Sistemul de răcire Fan and Pad pentru sere

Temperaturile din sere pot foarte ușor să atingă nivele foarte mari, mai ales în timpul sezonului cald și în special atunci când nu sunt echipate cu sisteme de răcire. Depășind anumite valori ale temperaturii, pot apărea efecte negative asupra calității și cantității culturii și asupra productivității lucrătorilor. Procedeul de răcire prin evaporare este metoda cea mai uzitată pentru a reduce temperatura din sere. Se pot utiliza și sisteme de ventilare, dar de regulă, costurile instalării și mentenanței acestora sunt mai mari. De aceea, vă prezentăm mai jos sistemul de răcire Fan and Pad și toate avantajele acestuia.

Răcirea prin evaporare

Răcirea prin evaporare este procesul care reduce temperatura din aer prin evaporarea unei cantități de apă în curentul de aer. Odată cu evaporarea apei, se pierde energia din aer, ceea ce forțează temperatura să scadă. Două valori termice sunt importante în acest proces: temperatura uscată și temperatura umedă. Temperatura uscată este temperatura propriu-zisă a aerului, iar temperatura umedă este cea mai joasă temperatură la care se poate ajunge folosind doar evaporarea apei (este temperatura pe care o simțim când suntem cu pielea umedă și suntem expuși la curenți de aer). Aceasta indică și nivelul de umiditate din aer.


Aranjament tipic Fan and Pad

Pentru ambele temperaturi există instrumente pentru a le putea măsura.
Metoda cea mai comună de a realiza acest tip de răcire într-o seră este prin sistemul fan and pad (ventilator și panou celular).

Figura 1 – Acesta este un aranjament tipic fan and pad. Cea mai răcoroasă parte a serei/solarului este adiacentă cu panourile celulare de evaporare. Aerul se mișcă de-a lungul serei și preia căldura, astfel aerul eliminat este mai cald decât aerul care intră.

Pentru răcirea serelor se mai pot folosi și sisteme de răcire prin ceață. Aceastea au designul și sunt operate pentru a menține temperatura și umiditatea din seră/solar uniforme și le mențin mult mai bine decât sistemul fan and pad. Deși sistemele de răcire prin ceață sunt mai costisitoare decât cele fan and pad, costul acestora ar fi justificat în situațiile în care se pune accent pe uniformitatea nivelelor de umiditate și temperatură.

Panoul celular pentru racire

Sistemul de răcire Fan and Pad (prin evaporare)

Sistemele fan and pad sunt compuse dintr-un set de ventilatoare de fronton la un capăt de seră și un panou celular poros deasupra căruia și prin care este pompată apa, instalat în capătul opus al încăperii.

Figura 2 – Panoul celular pentru răcire. Apa circulă de-a lungul țevii de distribuție și se scurge prin panoul celular. Bazinul de colectare trebuie să fie destul de încăpător, astfel încât toată apa să poată fi colectată în cazul în care pompa este oprită.

Dacă sunt închise toate ușile și deschiderile (laterale/superioare) când sunt pornite ventilatoarele, aerul este tras prin panoul celular umed, iar apa se evaporă. Cu fiecare galon de apă evaporată (1 galon = 3,78 litri) se absoarbe aproximativ 2.37 kW de energie termică din aer în timpul schimbului lichid-vapori. Eliminarea energiei din aer scade temperatura aerului tras în seră.

Eficienta sistemului Fan and Pad

Aerul va avea cea mai joasă temperatură în momentul trecerii prin panoul celular. După ce pătrunde în seră, aerul se mișcă spre ventilatoare și preia căldura de la radiația solară, plante și sol, iar temperatura lui crește treptat. Astfel, aerul este cel mai rece lângă panoul celular și cel mai cald în partea ventilatoarelor.

Cât este de eficient sistemul de răcire Fan and Pad?

Un sistem cu un design bun, instalat și utilizat corespunzător poate avea o eficiență de până la 85%. Figura 3 arată gradul de eficiență: dacă de exemplu avem umiditate relativă de 50% și temperatură de 32°C, sistemul de răcire reduce temperatura la 24.7°C.

Figura 3 – Potențialul de răcire a sistemelor cu eficiență de 85%.

Factori care influențează sistemul de răcire Fan and Pad

1) Considerente Operaționale
Este foarte important ca sera să fie cât mai bine închisă, astfel aerul să intre forțat prin panoul celular. Toate deschiderile și ușile trebuie închise tot timpul, exceptând când sunt utilizate, altfel eficiența sistemului scade, aerul pătrunzând și prin alte intrări.

2) Locația și orientarea serei
Sera trebuie poziționată în funcție de direcția vântului în timpul verii. În relație cu aceasta se plasează apoi ventilatoarele și panoului celular, deoarece depind mult de ea: vântul puternic în timpul verii crește eficiența sistemului.

solar cu cultura de flori pe mese

3) Considerente structurale
Aici se încadrează poziționarea meselor de cultură, obstrucțiuni fizice care împiedică mișcarea aerului, procentajul de sol acoperit cu plante sau chiar și dacă baza serei este solul propriu-zis sau beton. Configurarea acoperișului influențează de asemenea creșterea temperaturii – cu cât se mișcă mai încet aerul, cu atât mai tare crește temperatura.

4) Tipul de panou
Materialul cel mai des folosit pentru panou este celuloza ondulată impregnată cu agenți de umectare și săruri insolubile pentru a rezista împotriva putrezirii. Aceste panouri sunt într-adevăr mai scumpe, dar dacă sunt întreținute corespunzător au o durată de viață de până la 10 ani.
Pentru panouri se pot folosi și alte materiale, dar nu sunt acceptate universal. Printre ele se numără și cele de aluminiu sau fibre plastice; niciuna nu prezintă avantaje suplimentare față de cel celular.

5) Fluxul de aer prin panourilor celulare
Viteza aerului necesară depinde de materialul panoului. Urmăriți sugestiile producătorului! Această viteză determină numărul de metri pătrați de panou necesari pentru o seră cu o anumită dimensiune.

6) Plasarea panourilor celulare
Pentru ca panourile să aibă eficiența maximă trebuie plasate astfel încât tot aerul să intre în sera doar prin ele. În timpul iernii însă, când este nevoie de încălzire și nu răcire, trebuie furnizată o metodă de a le închide și proteja.

7) Debit de apă
Pentru a maximiza eficiența de operare trebuie o suprafață de panou adecvată și o rezervă de apă și sistem de distribuție corespunzătoare.

solar cu ventilatoare de fronton

Cantitatea de apă necesară variază în funcție de tipul de sistem folosit, dar de regulă suprafața panoului este bine umezită când se recirculează 3 litri de apă per metru din lungimea panoului. Se plasează și o valvă la pompă pentru a se putea ajusta debitul de apă pompat prin țeava de ditribuție. Apa nu trebuie să se scurgă prin panou ca o pătură groasă, ci ca niște fire subțiri pentru ca aerul să poata trece ușor și fără rezistență. Apa odată ajunsă în bazinul de colectare este pompată înapoi sus în țeava de distribuție unde își începe din nou cursul.

8) Ventilatoarele
Indiferent de materialul panoului, ventilatoarele de fronton trebuie să aibă capacitatea de a asigura un minim de schimb de aer per minut în seră. În plus, ventilatoarele trebuie să aibă grilaje metalice pentru a preveni înfiltrarea aerului din exterior atunci când nu funcționează.

Pentru informații suplimentare sau oferte legate de produsele Sere Transilvania, consultanții noștri vă stau la dispoziție.

 

Sursa pozelor și sursă bibliografică (în limba engleză) : Florida University și arhiva Sere Transilvania;
Acest articol a fost publicat inițial în data de: 17 Iulie 2015

 

Dacă doriți să citiți și alte articole precum "Sistemul de răcire Fan and Pad pentru sere", selectați una din următoarele categorii: EduSERE, Culturi, Sere și Solarii, Inovații, Eco sau Proiecte