سال هاست گلخانه داران با یک دغدغه همیشگی در استفاده از بخاری های معمولی روبه رو هستند؛ اینکه بخاری باید دائماً تحت کنترل باشد. روشن کردن به موقع، تنظیم شعله و مراقبت از دمای گلخانه، نیاز به وقت و حضور مداوم دارد و کوچک ترین بی توجهی می تواند باعث اختلال در شرایط دمایی گلخانه شود.
اما بخاری اتوماتیک گلخانه کار را برای گلخانه دار راحت تر می کند. این سیستم با بررسی دمای محیط، در زمان مناسب روشن یا تنظیم می شود و کمک می کند دمای گلخانه در شرایط مناسب باقی بماند؛ بدون اینکه لازم باشد مدام بالای سر بخاری باشید و آن را کنترل کنید.
سیکل عادی هیتر اتوماتیک را می توان به صورت زیر خلاصه کرد:
فرمان گرمایش ←پیش تهویه مشعل ←جرقه و ورود سوخت ←تشکیل و تشخیص شعله ←داغ شدن دیگ ←روشن شدن فن اصلی ←ادامه گرمایش ←رسیدن دیگ به حد دمایی ←خاموش شدن مشعل ←ادامه کار فن ←خنک شدن دیگ ←خاموش شدن فن
در ادامه این مطلب بررسی می کنیم که مکانیزم کار آن چگونه است و استفاده از آن چه مزایایی برای یک گلخانه دار به همراه دارد.
عملکرد و نحوه کار سیستم گرمایش گلخانه اتوماتیک
با افت دمای گلخانه و رسیدن حسگر دما به عدد تنظیم شده (مثلا 20 درجه)، فرمان شروع گرمایش داده می شود. با صادر شدن این فرمان، سیکل کاری هیتر اتوماتیک آغاز می شود. مراحل اصلی این سیکل عبارت اند از:
1- پیش تهویه مشعل بخاری گلخانه قبل از احتراق
با دریافت فرمان گرمایش، اولین مرحله روشن شدن فن مشعل است. به این مرحله که قبل از تشکیل شعله انجام می شود، پیش تهویه مشعل می گویند.
این کار چند فایده دارد:
- آماده کردن شرایط مناسب برای تشکیل شعله
- کاهش احتمال باقی ماندن بخارات سوخت یا دود و گاز قبلی در کوره
- فراهم کردن شرایط ایمن تر برای شروع احتراق
مدت زمان این مرحله به نوع مشعل و سیستم کنترل آن بستگی دارد. در بسیاری از مشعل های صنعتی، پیش تهویه حدود 30 تا 60 ثانیه طول می کشد.
2- جرقه زنی و ورود سوخت در بخاری اتوماتیک
پس از پایان پیش تهویه، سیستم جرقه زن وارد مدار می شود. هم زمان شیر برقی سوخت طبق زمان بندی دقیق رله مشعل باز می شود. سوخت پودر شده یا گاز به وسیله جرقه مشتعل شده و شعله تشکیل می شود.
در این مرحله، فتوسل (در مشعل های گازوئیلی) یا میله یونیزاسیون (در مشعل های گازی) وجود شعله را چک می کنند. اگر شعله تشکیل نشود، رله بلافاصله جریان سوخت را قطع کرده و چراغ قرمز مشعل روشن شده و به اصطلاح مشعل رله می کند.
3- انتقال گرما از کوره و مبدل حرارتی هیتر
پس از روشن شدن مشعل، انرژی حرارتی مشعل ابتدا باعث داغ شدن کوره شده و سپس آلاینده های سوخت به پاس های بعدی یعنی مبدل های حرارتی منتقل می شوند.
در این مرحله، طراحی بخش حرارتی هیتر نقش مهمی دارد. مقدار گرمایی که واقعاً به هوای گلخانه می رسد، فقط به ظرفیت حرارتی مشعل وابسته نیست؛ بلکه به عوامل زیر بستگی دارد:
- سطح حرارتی کوره و مبدل ها
- مسیر عبور دود و گاز
- مدت تماس دود داغ با سطوح انتقال حرارت
- افت فشار مسیر دود
- طراحی جریان هوا در اطراف سطوح حرارتی
دود و گاز پس از عبور از مسیرهای طراحی شده، از طریق اگزوز از محیط خارج می شوند. طراحی صحیح این مسیر باعث می شود بیشترین مقدار انرژی تولید شده از سوخت، به گرمای قابل استفاده برای گلخانه تبدیل شود.
4- روشن شدن فن های اصلی هیتر گلخانه
پس از روشن شدن مشعل، فن اصلی بلافاصله روشن نمی شود؛ زیرا در این لحظه هنوز سطوح حرارتی به اندازه کافی داغ نشده اند و ممکن است جریان هوای سرد به بوته ها آسیب برساند.
کوره یا دیگ هیتر باید ابتدا گرم شود. وقتی دمای بدنه دیگ به نقطه تنظیم شده در ترموستات دیجیتال یا آنالوگ هیتر (مثلاً 45 درجه سانتی گراد) رسید، تابلو برق فرمان روشن شدن فن اصلی را صادر می کند.
وظیفه فن اصلی:
- مکش هوای سردتر گلخانه
- عبور دادن هوا از روی کوره و مبدل های حرارتی
- پخش کردن هوای گرم در محیط گلخانه
البته بازدهی این بخش فقط به قدرت موتور فن مربوط نیست. عواملی مانند حجم باد خروجی فن (دبی هوا)، فشار استاتیک، محل نصب فن، طراحی مبدل و نحوه عبور هوا از سطوح حرارتی نیز تأثیر مستقیمی بر قدرت گرمایش هیتر اتوماتیک گلخانه دارند.
چرا دمای دیگ هیتر با دمای گلخانه یکی نیست؟
یکی از نکات مهم در کار با هیتر اتوماتیک این است که دمای کوره یا دیگ هیتر را با دمای هوای گلخانه اشتباه نگیریم.
برای مثال، اگر نمایشگر دیجیتال، عدد 135 درجه سانتی گراد را نشان دهد، به معنی 135 درجه بودن دمای گلخانه نیست. این عدد مربوط به دمای خود دیگ یا محدوده حرارتی آن است.
مشعل علاوه بر حسگر دمای محیط، از نظر دمای دیگ نیز کنترل می شود. اگر دمای دیگ به حدود 135 درجه برسد، مشعل برای جلوگیری از آسیب و افزایش بیش از حد دمای بدنه خاموش می شود؛ حتی اگر گلخانه هنوز به دمای تنظیم شده نرسیده باشد.
پس از کاهش دمای دیگ (مثلاً با 10 درجه اختلاف و رسیدن به 125 درجه سانتی گراد)، مشعل مجدداً وارد مدار می شود.
بنابراین اپراتور گلخانه نباید صرفاً با دیدن عدد روی کنترلر دمای دیگ نتیجه بگیرد که گلخانه بیش از حد گرم شده است. برای بررسی دمای واقعی گلخانه باید عدد حسگر دمای محیطی را ملاک قرار داد.
علت کارکرد فن هیتر گلخانه بعد از خاموشی مشعل
خاموش شدن مشعل به معنی پایان فوری انتقال حرارت نیست. پس از قطع شدن شعله، کوره و مبدل ها هنوز انرژی حرارتی دارند. اگر فن ها بلافاصله خاموش شوند، بخشی از این گرما بدون استفاده باقی می ماند.
به همین دلیل تابلو برق اجازه می دهد فن های اصلی مدتی به کار خود ادامه دهند. با این کار، حرارت باقی مانده از سطوح داغ به هوای گلخانه منتقل می شود.
در سیستم مورد مثال:
- فن اصلی در حدود 45 درجه وارد مدار می شود.
- پس از خاموش شدن مشعل همچنان فعال باقی می ماند.
- زمانی که دمای دیگ به حدود 35 درجه کاهش پیدا کند، فن خاموش می شود.
این تأخیر در خاموش شدن فن، یک رفتار طبیعی و بخشی از طراحی صحیح سیکل کاری هیتر است و آسیب رسیدن به کوره و مبدل هم جلوگیری می کند.
چرا نباید بخاری اتوماتیک گلخانه دائماً روشن و خاموش شود؟
قطع و وصل زیاد مشعل در فاصله های کوتاه، همیشه نشانه عملکرد طبیعی سیستم اتوماتیک نیست. اگر هیتر دائماً در یک سیکل کوتاه روشن و خاموش می شود، چند مورد باید بررسی شود:
تنظیم ترموستات یا حسگر
باید بررسی شود که آیا دمای وصل و قطع به درستی تنظیم شده است یا خیر. اختلاف دمای بسیار کم در ترموستات محیطی باعث می شود مشعل با کوچک ترین تغییر دما وارد سیکل استارت شود که استهلاک قطعات را به شدت بالا می برد.
جای قرار دادن حسگر گلخانه
اگر حسگر در معرض هوای گرم خروجی مستقیم هیتر، در مسیر جریان فن های سیرکوله، نزدیک اگزاست فن، یا در نقاط کور و سرد سالن نصب شود، داده های اشتباهی به تابلو برق ارسال می کند. این داده ها نشان دهنده دمای واقعی گلخانه نیستند و باعث اختلال در سیکل کاری هیتر اتوماتیک گلخانه می شوند.
مشکل تنظیم مشعل
ممکن است میزان هوای ورودی به مشعل کم یا زیاد باشد که می تواند باعث کاهش کیفیت شعله، افزایش مصرف سوخت، کاهش راندمان و ایجاد شرایط ناایمن شود. تنظیم فشار سوخت، میزان هوای احتراق و سایر پارامترهای مشعل باید توسط فرد متخصص انجام شود.
جمع بندی طرز کار و مزیت هیتر گلخانه اتوماتیک
گلخانه داری همیشه با نگرانیهای خودش همراه است؛ از وضعیت محصول گرفته تا کنترل دما در روزهای سرد سال. اما با یک هیتر اتوماتیک مناسب، حداقل میتوان یکی از مهمترین دغدغهها یعنی تأمین گرمایش گلخانه را راحتتر مدیریت کرد.
استفاده از هیتر اتوماتیک گلخانه هزینه اضافه نیست؛ در واقع راهی است برای جلوگیری از خسارتهای بیشتر. وقتی گرما درست و یکنواخت در سالن پخش شود، سوخت بیدلیل مصرف نشود و دمای گلخانه همیشه تحت کنترل باشد، هم محصول در شرایط بهتری رشد میکند و هم بازدهی کشت بالاتر میرود.
