بررسی سیستم‌های گرمایش گلخانه و سیستم تزریق دی‌اکسید کربن

گرمایش یکی از اساسی‌ترین نیازهای گلخانه‌ها است که تأثیر مستقیم بر رشد و تولید گیاهان دارد. گلخانه‌ها به‌عنوان محیط‌هایی کنترل‌شده برای پرورش گیاهان، نیازمند فراهم‌کردن شرایط ایده‌آل برای رشد گیاهان هستند. تأمین گرمای مناسب و پایدار، به‌ویژه در فصل‌های سرد سال، در این فضاها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. سیستم‌های مناسب گرمایش گلخانه ، نه‌تنها دمای مطلوب را برای گیاهان فراهم می‌کنند بلکه از اتلاف انرژی و هزینه نیز جلوگیری می‌نمایند. مشعل‌ها و بویلرها اجزای کلیدی در این سیستم‌ها هستند که با تأمین گرما و گاز دی‌اکسید کربن از طریق سیستم تزریق دی‌اکسید کربن، نقش حیاتی در بهبود بهره‌وری و کاهش هزینه‌های عملیاتی ایفا می‌کنند.

پروژه تجهیز گلخانه هیدروپونیک بوژانه در کردستان با استفاده از بویلر آبگرم پاکمن به ظرفیت ۵٫۰۰۰٫۰۰۰ کیلوکالری بر ساعت و مشعل دوگانه‌سوز رادمن مدل RLGB-M/M-805 انجام شده است.

اهمیت گرمایش گلخانه

گرمایش گلخانه‌ به‌منظور تأمین دمای مطلوب برای رشد گیاهان ضروری است، چراکه دمای پایین فرآیند رشد را مختل کرده و موجب کاهش کیفیت محصولات می‌شود. دمای مناسب نه‌تنها طعم، ظاهر و ماندگاری محصول را بهبود می‌بخشد، بلکه عملکرد تولید را نیز افزایش می‌دهد. این امر به این دلیل است که فرایند فتوسنتز در دمای مطلوب، بهینه‌تر انجام شده و بازدهی تولید بیشتر می‌شود.

به علاوه در فرایند فتوسنتز، دی‌اکسید کربن نقش اساسی دارد و تأمین میزان مناسب آن به بهبود فرآیند فتوسنتز کمک می‌کند. دمای پایین همراه با رطوبت بالا محیطی مناسب برای رشد میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا فراهم می‌کند که می‌تواند سلامت گیاهان و کیفیت محصولات را تهدید کند. بنابراین، گرمایش مناسب همراه با تأمین دی‌اکسید کربن کافی، عاملی کلیدی در تضمین سلامت و بهره‌وری گلخانه‌ها به‌شمار می‌آید.

انواع سیستم‌های گرمایش گلخانه

سیستم‌های گرمایش گلخانه به‌طور کلی به دو دسته تقسیم می‌شوند: سیستم گرمایش مرکزی و سیستم گرمایش محلی. سیستم گرمایش مرکزی برای گلخانه‌های بزرگ استفاده می‌شود و گرما از یک منبع واحد به بخش‌های مختلف منتقل می‌شود. سیستم گرمایش محلی برای گلخانه‌های کوچک مناسب است و گرما به‌طور مستقیم در نواحی خاص تولید می‌شود.

سیستم گرمایش مرکزی

یکی از سیستم‌های گرمایش گلخانه، سیستم گرمایش مرکزی است که در این روش، از یک بویلر آب گرم یا بخار به‌عنوان منبع اصلی حرارت استفاده می‌شود. وقتی صحبت از بویلر آبگرم یا بخار می‌شود، بحث موتورخانه مطرح می‌شود. موتورخانه شامل اجزایی مانند بویلر، مشعل، انواع پمپ‌ها، مخزن انبساط، شیرها و اتصالات است که هرکدام برای عملکرد مناسب و بهینه سیستم ضروری هستند. آب داغ یا بخار تولید شده در بویلر از طریق لوله‌ها به بخش‌های مختلف گلخانه منتقل می‌شود و با انتقال گرما به محیط، دمای مطلوب برای رشد گیاهان را فراهم می‌کند. سیستم گرمایش مرکزی، به‌ویژه برای گلخانه‌های بزرگ، انتخابی ایده‌آل و کارآمد محسوب می‌شود.

این سیستم گرمایش گلخانه به چندین نوع تقسیم می‌شود: گرمایش از کف، گرمایش از روی بستر، گرمایش از زیر بستر و گرمایش از بالای گیاه.

گرمایش از کف

در این روش، لوله‌های حاوی آب گرم یا بخار در زیر خاک قرار می‌گیرند. این سیستم گرمای مورد نیاز را از پایین به بالا منتقل می‌کند و برای گلخانه‌هایی که نیاز به دمای پایدار و یکنواخت دارند، بسیار مناسب است. گرمایش از کف به کاهش هدررفت انرژی کمک می‌کند و همچنین در گرم نگه داشتن ریشه گیاهان بسیار موثر است.

گرمایش از روی بستر

در این روش، لوله‌های حاوی آب گرم یا بخار به‌صورت افقی روی سطح بستر یا زمین قرار می‌گیرند. گرمای تولید شده توسط این لوله‌ها به هوای اطراف گیاهان منتقل شده و آن‌ها را گرم می‌کند. این سیستم گرمایش گلخانه به‌ویژه برای گیاهانی که نیاز به گرمای ملایم دارند مناسب است اما ممکن است به علت قرارگیری لوله‌ها روی زمین، هدررفت گرما داشته باشد.

گرمایش از زیر بستر یا میز کار

گرم کردن میز یا تخت کار یکی از روش‌های مدرن و کارآمد در سیستم‌های گرمایش مرکزی است. در این روش، لوله‌های گرمایشی در زیر میزها یا تخت‌های کاری نصب می‌شوند. آب گرم یا بخار از طریق این لوله‌ها عبور کرده و گرما را مستقیماً به سطح میز یا تخت انتقال می‌دهد. این گرما به‌طور مستقیم به گیاهان یا محصولات در حال رشد می‌رسد، بدون اینکه گرمای اضافی به فضای هوای گلخانه وارد شود .

گرمایش از بالای گیاهان

گرمایش از بالای گیاه یکی از روش‌های سیستم‌های گرمایش مرکزی است که در آن لوله‌های گرمایشی در بالای گیاهان یا محصولات نصب می‌شوند. در این روش، گرما از لوله‌ها به فضای اطراف گیاهان منتقل می‌شود. مزیت این روش این است که احتمال آسیب دیدن لوله‌ها کم است و گرما به‌صورت یکنواخت در سطح بالای گلخانه پخش می‌شود. این روش برای گلخانه‌هایی که به فضای کاری آزاد نیاز دارند، ایده‌آل است.

سیستم گرمایش محلی

یکی دیگر از سیستم‌های گرمایش گلخانه، سیستم گرمایش محلی است که در سیستم‌های گرمایش محلی، تولید و توزیع گرما به‌صورت متمرکز در یک منطقه خاص انجام می‌شود و بیشتر برای گلخانه‌های کوچک استفاده می‌شود. از نمونه این سیستم گرمایش گلخانه می‌توان به کوره هوای گرم و بخاری تابشی اشاره کرد.

کوره هوای گرم یا بخاری گلخانه‌ای

در کوره هوای گرم یا بخاری گلخانه‌ای، هوای گلخانه توسط فن به داخل کوره کشیده می‌شود و با عبور از روی محفظه احتراق و پاس لوله‌های کوره، گرم می‌شود. سپس هوای گرم از بالای بخاری خارج شده و وارد محیط گلخانه می شود. این روش به دلیل هزینه پایین و طراحی ساده، برای گلخانه‌های کوچک و خانگی مناسب است.

بخاری تابشی

بخاری‌های تابشی معمولاً در بالای گلخانه نصب می‌شوند و با انتشار امواج گرمایی، مستقیماً گیاهان، خاک و سطوح را گرم می‌کنند. این سیستم گرمایشی می‌تواند با سوخت گازی یا برق کار کند. در مدل‌های گازی، سوخت و هوا داخل یک لوله فولادی با یکدیگر مخلوط شده و حرارت حاصل از احتراق، سطح لوله را گرم می‌کند. در مدل‌های برقی، المنت‌های گرم‌شونده وظیفه تولید امواج گرمایی را بر عهده دارند. این روش به جای گرم کردن هوای محیط، انرژی را مستقیماً به سطوح مورد نظر منتقل می‌کند که باعث کاهش هدررفت گرما، صرفه‌جویی در انرژی و افزایش راندمان می‌شود.

 نقش بویلر و مشعل در سیستم تامین دی اکسید کربن

بویلرها علاوه بر تامین گرمای موردنیاز گلخانه، می‌توانند دی‌اکسید کربن موردنیاز گیاهان را تامین کنند. به عبارت دیگر یکی از منابع تامین دی‌اکسید کربن، بویلرهای آبگرم یا بخار هستند. در این بویلرها سوخت یا هوا در مشعل ترکیب شده و پس از احتراق، دی‌اکسید کربن تولید می‌شود. در صورتی که این احتراق از لحاظ آلایندگی‌های کربن منوکسید (CO) و ناکس (NOx) در شرایط مطلوبی باشد، منبع غنی‌ای از دی‌اکسید کربن تولید می‌شود. در این حالت، می‌توان از این دی‌اکسید کربن برای تأمین غذای گیاه بهره گرفت. همانطور که در نمودار نشان داده شده است، افزایش غلظت دی‌اکسید کربن تا مقدار بهینه باعث افزایش نرخ رشد گیاهان می‌شود. ولی غلظت بیش از حد آن موجب مسمومیت گیاه می‌شود.

سیستم تزریق دی‌اکسید کربن

امروزه در گلخانه‌های مدرن، برای تأمین دی‌اکسید کربن مورد نیاز جهت رشد گیاهان از پکیج تولید دی‌اکسید کربن استفاده می‌شود. این پکیج از توده هوای گرم حاوی دی‌اکسید کربن خروجی از دودکش بویلر تغذیه می‌کند. سیستم پلنتا ساخت گروه رادمن شرکت پاکمن، یکی از سیستم‌های تزریق دی‌اکسید کربن است. در این سیستم لازم است دمای محصولات احتراق دودکش تا دمای 60 درجه سانتی‌گراد خنک شوند. در صورتی که از بویلرهای چگالشی استفاده شود دمای دود نزدیک به 60 درجه سانتی‌گراد است و می‌توان مستقیم دود را از طریق سه راهی اختلاط وارد گلخانه کرد.

در مقاله‌ای با عنوان “بررسی کامل بویلر چگالشی: از مزایا تا کاربردها” توضیحات جامع و کاملی درباره بویلرهای چگالشی ارائه شده است. برای کسب اطلاعات بیشتر، مطالعه این مقاله پیشنهاد می‌شود.

در صورتی که از بویلرهای سه پاس استفاده گردد لازم است از یک کنداسنور به منظور خنک سازی دمای دود استفاده کرد. دود پس از عبور از کنداسنور و کاهش دمای آن تا 60 درجه وارد سه راهی اختلاط می‌گردد. کندانسور مورد استفاده در سیستم گلخانه‌ها، کنداسنور ریکو بوده که ساخت شرکت پاکمن است.

هوای تازه جهت تقلیل غلظت کربن دی اکسید و نیز کاهش دمای گاز تا میزان مطلوب از سمت دمپر هوا وارد سه راهی اختلاط می‌شود. مکش جریان به درون پکیج و اختلاط نهایی گاز و هوا توسط فن نشان‌داده‌شده انجام می‌شود. در نهایت، توده هوای گرم با دمای مطلوب (حدود 50 درجه سانتی‌گراد) که حاوی گاز دی‌اکسید کربن با غلظت تنظیم‌شده توسط کاربر است، به سمت فضای گلخانه خارج می‌شود. بدیهی است میزان آلاینده های مونوکسید کربن و ناکس همواره توسط سیستم کنترل پکیج ارزیابی شده و در پایین تر از حد مجاز محیط گلخانه نگه داشته می‌شود.

سیستم پلنتا به دو سنسور پیشرفته مجهز است که کیفیت محصولات احتراق را به‌دقت نظارت می‌کند. در صورت افزایش غیرمجاز گاز CO یا  NO_x، این سنسورها بلافاصله وارد عمل شده و برای جلوگیری از آسیب به گلخانه و گیاهان، مشعل و کل سیستم پلنتا را متوقف می‌کند.

مشعل‌های لوناکس با طراحی نوآورانه خود از ایجاد نقاط دمایی بالا که منجر به تولید آلاینده‌های NOx (ناکس حرارتی) می‌شوند، جلوگیری می‌کنند. این مشعل‌ها با هدف تولید شعله‌هایی یکنواخت و دمای کنترل‌شده توسعه یافته‌اند که در نتیجه، انتشار گازهای آلاینده را به حداقل می‌رسانند. سیستم احتراق پیشرفته آن‌ها با توزیع بهینه سوخت و هوا، دمای شعله را در محدوده‌ای ایمن نگه می‌دارد و از افزایش ناکس حرارتی جلوگیری می‌کند.

در مشعل‌های لوناکس رادمن، این ویژگی‌ها متناسب با نیازهای سیستم‌های گرمایشی صنعتی ارتقا یافته‌اند. مهندسی دقیق و استفاده از مواد باکیفیت، موجب افزایش بهره‌وری حرارتی و کاهش انتشار آلاینده‌ها شده و عملکردی بهینه و پایدار را تضمین می‌کند.

 مخزن ذخیره آب گرم (بافرتانک)

در مواقعی که گلخانه به گاز دی‌اکسید کربن نیاز دارد اما نیازی به حرارت نیست، آب گرم تولیدشده توسط بویلر به جای ارسال به گلخانه، در یک مخزن به اسم بافرتانک ذخیره می‌شود. این مخزن به‌عنوان منبعی برای ذخیره آب گرم عمل می‌کند تا در زمان نیاز، حرارت لازم را برای گلخانه فراهم کند. این راهکار علاوه بر بهینه‌سازی مصرف انرژی، امکان استفاده هم‌زمان از گاز دی‌اکسیدکربن و حرارت را در زمان‌های مناسب فراهم می‌کند.

دلایل استفاده از مشعل مدولار در گرمایش گلخانه

مشعل‌های مدولار به دلیل طراحی خاص و ویژگی‌های پیشرفته خود، یکی از گزینه‌های بهینه و کارآمد برای گرمایش گلخانه محسوب می‌شوند. این مشعل‌ها به‌ویژه در گلخانه‌های بزرگ و صنعتی که نیاز به کنترل دقیق دما و مدیریت انرژی دارند، کاربرد گسترده‌ای دارند. مشعل‌های مدولار رادمن با تمرکز بر راندمان بالا و کنترل دقیق دما، گزینه‌ای پیشرفته برای گرمایش گلخانه هستند. این مشعل‌ها با کاهش مصرف انرژی و تولید آلاینده‌های کمتر، محیطی پایدار و بهینه را فراهم می‌کنند.

دلایل اصلی استفاده از مشعل مدولار در گرمایش گلخانه عبارتند از:

کنترل دقیق دما: امکان تنظیم توان حرارتی بر اساس نیاز گلخانه، حفظ دمای یکنواخت و پایدار.

کاهش مصرف انرژی: عملکرد بهینه و خاموش کردن بخش‌های غیرضروری برای صرفه‌جویی در سوخت.

کاهش آلاینده‌ها: تولید حداقل NOx و CO برای حفظ سلامت گیاهان و محیط زیست.

افزایش عمر سیستم: کاهش استهلاک به دلیل عملکرد مرحله‌ای.

انعطاف‌پذیری: سازگاری با نیازهای مختلف گلخانه و تغییرات شرایط محیطی.

راهکارهای پیشرفته برای گرمایش پایدار گلخانه‌ها

سیستم‌ گرمایش گلخانه و سیستم تزریق دی‌اکسید کربن، بخش‌های حیاتی در عملکرد موفق گلخانه‌ها هستند. تأمین گرمایش مناسب برای گلخانه‌ها از طریق سیستم‌های گرمایش مرکزی و محلی باعث فراهم‌آوری شرایط مطلوب برای رشد گیاهان و افزایش بهره‌وری می‌شود. استفاده از مشعل‌های صنعتی رادمن به‌همراه بویلرهای آبگرم یا بخار پاکمن در این سیستم‌ها، عملکردی پایدار و کارآمد را به ارمغان می‌آورد و با کاهش مصرف انرژی و آلاینده‌ها، محیطی سالم برای گیاهان فراهم می‌کند.

همچنین، سیستم تزریق دی‌اکسید کربن پلنتا، ساخت گروه صنعتی رادمن، از گاز دی‌اکسید کربن تولیدی در بویلرها برای بهبود فرآیند فتوسنتز استفاده کرده و نقش مهمی در بهینه‌سازی رشد گیاهان ایفا می‌کند. این سیستم با کنترل دقیق غلظت دی‌اکسید کربن و نظارت بر آلاینده‌های محیطی نظیر مونواکسید کربن و ناکس، ضمن تأمین نیاز گیاهان به دی‌اکسید کربن، سلامت محیط گلخانه را حفظ می‌کند. در مجموع، ترکیب این سیستم‌های گرمایشی با استفاده از مشعل‌های مدولار رادمن و بویلرهای پاکمن و سیستم تزریق دی‌اکسید کربن پلنتا ساخت گروه صنعتی رادمن، به عنوان یک راهکار جامع، به افزایش کارایی و بهره‌وری در گلخانه‌ها کمک کرده و هزینه‌ها و آلاینده‌ها را کاهش می‌دهد.