Lüftung für Gewächshäuser

Übermäßige Gewächshaus-Temperaturen führen zu schlechtem Pflanzenwachstum, häufigem Gießen und Ventilatoren, die scheinbar ständig laufen, was die monatliche Stromrechnung erhöht. Im Folgenden finden Sie einige Hinweise zur Verbesserung Ihres Systems.

Lüftung für Gewächshäuser

Natürliche Belüftung

Das Konzept der Kühlung eines Gewächshauses mit thermischem Auftrieb und Wind geht auf den Beginn einer kontrollierten Umgebung zurück. Alle Gewächshäuser, die vor den 1950er Jahren gebaut wurden, hatten eine Form von Lüftungs- oder Lüftungsschlitzen, die geöffnet wurden, damit die überschüssige Wärme entweichen und die kühlere Außenluft eintreten konnte.

Als Polyethylen mit großen Platten entwickelt wurde, die das gesamte Dach bedeckten, erwies es sich als schwierig, Belüftungsöffnungen auf dem Dach anzubringen. Die Ingenieure kamen dann auf das Konzept, Lüfter zu verwenden, die Außenluft durch Luftschlitze in einer Endwand saugen und am gegenüberliegenden Ende absaugen. Mit der thermostatischen Steuerung war und ist dies die anerkannte Methode zum Kühlen vieler Strukturen, bei denen eine positive Luftbewegung erforderlich ist.

Züchter mit Reifhäusern haben festgestellt, dass Rollseiten gut für die Belüftung in der warmen Jahreszeit geeignet sind. Es sind sowohl manuelle als auch motorisierte Systeme erhältlich. Ein Standort mit guter Sommerbrise und viel Platz zwischen den Häusern ist erforderlich. Es ist hilfreich, Gewächshäuser mit einer vertikalen Seitenwand bis zur Höhe der Befestigungsschiene auszulegen, um das Eindringen von Regen zu verringern.

Gewächshäuser mit Dach- und Seitenwandlüftungen arbeiten nach dem Prinzip, dass die Wärme durch einen durch Wind- und Temperaturgradienten verursachten Druckunterschied abgeführt wird. Wind spielt die Hauptrolle. In einem gut gestalteten Gewächshaus sorgt eine Windgeschwindigkeit von 2-3 Meilen / Stunde für 80% oder mehr der Belüftung. Der Wind, der über das Dach weht, erzeugt ein Vakuum und saugt die erwärmte Luft aus der Lüftungsöffnung. Wenn die Seitenwandöffnungen geöffnet sind, tritt kühle Ersatzluft ein und fällt auf den Boden. Wenn die Seitenwandentlüftungen geschlossen sind, tritt kühle Luft in den Boden der Dachentlüftung ein und die erwärmte Luft entweicht aus dem oberen Teil der Entlüftung.

Der Auftrieb, der Effekt der aufsteigenden warmen, feuchten Luft, unterstützt auch die Belüftung. Schwere kühle Luft in Bodennähe wird leichter, wenn sie erwärmt wird und zum Dach aufsteigt. An kühlen Tagen sorgt der große Temperaturunterschied für einen hervorragenden Luftaustausch. An heißen Tagen kann der Temperaturunterschied nur 5 oder 10 Grad betragen und der Auftriebseffekt ist nahezu nicht vorhanden. Der Trend zu höheren Gewächshäusern hat dazu beigetragen, dass die heiße Luft über den Pflanzen steigt. Horizontale Luftstromventilatoren sollten abgeschaltet werden, um eine Zerstörung der warmen Luft zu vermeiden.

Dach- und Seitenschlitze herkömmlicher Gewächshäuser müssen groß genug sein, um eine gute Luftzirkulation zu gewährleisten. Die American Society of Agricultural Engineers empfiehlt, dass die kombinierte Seitenwandentlüftungsfläche der kombinierten Firstentlüftungsfläche entspricht und jeweils 15 bis 20% der Bodenfläche ausmacht. Die beste Ausrichtung für das Gewächshaus besteht darin, dass die normale Sommerwindrichtung über den Kamm weht, so dass ein Unterdruck an der Leekammentlüftung entsteht. Für die Sommerlüftung sollte die Entlüftungsöffnung auf der Luvseite der Entlüftungsöffnung auf der Leekante entsprechen.

Bis zur Entwicklung des Open-Roof-Gewächshaus-Konzepts war die Kühlung großer, mit Dachrinnen verbundener Bauwerke besonders in südlichen Klimazonen schwierig. Der Raum für Seitenwandentlüftungsöffnungen ist normalerweise begrenzt, und das Hindurchleiten von kühler Außenluft und warmer Innenluft durch die Dachentlüftungsöffnungen führt normalerweise zu ungleichmäßiger Kühlung.

Offene Gewächshäuser sind von den meisten großen Herstellern erhältlich. Die meisten Konstruktionen verwenden Standardentlüftungshardware und -steuerungen, um das Dachsystem zu betreiben. Einige haben Dachpaneele, die an der Dachrinne angelenkt sind und sich nach oben öffnen. Andere haben Paneele, die am First und an einer Dachrinne angelenkt sind und auf Teflonlagern seitlich gleiten. Die Größe der Öffnung kann von 0 – etwa 75% gesteuert werden. Die meisten Konstruktionen verwenden Gummidichtungen, um die Fugen abzudichten.

Offendachgewächshäuser haben mehrere Vorteile.

  • Bei warmem Wetter kann die Temperatur im Gewächshaus auf ein bis zwei Grad Außentemperatur gehalten werden, wobei wenig oder gar keine Energie benötigt wird. Viele Erzeuger haben festgestellt, dass dies die Produktionszeit verkürzt und eine Pflanze von besserer Qualität hervorbringt.
  • Im Frühjahr können Pflanzen an schönen Tagen durch Öffnen des Daches abgehärtet werden. Dies erspart die Verschiebung von Pflanzen nach draußen erheblich.
  • Energiekosten werden reduziert. Die Ventilatorbelüftung kann zwischen 0,5 und 1 Kilowattstunde / Quadratfuß / Jahr liegen.
  • Je nach Design und Ausrichtung erhalten die Pflanzen tagsüber möglicherweise mehr Licht als in einem herkömmlichen Gewächshaus oder am frühen Morgen oder am späten Nachmittag weniger Licht, da mehr Glasschichten durchgelassen werden müssen. In diesem Bereich sind weitere Forschungsarbeiten erforderlich.
  • Reduzierte Bewässerung aufgrund einer gleichmäßigeren Temperatur und des Potenzials für natürliche Niederschläge.
  • Das Hinzufügen von Seitenschlitzen ermöglicht Kühlung und Luftbewegung, wenn starker Wind oder Regen das Öffnen des Daches verhindern. Die Guillotine-Entlüftung, die von einigen Herstellern erhältlich ist, beseitigt die herkömmliche Entlüftung mit Armen, die den Innen- oder Außenarbeitsbereich stören.

Um an heißen, sonnigen Tagen eine ausreichende Kühlung zu erhalten, ist möglicherweise ein Beschattungssystem erforderlich. Es sollte porös sein, damit die darunter entstehende Wärme durch das Schirmmaterial nach oben entweichen kann. Verdunstungskühlung, entweder ein Nebelsystem oder tragbare Verdunstungskühler können zusätzliche Kühlung bieten. Eine große Anzahl von hängenden Körben neigt dazu, die natürliche Abkühlung zu verringern.

Die ständigen Entwicklungen bei der Gestaltung natürlicher Belüftungssysteme ermöglichen den Züchtern eine bessere Kontrolle über Temperatur und Luftfeuchtigkeit bei geringeren Kosten. Durch die richtige Dimensionierung, Ausrichtung und Bedienung kann eine bessere Kontrolle als bei Lüftersystemen erzielt werden.

Motorisierte Lüftungsregler sollten mehrmals im Jahr gereinigt und geschmiert werden. Um eine Beschädigung der Scharniere und Entlüftungsarme zu vermeiden, sollte ein Windsensor verwendet werden. Dadurch werden die Lüftungsöffnungen geschlossen, wenn sich starke Winde nähern.

Vor Beginn der Heizperiode sollten die Lüftungsöffnungen so eingestellt werden, dass sie gleichmäßig und dicht schließen. Schlechte Verschlussöffnungen führen im Winter zu erheblichen Wärmeverlusten.

Lüfterlüftung

Lüftersysteme können unter allen Wetterbedingungen eine positive Luftbewegung durch das Gewächshaus gewährleisten. Während die Ventilatoren die erwärmte Luft absaugen, entsteht ein leichtes Vakuum, das durch Luftschlitze, offene Türen und Risse kühlere Außenluft ansaugt.

Lüftergröße

Eine falsche Dimensionierung der Lüfter ist in vielen Gewächshäusern eine Hauptursache für eine schlechte Belüftung. Das Lüftersystem sollte so dimensioniert sein, dass für die Sommerlüftung ein Luftaustauschvolumen pro Minute in einer Höhe von 8 Fuß bereitgestellt wird. Dies führt zu einem Anstieg von 8-10 ° F von der Einlassklappe zum Lüfter. Beispielsweise sollten die Ventilatoren für ein 25 Fuß mal 96 Fuß großes Gewächshaus eine Kapazität von 25 Fuß mal 96 Fuß mal 8 Fuß = 19.200 Kubikfuß pro Minute haben. In südlichen Klimazonen wird manchmal eine Höhe von 10 verwendet, um eine höhere Belüftungsrate zu erzielen.

Wenn das Gewächshaus im Sommer nicht genutzt wird, z. B. Gewächshäuser zur Herstellung von Beetpflanzen, kann die Kapazität auf einen Luftwechsel von 3/4 Volumen pro Minute reduziert werden. Für die Winterlüftung ist eine Kapazität von 1/4 Volumenluftwechsel pro Minute ausreichend. Da die Belüftungsbedürfnisse von Saison zu Saison variieren, ist es am besten, für mehrere Belüftungsraten zu sorgen. Dies kann durch die Verwendung von Ventilatoren mit zwei Drehzahlen in kleinen Häusern und Installationen mit mehreren Ventilatoren in größeren Häusern erreicht werden. Energieeinsparungen und eine bessere Steuerung ergeben sich aus der Verwendung von zweistufigen Thermostaten, Temperaturreglern oder einem Computersystem anstelle eines einstufigen Thermostats.

Lüfterposition

Lüftersysteme funktionieren am besten, wenn die Auslosung weniger als 150 Fuß beträgt. Bei den meisten Gewächshäusern bedeutet dies, dass die Ventilatoren an einer Endwand mit am gegenüberliegenden Ende angeordneten Lüftungsschlitzen installiert werden (Abbildung 3). In längeren Häusern sollten die Ventilatoren an den Seitenwänden angebracht werden, damit sie an beiden Enden Luft durch die Lüftungsschlitze einlassen können.

Nach Möglichkeit sollten Ventilatoren angebracht werden, damit sie mit dem vorherrschenden Sommerwind arbeiten können. Eine Leistungsreduzierung von 10 Prozent oder mehr tritt auf, wenn ein Lüfter gegen den Wind stößt.

Um eine ausreichende Luftzufuhr für die Ventilatoren zu gewährleisten, sollte die Ansaugluftklappenfläche mindestens das 1/4-fache der Ventilatorfläche betragen, insbesondere in Häusern mit Polyverkleidung. Eine durchgehende Jalousie oder mehrere kleinere Jalousien sind zwar teurer, sorgen jedoch für gleichmäßigere Temperaturen im Gewächshaus. Wird bei laufendem Lüfter der Kunststoff fest gegen den Gewächshausrahmen gezogen oder ist die Tür nur schwer zu öffnen, reicht der Ansaugbereich nicht aus. Die Luftklappen sollten mit motorisierten Klappen oder Magnetventilen betrieben und an den Thermostat angeschlossen werden, der den Lüfter betätigt. Gelegentlich wird in kleinen, engen Häusern beim Einschalten des Lüfters schnell ein Unterdruck erzeugt und die motorische Klappe öffnet nicht. Dies kann korrigiert werden, indem ein Zeitrelais verwendet wird, um zu verhindern, dass der Lüfter startet, bis die Luftklappe geöffnet ist.

Stellen Sie den Ventilator so auf, dass die Luft über und durch die Pflanzenhaube strömt und nicht unter den Bänken oder im Kamm des Gewächshauses. Der Boden des Lüfters oder der Lüftungsklappe sollte sich etwa 3 Fuß über dem Boden befinden.

Lüfter- und Lüftermotoren werden normalerweise über Thermostate gesteuert. Oft haben diese einen großen Unterschied zwischen der Aus-Position und der Ein-Position, manchmal sogar 6-8ºF. Die Verwendung dieses Thermostattyps kann zu einer hohen Stromrechnung führen. Wenn der Thermostat beispielsweise auf die gewünschte Solltemperatur von 75 ° F eingestellt ist, schaltet ein +/- 2 ° C-Thermostat den Lüfter bei 73 ° F ab, während ein +/- 5 ° C-Thermostat es dem Lüfter ermöglicht, das Gewächshaus auf 70 ° C abzukühlen ° F. Sie können einen Thermostat überprüfen, indem Sie den Drehregler drehen und die Differenz zwischen der Einschalt- und der Ausschaltposition berechnen. Überprüfen Sie gleichzeitig die Genauigkeit der Einstellung des Thermostat-Einstellrads, indem Sie ein genaues Thermometer neben die Glühlampe stellen.

Um eine möglichst genaue Temperaturregelung zu erzielen, sollten sich Thermostate in der Nähe der Mitte des Gewächshauses in Pflanzenhöhe befinden. Das Ansaugen mit einem 40-60 Kubikfuß pro Minute großen Käfiggebläse oder einem Muffinventilator liefert dem Thermostat eine repräsentativere Luftprobe. (Abb. 2)

Wählen Sie beim Kauf neuer Lüfter diejenigen aus, die gemäß den AMCA-Standards (Air Movement and Control Association) getestet wurden. Die Lüfterleistung variiert erheblich zwischen den Herstellern.

Vergleichen Sie auch das Ventilation Efficiency Ratio (VER). Dies ist das Verhältnis der volumetrischen Luftbewegungsrate zur Energieverbrauchsrate. Dies variiert von etwa 10 bis 20 Kubikfuß pro Minute / Watt. Lüfter mit einem VER von 15 oder höher sind wünschenswert.

Durch den Einsatz größerer Lüfter mit kleineren Motoren kann auch Energie gespart werden. Ein 36 “-Lüfter mit einem 1/3 PS-Motor bietet beispielsweise die gleiche Leistung wie ein 30” -Lüfter mit einem ½ PS-Motor und spart 180 Watt / Stunde Strom.

Die Lüfter sollten regelmäßig gewartet werden. Dies umfasst das Reinigen der Klingen, das Entfernen von Gras oder Unkraut vor den Klappen und das Einstellen der Keilriemen. Schmutzige, automatische Verschlüsse, die sich nicht vollständig öffnen lassen, behindern den Luftstrom erheblich und senken die Lüftungsleistung eines Lüfters drastisch. Wenn diese Klappen bei ausgeschaltetem Ventilator nicht dicht schließen, erhöhen sie die Heizkosten im Winter erheblich, da die kalte Außenluft eindringen kann.

Halten Sie das Gewächshaus voll mit Pflanzen, um die Verdunstungskälte durch Pflanzentranspiration zu erhöhen.

Reduzieren Sie die Betriebszeit der Sommerlüfter, indem Sie die Außenseite des Gewächshauses beschatten.

Hochtemperatur- / Stromausfallalarme sollten regelmäßig überprüft werden. Während eines heißen Sommertages dauert es nur wenige Minuten ohne Belüftung, um Temperaturen von über 100 ° F zu erzeugen.

Verdunstungskühlung

In Zeiten extremer Hitze kann die Temperatur im Gewächshaus die Außentemperatur sogar mit einem gut konzipierten Lüftungssystem um 10-20 ° F überschreiten. Dies belastet die Pflanzen und mindert die Qualität und das Wachstum.

Verdunstungskühlung, die die Wärme in der Luft nutzt, um das Wasser aus dem Blatt und anderen benetzten Oberflächen zu verdampfen, kann verwendet werden, um das Gewächshaus bis zu 10-20 ° F unter die Außentemperatur abzukühlen. Verdunstungskühlung funktioniert am besten, wenn die Luftfeuchtigkeit in der Außenluft niedrig ist. Diese Bedingungen sind im trockenen Südwesten am häufigsten, aber selbst in den feuchteren nördlichen Abschnitten der Vereinigten Staaten gibt es im Sommer viele Tage, an denen eine erhebliche Abkühlung erzielt werden kann.

Im gängigsten Kühlsystem (Lüfter und Kissen) saugen die Lüfter Luft durch feuchte Kissen, die sich über die Länge einer Stirnwand oder Seitenwand erstrecken. Espe und beschichtete Cellulose sind übliche Polstermaterialien, die normalerweise eine Lebensdauer von ein bis drei Jahren haben. Für 20 Quadratfuß Bodenfläche wird ungefähr ein Quadratfuß Pad benötigt.

Das Wasser für die Pads sollte sauber und mineralarm sein, um ein Verstopfen und Beschichten der Pads zu verhindern. Eine Pumpe, Rohre und Rinnen werden zum Umwälzen des Wassers verwendet. Eine Flussrate von 113 Gallonen pro Minute pro linearem Fuß des Kissensystems sollte bereitgestellt werden, um eine angemessene Benetzung sicherzustellen.

Insbesondere in Gebieten mit hartem Wasser ist es wünschenswert, dem Wasser ein Benetzungsmittel zuzusetzen, um eine gleichmäßigere Benetzung der Kissen zu erreichen. Ein handelsübliches Material oder ein flüssiges Haushaltswaschmittel mit einer Menge von 2 Esslöffeln pro 100 Gallonen kann verwendet werden.

Das Algenwachstum in den Pads kann zu einem Problem werden, das die Wirksamkeit des Systems verringert und zu einer beschleunigten Verschlechterung der Pads führt. Die Zugabe eines Algizids zur Wasserversorgung hilft bei der Kontrolle.

Ein alternatives System verwendet einen Nebel oder feinen Nebel, der in den Einlassluftstrom eingespritzt wird. Obwohl verschiedene kommerzielle Systeme erhältlich sind, können die Erzeuger ihre eigenen Systeme mit einer Hochdruckkolbenpumpe und Nebeldüsen zusammenbauen und installieren. Die Grundkomponenten sind in Abb. 1 dargestellt. Ein zweistufiges System, das von einem zweistufigen Thermostat gesteuert wird, ermöglicht es, an übermäßig warmen, hellen Tagen mehr Wasser aufzutragen. Die Temperatureinstellungen sollten zwischen 5 und 10 ° F liegen.

Winterlüftung

An hellen, sonnigen Tagen im Winter kann eine Belüftung erforderlich sein, um die Temperaturen für ein gutes Pflanzenwachstum auf einem akzeptablen Niveau zu halten. Das vor einigen Jahren eingeführte Ventilator- und Röhrensystem hat sich zu diesem Zweck in der Industrie durchgesetzt. Es mischt die kalte Außenluft mit der warmen Gewächshausluft, bevor es den Anlagenpegel erreicht. Es gibt zwei Arten von Systemen.

Die kostengünstigste Installation und der kostengünstigste Betrieb erfordern einen Lüfter, der normalerweise mit niedriger Drehzahl betrieben wird, um die erwärmte Luft aus dem Gewächshaus abzulassen. Die Ansaugluft tritt durch ein perforiertes Kunststoffrohr ein, das im First des Gewächshauses aufgehängt und mit einer motorisierten Luftklappe oder einem großen Ofenrohrbogen verbunden ist. In Gewächshäusern mit einer Breite von mehr als 25 Fuß sollten zwei Röhren verwendet werden, um eine gleichmäßigere Kühlung zu erzielen.

Rohre mit 2-Fuß-Lochabstand sollten in Kunststoffgewächshäusern verwendet werden. Rohre mit einem Abstand von 4 Fuß können in Gewächshäusern aus Glas verwendet werden. Die Rohre sollten so ausgestanzt werden, dass die Luft horizontal ins Haus abgeführt wird.

Das zweite System, das allgemein als Fächerstrahl bezeichnet wird, verwendet einen Lüfter, der sich im Grat einer Endwand befindet, um den angebrachten perforierten Schlauch aufzublasen. Luft wird durch eine benachbarte motorisierte Luftklappe zugeführt. Der Lüfter ist auf Dauerbetrieb eingestellt und sorgt bei geöffneter Luftklappe für Belüftung und bei geschlossener Luftzirkulation im Gewächshaus. Die Einheit sollte so dimensioniert sein, dass sie pro Minute und Quadratfuß der Grundfläche ungefähr einen halben Kubikfuß ausmacht.

Bei beiden Systemen sollte das Ende des Schlauchs, das nicht an der Einlassklappe oder dem Lüfter befestigt ist, abgebunden werden. Obwohl die meisten Gewächshauslieferanten ein vorgestanztes Standardrohr liefern, ist die richtige Größe und Anzahl der Löcher entscheidend für einen ordnungsgemäßen Betrieb und eine gleichmäßige Belüftung. Zusätzliche Löcher sollten in das Rohr geschnitten werden, wenn das Rohr beim Einschalten des Lüfters aufspringt oder wenn die Türen des Gewächshauses schwer zu öffnen sind. Wenn sich der Schlauch jedoch nicht vollständig aufbläst, sollten einige Löcher mit einem Poly-Klebeband verschlossen werden. Überprüfen Sie auch, ob die Türen zum Gewächshaus geschlossen sind, damit kein Kurzschluss auftritt.

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