، برق و منابع تجدیدپذیر مانند خورشید و باد میشوند.
هزینه و بازگشت سرمایه
هزینه نصب، نگهداری و بهرهوری سیستمهای گرمایش گلخانه بسیار مهم است. این هزینهها باید با بازگشت سرمایه و سوددهی هماهنگ باشد.
قابلیت کنترل دما و رطوبت
سیستم گرمایش باید قابلیت کنترل دما و رطوبت را داشته باشد. این نکته برای ایجاد محیطی پایدار و مناسب برای گیاهان بسیار مهم است.
ماندگاری و ایمنی
سیستم گرمایش باید مستحکم و ایمن باشد. استفاده از سیستم های ناایمن و غیر استاندارد منجر به تأخیر در رشد گیاهان و خسارات مالی می شود.
تأثیرات زیستمحیطی
در انتخاب سیستم گرمایش گلخانه، تأثیرات زیستمحیطی را نیز باید مدنظر داشته باشید. انتخاب منابع انرژی پاک و کاهش اثرات منفی بر محیط زیست از اهمیت بالایی برخوردار است.
تکنولوژی و نوآوری
استفاده از تکنولوژیهای پیشرفته و نوآوری در سیستمهای گرمایش میتواند به بهبود کارایی و بهرهوری کمک کند.
قوانین و مقررات
مقررات محلی و ملی در زمینه استفاده از انرژی و حفاظت از محیط زیست نیز در انتخاب سیستم گرمایش گلخانه تأثیرگذار هستند.
تاثیر گرمایش مطلوب بر گیاهان
گرمایش مطلوب یکی از عوامل اساسی در رشد و توسعه گیاهان است و تاثیر مستقیمی بر فعالیتهای زیستی آنها دارد. در زیر، تاثیرات مثبت گرمایش مطلوب بر گیاهان را بررسی میکنیم:
تسهیل فعالیتهای زیستی
گرمایش مطلوب باعث افزایش سرعت فعالیتهای زیستی گیاهان میشود. این فعالیتها شامل فتوسنتز (فرایند تولید غذا از نور خورشید)، تنفس و رشد گیاهان است.
تسریع در رشد و توسعه
گرمایش مطلوب نرخ رشد گیاهان را افزایش میدهد. این امر موجب تشکیل ساقه و برگ جدید، افزایش ارتفاع گیاه و بهبود ساختار گیاه میشود.
افزایش فعالیت آنزیمها
گرمایش مطلوب باعث افزایش فعالیت آنزیمهای مختلف در گیاهان میشود. این آنزیمها در فرایندهای متابولیکی و فتوسنتز به عنوان تسهیلگر نقش دارند.
تسهیل جذب عناصر غذایی
گرمایش مطلوب تاثیر مثبتی بر جذب عناصر غذایی توسط گیاهان دارد. این امر مواردی نظیر جذب آب و مواد معدنی از خاک را افزایش میدهد.
افزایش سرعت گلدهی و میوهدهی
گرمایش مطلوب موجب افزایش سرعت گلدهی و میوهدهی در گیاهان میشود. این امر اهمیت زیادی در تولید محصولات مزرعه و باغ دارد.
افزایش مقاومت در برابر بیماریها و آفتها
گرمایش مطلوب مقاومت گیاهان در برابر بیماریها و حملات آفتها را افزایش دهد. گیاهانی که در محدوده دمای مطلوب قرار دارند، معمولاً مقاومت بهتری نسبت به بیماریها و آفتها دارند.
تأمین انرژی به گیاه
گرمایش مطلوب انرژی لازم برای انجام فعالیتهای زیستی گیاهان را فراهم میکند. این انرژی از طریق فتوسنتز به دست میآید.
تاثیر مستقیم بر فرآیندهای فیزیولوژیکی
گرمایش مطلوب مستقیماً بر فرآیندهای فیزیولوژیکی گیاهان تأثیرگذار است، از جمله این فعالیتها باز شدن بهتر ستون گلخانه، تنظیم فعالیت غدههای گیاهی و متابولیسم آنها است.
توجه به نیازهای گرمایشی گیاهان و فراهم کردن شرایط محیطی مناسب میتواند به بهبود عملکرد و بهرهوری گلخانه و مزرعه کمک کند.
بیشتر بخوانید: سیستم تهویه گلخانه
نحوه کنترل دمای گلخانه
برای کنترل دمای گلخانه پیش از هر چیز باید از دمای مناسب آگاهی داشته باشید. سپس باید از ابزارهایی استفاده کنید که با استفاده از آنها بتوانید در هر لحظه از دمای محیط باخبر شوید. یکی از ابزارهای کاربردی در این زمینه، دماسنج گلخانهای است که در انواع الکلی و جیوهای تولید میشوند. با این حال مزیت استفاده از سیستم گرمایش گلخانه در این است که تجهیزات حرفهای این سیستمها دارای سنسورهای بسیار دقیق برای اندازهگیری دمای محیط هستند و بنابراین تنها زمانی کار میکنند که نیاز به افزایش دما وجود داشته باشد. برخی از این سیستمها همچنین میتوانند بدون افزایش دما و روی حالت فن کار کنند تا گردش هوا در محیط نیز بهطور مداوم تامین شود.
نحوه حفظ گرمایش گلخانه
پیش از هر چیز باید بدانید که نوع سازه گلخانه و پوششهای آن اهمیت بالایی در حفظ گرمایش گلخانه دارد. برای مثال باید از سازهها و پوششهایی استفاده کنید که کاملا ایزوله باشند و انتقال حرارتی پایینتری داشته باشند. همچنین سازه باید توانایی بالایی در دریافت حداکثر میزان نور خورشید داشته باشد. انتخاب چنین سازههایی برای مناطق سردسیر از اهمیت بیشتری برخوردار است. شما همچنین باید بهترین تجهیزات را برای سیستم گرمایشی انتخاب کنید تا بتوانند در سردترین روزهای سال نیز دمای مطلوب برای گلخانه ایجاد کنند.
انواع روشهای مختلف گرمایش گلخانه
سیستم گرمایش با لولههای آب گرم
عملکرد: آب گرم از یک دستگاه گرمایشی (مانند دیگ) به لولههای زیرزمینی یا سطحی گلخانه منتقل میشود. لولهها حرارت آب را به محیط گلخانه منتقل میکنند.
مزایا: این سیستم به خوبی حرارت را توزیع میکند و از انرژی بهینهای برخوردار است.
معایب: نصب و نگهداری لولهها پیچیده است و هزینه اولیه بالایی دارد.
سیستم گرمایش با هوای گرم
عملکرد: دستگاه گرمایشی هوا را گرم میکند و سپس با استفاده از فنها، هوای گرم تولید شده به گلخانه هدایت میشود.
مزایا: نصب و نگهداری آسان، قابلیت کنترل دما و توزیع یکنواخت گرما، ایمنی بالا
معایب: ممکن است برخی از مدل ها مصرف انرژی بالایی داشته باشند.
گرمایش با استفاده از پوششهای نفوذپذیر به نور
عملکرد: پوششهای گلخانه، حرارت خورشیدی را جذب کرده و از انتشار آن به بیرون جلوگیری میکنند.
مزایا: استفاده از انرژی خورشیدی، انتقال نور بهتر به داخل گلخانه
معایب: کنترل و حفظ گرما دشوار
سیستم گرمایش با استفاده از تبادل حرارت هوا و خاک
عملکرد: هوا از طریق لولههای دفن شده زیر خاک عبور کرده و حرارت خود را به خاک منتقل میکند.
مزایا: استفاده از خاک به عنوان مخزن حرارتی، کاهش نیاز به انرژی خارجی
معایب: تأخیر در انتقال حرارت و نیاز به طراحی دقیق توزیع لولهها در خاک
استفاده از اجسام ذخیره حرارت (مثل سنگهای سنگین)
عملکرد: اجسام سنگین مانند سنگها در طول روز گرما را جذب کرده و آن را در شب آزاد میکنند.
مزایا: حفظ حرارت در شب، کاهش نیاز به سیستمهای گرمایشی فعال
معایب: نیاز به فضای اضافی برای قرار دادن اجسام ذخیره حرارت
هرکدام از این روشها بر اساس شرایط محلی، منابع انرژی موجود، نوع گلخانه و نیازهای گیاهان متفاوت هستند و انتخاب بهینهترین روش گرمایش نیازمند بررسی دقیق است.
انواع سیستمهای گرمایش گلخانه
سیستم گرمایشی شامل تجهیزاتی میشود که عاملی فعال برای افزایش دمای گلخانه هستند. قدیمیترین تجهیزات در این زمینه، همان بخاریهای معمولی هستند. بخاریهای سنتی رایج در گلخانهها معمولا با سوختهای فسیلی مانند نفت و یا مخلوط گازوئیل کار میکنند. این سیستم گرمایش دارای ایرادهای فراوان است. از یک سو وجود این بخاریها خطرات فراوانی برای محیط دارد و استاندارد نبودن آنها ممکن است باعث آتشسوزی در محیط شود. همچنین خروج دی اکسید کربن از این تجهیزات و آزاد شدن در محیط بسته گلخانه میتواند باعث گازگرفتگی و حتی مرگ کارکنان گلخانه شود. در ادامه با برخی از انواع دیگر سیستمهای گرمایش گلخانه آشنا میشویم.
هیتر تابشی گلخانه
هیتر تابشی از تجهیزات نسبتا جدید گرمایش گلخانه است. این تجهیزات از امواج مادون قرمز برای افزایش دمای محیط گلخانه و محیطهای صنعتی استفاده میکنند. البته این هیترها خود انواع مختلفی دارند که ممکن است با گاز، برق، نفت و سوختهای دیگر کار کنند. این تجهیزات با نام گرماتاب نیز شناخته میشوند. برای مثال در نوع برقی ممکن است از لامپهای فرابنفش برای تولید و انتقال گرما استفاده شود.
یک مدل رایج از این هیترها شامل تابلوهای سقفی هستند. بنابراین میتوان آنها را در بخشهای مختلفی از محیط نصب کرد. از مزایای این هیترها میتوان به نصب آسان و عدم تاثیر در میزان اکسیژن محیط اشاره کرد. با این حال این هیترها معایبی نیز دارند. برای مثال این هیترها معمولا دارای هیچ نوعی از فن نیستند و برای فضای بزرگ مناسب نیستند و مانند کورههای هوای گرم، گردش هوا را در محیط ایجاد نمیکنند.
یونیت هیتر برای گرمایش گلخانه
یونیت هیتر نوعی سیستم گرمایش گلخانه است که شامل لولههای آب گرم و سرد است. بنابراین این سیستم شامل بویلر یا پکیج برای افزایش دمای آب و نیز چیلر برای کاهش دمای آب است. سپس یونیتهایی در بخشهای مختلف گلخانه نصب میشوند که آب گرم یا سرد را به آنها میرسانند. هر یونیت نیز دارای فن است تا هوای وارد شده، سرد یا گرم شود و دوباره در محیط آزاد شود. این سیستم برای کنترل دما موثر است اما هزینه خرید و تجهیزات آن بسیار بالا است. همچنین تمامی محیط باید در این سیستم لولهکشی شود و ساختارهایی نیز برای نصب یونیتها در ارتفاع مناسب طراحی و نصب شوند.
استفاده از هواساز برای گرمایش گلخانه
هواساز گلخانهای یک تجهیز غیر احتراقی دیگر برای گرمایش گلخانه است. این سیستم مشابه با سیستم یونیت هیتر است. با این تفاوت که در آن از چندین یونیت استفاده نمیشود. بلکه یک هواساز بزرگ در مرکز محیط قرار میگیرد که در درون خود شامل همان تجهیزات مانند بویلر یا پکیج و چیلر است. عیب این سیستم در ابعاد بسیار بزرگ آن است و فضای زیادی را از گلخانه به خود اختصاص میدهد. در عین حال این سیستمها بهدلیل تجهیزات داخلی متعدد قیمت بسیار بالایی نیز دارند.
چرا کوره هوای گرم بهترین سیستم گرمایش گلخانه است؟
کوره های هوای گرم از دیرباز رایجترین سیستم گرمایشی در گلخانهها بشمار میروند. در زیر به برخی از مزایای استفاده از کوره هوای گرم در گلخانه اشاره شده است:
حفظ دمای مناسب: کوره هوای گرم باعث حفظ و تنظیم دما در گلخانه میشود. این امر به کشاورز این امکان را میدهد که در تمام طول سال شرایط حرارتی مناسب را برای رشد و توسعه گیاهان خود فراهم کند.
کنترل رطوبت: با استفاده از کوره هوای گرم، میتوان رطوبت را در گلخانه کنترل نمود. حفظ رطوبت مناسب برای فراهم کردن شرایط مناسب برای رشد گیاهان حتما باید رطوبت گلخانه را کنترل نمود.
حفاظت در برابر یخبندان: در مناطق سردسیر، خطر یخبندان و خفگی برای گیاهان وجود دارد. کوره هوای گرم به عنوان یک منبع حرارتی مؤثر، میتواند از تشکیل یخ در گلخانه و آسیب رسیدن به گیاهان جلوگیری نماید.
افزایش سرعت رشد گیاهان: حفظ دمای مناسب و ارائه حرارت به گلخانه باعث افزایش سرعت رشد گیاهان میشود. این امر منجر به بهبود عملکرد گیاهان و افزایش تولید منجر میشود.
کنترل آفات و بیماریها: حرارت ارائه شده توسط کوره هوای گرم میتواند به کنترل برخی از آفات و بیماریها کمک کند چرا که بسیاری از میکروبها و حشرات با دماهای بالا کشته میشوند.
کاهش هزینههای انرژی: برخی از کورههای هوای گرم از منابع انرژی پوشش گرمایی استفاده میکنند که میتواند به کاهش هزینههای انرژی کمک کند. همچنین، بهرهوری بالای این کورهها نیز مصرف انرژی را به حداقل میرساند.
استفاده از کورههای هوای گرم در گلخانه با توجه به مزایای فوق، به بهبود شرایط کشت و عملکرد محصولات کمک کرده و به کشاورزان این امکان را میدهد که در شرایط محیطی متغیر، کنترل بهتری بر روی محیط رشد گیاهان داشته باشند.
خرید بهترین سیستم گرمایش گلخانه از مجموعه کولاک گستر یزد
کولاک گستر یزد یکی از برترین تولید کنندگان تجهیزات گرمایشی و تهویه در ایران است. ما در این مجموعه انواع سیستمهای فن و تهویه صنعتی، کورههای هوای گرم، جت هیترها و مشعلهای گازی، گازوئیلی و دوگانهسوز را تولید میکنیم. کشاورزان و باغبانان میتوانند برای کنترل و حفظ دمای بهینه در محیط گلخانه انواع کوره هوای گرم را از مجموعه ما خریداری کنند.
سوالات متداول
منابع گرمایش گلخانه شامل کوره هوای گرم، سیستم گرمایش از کف، سیستم گرمایش تابشی و یونیت هیترها میشود.
خیر دمای مورد نیاز به ویژگیهای خاص هر گیاه بستگی دارد. برخی از گیاهان ممکن است در دماهای بالاتر بهتر رشد کنند، در حالی که برخی دیگر به دماهای پایینتری نیاز دارند.
دما بر سرعت رشد، فعالیتهای فیزیولوژیکی گیاه و مقاومت در برابر بیماریها و آفات تأثیر میگذارد.
بله، در برخی از مناطق به خصوص در فصول گرم، از سیستمهای خنک کننده نیز برای کنترل دما و حفظ شرایط مطلوب استفاده میشود.
در سیستم گرمایش خورشیدی از پنلهای خورشیدی برای جذب نور خورشید و تولید انرژی الکتریکی استفاده میشود.
خیر، مدیریت محیط گلخانه شامل عوامل مهم دیگری همچون نظیر نور، رطوبت، دما، CO2 و ... میشود.
سیستمهای کنترل دما میتوانند شامل ترموستاتها، سنسورهای حرارتی، سیستمهای خنککننده و گرمکننده باشند.
استفاده از سیستمهای خنک کننده مانند پد کولینگ، سایهدهی با استفاده از شید گلخانه و تهویهی مناسب در کنترل دما در مناطق گرمسیر موثر است.
کنترل دقیق دما میتواند کیفیت، رنگ، عطر و ماندگاری محصولات گلخانه را بهبود بخشد.
سیستمهای هوشمند با استفاده از سنسورها، دادههای هواشناسی و الگوریتمهای هوش مصنوعی، مصرف انرژی و کنترل دما را بهینه میسازند.