Tweet
SERALARIN ISITILMASI
Bilindiði gibi bitki geliþimi CO2, güneþ enerjisi, su ve besin maddeleri gibi faktörlerin yardýmý ile saðlanmaktadýr. Ancak bitkilerin geliþme ve ürün verme gibi normal faaliyetlerini yapabilmeleri için bitki türüne göre deðiþen belirli bir sýcaklýk sýnýn içerisinde olmalarý gerekmektedir. Sera üretiminde özellikle ýlýman bölgelerde dýþ ortam sýcaklýðýnýn düþük olduðu durumlarda bile bitki için gerekli sýcaklýk saðlanabilmektedir. Seralarda bitkiler rüzgar, yaðmur ve karýn olumsuz etkilerine karþý korunmakla birlikte gündüz süresince güneþ ýþýnýmýndan ýsý kazancý ile sýcaklýk artýþý saðlar. Sýcaklýðýn 10 °K artýþý bitki geliþim oraným iki kat arttýrdýðýndan seralarda ticari ürünlerin ekonomik olarak üretilmesinde yüksek sýcaklýk derecelerinin özel önemi vardýr.
Seralarýn ýsýtýlmasý aþaðýdaki yararlan saðlar: Birim alandan yüksek verim ve kalite
- Büyüme döneminin kýsaltýlmasý Ýþçilik gereksiniminin düþmesi Kimyasal pestisitlerin kullanýmýnýn azalmasý
- Bitki çevresinde nispi nemin azaltýlmasý ve yaprak
hastalýklarýnda azalma
- Kök bölgesinde yeterli sýcaklýðýn saðlanmasý
Gündüz süresince seranýn ýsýnmasýný saðlayan en önemli enerji kaynaðý güneþ ýþýnýmý olmakla birlikte bunun yeterli olmadýðý özellikle gece dönemlerinde ýsýtýcýlar kullanýlýr. Isýtýcýlar ile sera içi sýcaklýðýnýn yükseltilmesiyle bitki büyüme hýzý arttýrýlmaktadýr. Büyüme hýzýnýn arttýrýlmasý ile de bitki verimi, erkencilik ve kalite arttýrýlmakta; ayrýca dýþ ortamýn olumsuz etkisi azaltýlmaktadýr.
Sera bir solar kollektördür. Güneþ, seranýn ýsýnmasýna neden olan ýsýnýn baþlýca kaynaðýný oluþturur. Seranýn bu yolla ýsýnmasý, sera etkisi ve sera dýþ yüzeyinin ýsý geçiren bir malzeme ile kaplanmýþ olmasý gibi iki nedenle olur.
Sera örtü malzemesinden geçen radyasyon enerjisi güneþ ýþýnlarýndan ve 0.38-2.5 mikron dalga boyunda elektromanyetik dalgalardan oluþur. Bu enerji sera içerisindeki bitkileri, topraðý ve diðer objeleri ýsýtýr. Isýnan bu objeler tekrar 5-35 mikron uzun dalga boylu (radyasyon) ýþýným yayar. Bunlar sera örtü malzemesinden geçmez ve bu þekilde sera içi ýsýsý yükselir. Bu olay sera etkisi olarak açýklanmaktadýr. Sera içinde oluþan bu ýsý enerjisi örtü malzemesinin ýsý iletim miktarýna baðlý olarak sürekli dýþ ortama kaçar. Özellikle kýþýn bitki geliþimi için optimum sera içi sýcaklýðý saðlanamaz. Bu da serada sýcaklýk düþüþlerine neden olur ve ek bir ýsý kaynaðýna gereksinim duyulur. Bu olaya seralarda ýsýtma denir. Serada geliþim etmenlerinden biri olan sýcaklýk mümkün olduðu kadar optimum þuurlar arasýnda bulunmalýdýr. Bu nedenle ýsýtma sistemleri, kontrol sistemleri ve örtü malzemesinin birbirleriyle iyi bir þekilde uyum göstermeleri gerekir.
Isýtýlan serada temelde ýsý iletimi radyasyon (ýþýným), konveksiyon (taþýným), kondüksiyon (iletim) ve infiltrasyon yolu ile olmaktadýr. Seralarda bunlara ek olarak buharlaþma, yoðunlaþma ve hava deðiþimi ile de ýsý taþýnýmý olmaktadýr (Þekil 8.1)
Radyasyon
Radyasyon yolu ile ýsý taþýnýmý farklý sýcaklýklardaki kütleler arasýnda manyetik dalgalar yardýmý ile meydana gelmektedir. Sera örtü malzemesine ulaþan ýþýnýmýn bir kýsmý yansýtýlmakta, bir kýsmý emilmekte, geri kalan kýsmý da örtü malzemesinden geçmektedir. Siyah renkli kütleler tüm ýþýnýmý emip sýcaklýða dönüþtürürken, beyaz renkli kütleler ýþýnýmý büyük oranda yansýtýrlar.
Konveksiyon
Bu yolla ýsý iletimi birbirlerine karþý hareket eden moleküller yardýmýyla sýcak ortamdan soðuk ortama doðru olur. Katý yüzeyler üzerinde akýþkanlarýn veya gazýn hareketi sonucunda ortaya çýkan ýsý taþýnýmý buna örnek olarak verilebilir.
Kondüksiyon
Bir kütledeki moleküllerin karþýlýklý hareketi olmadan dokunma ile ýsýnýn taþýnmasýdýr. Bu tür ýsý iletimi katý cisimlerde, hareketsiz sývýlarda ve gaz katmanlarý arasýnda olur.
Metallerin ýsý iletimleri yüksek olduðundan seralarda kullanýlan profiller ýsýnýn dýþ ortama taþýmasýnda örtü malzemelerine oranla daha büyük rol oynar. Bu nedenle bu malzemelere ýsý köprüleri adý verilir. Plastik örtüler de gece ýþýným yoluyla yüksek ýsý kayýplarýna neden olurlar. Serada özellikle kýþ aylarýnda sadece örtü malzemesi ile bitkiler için gerekli olan yeterli sýcaklýk saðlanamaz. Bu nedenle seralar için ek ýsý saðlanmalý, diðer bir deyiþle seralar ýsýtýlmalýdýr.
Buharlaþma ve Yoðuþma
Iþýk, sýcaklýk gibi hava nemi de bitkiler için bir geliþim etmeni olup optimum bir deðere sahip olmalýdýr. Serada hava nemi bitkiler tarafýndan buharlaþma, örtü malzemesi yüzeyinde olan yoðuþma, iç ve dýþ ortam arasýnda oluþan hava deðiþimi gibi etmenlerden etkilenmektedir. Sera nemi sera sýcaklýðýna baðlý olarak çoðunlukla oransal nem olarak ifade edilmektedir.
Nemli hava en fazla doyum noktasýna kadar su buharý alabilir. Havanýn doyum noktasýndaki su içeriði o andaki sýcaklýða baðlýdýr. Doymuþ havanýn soðumasý ile bünyesinde bulunan su yoðuþur ve ýsý açýða çýkar. Sera çatýsýnda yoðuþma ile serbest hale gelen ýsýnýn çatý tararýndan taþman miktarý belirlenmelidir. Toprak yüzeyinden ve bitkilerden buharlaþma yolu ile kaybolan ýsý enerjisi temelde yoðuþma iliþkisi ile saptanabilir.
Ýnfiltrasyon (Sýzma ile Hava Deðiþimi)
Genellikle seralarda iki yolla ýsý kaybý oluþur:
1) Serayý çevreleyen örtü malzemesinden iletim yolu ile
2) Çatý, duvar veya örtü ek yerlerinden sýzýntý yolu ile olan ýsý
kayýplarý
Sera yüzeyinden iletim yolu ile olan ýsý kaybý; ýsý iletim katsayýsý, sera yüzey alaný ve sera içi ve dýþ ortam arasýndaki sýcaklýk farkýndan oluþur.
Özellikle cam seralarda cam ek yerlerinden, çatý yan duvarlarýndan, kapý ve pencere kenarlarýnda bulunan açýklýklardan akan hava hareketi ile olan ýsý kaybý infiltrasyon olarak tammlanmaktadýr. Bu yolla olan hava deðiþiminin ýsý kayýplarý ile iliþkisi önemlidir. Ýnfiltrasyon yolu ile soðutma etkisi seraya giren güneþ enerjisi miktarý ile karþýlaþtýrýldýðýnda oldukça küçüktür.
Cam seralarda birim çatý alaný için kullanýlan cam boyutlarý veya cam ek yerleri sayýsý, çatý ve yan duvarlarda kullanýlan cam kalýnlýðý ve seranýn bakýmý infiltrasyon nispetine etki eder. Zorunlu hava sirkülasyonu veya birim ýsýtýcýlarýn kullanýmý infiltrasyon nispetinin yükselmesine neden olur. Plastik seralarda örtü malzemesinde ek yerlerinin olmamasý ve çatýnýn geniþ tabakalar halinde plastik örtü ile kaplanmasý nedeniyle açýklýklarýn ve ek yerlerinin az olmasýndan dolayý düþük infiltrasyon nispetine sahiptirler.
Sera yapýlarýnda havalandýrma açýklýklarýnýn kapalý olmasý durumunda bile kapý ve pervazlar aracýlýðý ile dýþ ortam arasýnda istenmeyen sürekli bir hava deðiþimi oluþmaktadýr. Hava deðiþimi için ölçüt ise hava deðiþim sayýsý olup, birim zamanda deðiþen hava hacminin sera hacmine oram olarak tanýmlanýr. Seranýn hava deðiþim oram seranýn tasarýmýna, örtü malzemesine, bu malzemenin seraya örtülme durumuna, rüzgar hýzý ve yönüne baðlý olarak deðiþir. Bu yolla seralarda oldukça önemli bir miktarda ýsý dýþarýya taþýnmaktadýr.
Plastik seralarda infiltrasyonla ýsý kaybý daha azdýr. Bu nedenle bu tip seralarda iç ortam sýcaklýðý gündüz genellikle cam seralardan daha fazladýr. Dolayýsý ile, plastik seralarýn havalandýrma gereksinimi de daha fazladýr.
Bilindiði gibi bitki geliþimi CO2, güneþ enerjisi, su ve besin maddeleri gibi faktörlerin yardýmý ile saðlanmaktadýr. Ancak bitkilerin geliþme ve ürün verme gibi normal faaliyetlerini yapabilmeleri için bitki türüne göre deðiþen belirli bir sýcaklýk sýnýn içerisinde olmalarý gerekmektedir. Sera üretiminde özellikle ýlýman bölgelerde dýþ ortam sýcaklýðýnýn düþük olduðu durumlarda bile bitki için gerekli sýcaklýk saðlanabilmektedir. Seralarda bitkiler rüzgar, yaðmur ve karýn olumsuz etkilerine karþý korunmakla birlikte gündüz süresince güneþ ýþýnýmýndan ýsý kazancý ile sýcaklýk artýþý saðlar. Sýcaklýðýn 10 °K artýþý bitki geliþim oraným iki kat arttýrdýðýndan seralarda ticari ürünlerin ekonomik olarak üretilmesinde yüksek sýcaklýk derecelerinin özel önemi vardýr.
Seralarýn ýsýtýlmasý aþaðýdaki yararlan saðlar: Birim alandan yüksek verim ve kalite
- Büyüme döneminin kýsaltýlmasý Ýþçilik gereksiniminin düþmesi Kimyasal pestisitlerin kullanýmýnýn azalmasý
- Bitki çevresinde nispi nemin azaltýlmasý ve yaprak
hastalýklarýnda azalma
- Kök bölgesinde yeterli sýcaklýðýn saðlanmasý
Gündüz süresince seranýn ýsýnmasýný saðlayan en önemli enerji kaynaðý güneþ ýþýnýmý olmakla birlikte bunun yeterli olmadýðý özellikle gece dönemlerinde ýsýtýcýlar kullanýlýr. Isýtýcýlar ile sera içi sýcaklýðýnýn yükseltilmesiyle bitki büyüme hýzý arttýrýlmaktadýr. Büyüme hýzýnýn arttýrýlmasý ile de bitki verimi, erkencilik ve kalite arttýrýlmakta; ayrýca dýþ ortamýn olumsuz etkisi azaltýlmaktadýr.
Sera bir solar kollektördür. Güneþ, seranýn ýsýnmasýna neden olan ýsýnýn baþlýca kaynaðýný oluþturur. Seranýn bu yolla ýsýnmasý, sera etkisi ve sera dýþ yüzeyinin ýsý geçiren bir malzeme ile kaplanmýþ olmasý gibi iki nedenle olur.
Sera örtü malzemesinden geçen radyasyon enerjisi güneþ ýþýnlarýndan ve 0.38-2.5 mikron dalga boyunda elektromanyetik dalgalardan oluþur. Bu enerji sera içerisindeki bitkileri, topraðý ve diðer objeleri ýsýtýr. Isýnan bu objeler tekrar 5-35 mikron uzun dalga boylu (radyasyon) ýþýným yayar. Bunlar sera örtü malzemesinden geçmez ve bu þekilde sera içi ýsýsý yükselir. Bu olay sera etkisi olarak açýklanmaktadýr. Sera içinde oluþan bu ýsý enerjisi örtü malzemesinin ýsý iletim miktarýna baðlý olarak sürekli dýþ ortama kaçar. Özellikle kýþýn bitki geliþimi için optimum sera içi sýcaklýðý saðlanamaz. Bu da serada sýcaklýk düþüþlerine neden olur ve ek bir ýsý kaynaðýna gereksinim duyulur. Bu olaya seralarda ýsýtma denir. Serada geliþim etmenlerinden biri olan sýcaklýk mümkün olduðu kadar optimum þuurlar arasýnda bulunmalýdýr. Bu nedenle ýsýtma sistemleri, kontrol sistemleri ve örtü malzemesinin birbirleriyle iyi bir þekilde uyum göstermeleri gerekir.
Isýtýlan serada temelde ýsý iletimi radyasyon (ýþýným), konveksiyon (taþýným), kondüksiyon (iletim) ve infiltrasyon yolu ile olmaktadýr. Seralarda bunlara ek olarak buharlaþma, yoðunlaþma ve hava deðiþimi ile de ýsý taþýnýmý olmaktadýr (Þekil 8.1)
Radyasyon
Radyasyon yolu ile ýsý taþýnýmý farklý sýcaklýklardaki kütleler arasýnda manyetik dalgalar yardýmý ile meydana gelmektedir. Sera örtü malzemesine ulaþan ýþýnýmýn bir kýsmý yansýtýlmakta, bir kýsmý emilmekte, geri kalan kýsmý da örtü malzemesinden geçmektedir. Siyah renkli kütleler tüm ýþýnýmý emip sýcaklýða dönüþtürürken, beyaz renkli kütleler ýþýnýmý büyük oranda yansýtýrlar.
Konveksiyon
Bu yolla ýsý iletimi birbirlerine karþý hareket eden moleküller yardýmýyla sýcak ortamdan soðuk ortama doðru olur. Katý yüzeyler üzerinde akýþkanlarýn veya gazýn hareketi sonucunda ortaya çýkan ýsý taþýnýmý buna örnek olarak verilebilir.
Kondüksiyon
Bir kütledeki moleküllerin karþýlýklý hareketi olmadan dokunma ile ýsýnýn taþýnmasýdýr. Bu tür ýsý iletimi katý cisimlerde, hareketsiz sývýlarda ve gaz katmanlarý arasýnda olur.
Metallerin ýsý iletimleri yüksek olduðundan seralarda kullanýlan profiller ýsýnýn dýþ ortama taþýmasýnda örtü malzemelerine oranla daha büyük rol oynar. Bu nedenle bu malzemelere ýsý köprüleri adý verilir. Plastik örtüler de gece ýþýným yoluyla yüksek ýsý kayýplarýna neden olurlar. Serada özellikle kýþ aylarýnda sadece örtü malzemesi ile bitkiler için gerekli olan yeterli sýcaklýk saðlanamaz. Bu nedenle seralar için ek ýsý saðlanmalý, diðer bir deyiþle seralar ýsýtýlmalýdýr.
Buharlaþma ve Yoðuþma
Iþýk, sýcaklýk gibi hava nemi de bitkiler için bir geliþim etmeni olup optimum bir deðere sahip olmalýdýr. Serada hava nemi bitkiler tarafýndan buharlaþma, örtü malzemesi yüzeyinde olan yoðuþma, iç ve dýþ ortam arasýnda oluþan hava deðiþimi gibi etmenlerden etkilenmektedir. Sera nemi sera sýcaklýðýna baðlý olarak çoðunlukla oransal nem olarak ifade edilmektedir.
Nemli hava en fazla doyum noktasýna kadar su buharý alabilir. Havanýn doyum noktasýndaki su içeriði o andaki sýcaklýða baðlýdýr. Doymuþ havanýn soðumasý ile bünyesinde bulunan su yoðuþur ve ýsý açýða çýkar. Sera çatýsýnda yoðuþma ile serbest hale gelen ýsýnýn çatý tararýndan taþman miktarý belirlenmelidir. Toprak yüzeyinden ve bitkilerden buharlaþma yolu ile kaybolan ýsý enerjisi temelde yoðuþma iliþkisi ile saptanabilir.
Ýnfiltrasyon (Sýzma ile Hava Deðiþimi)
Genellikle seralarda iki yolla ýsý kaybý oluþur:
1) Serayý çevreleyen örtü malzemesinden iletim yolu ile
2) Çatý, duvar veya örtü ek yerlerinden sýzýntý yolu ile olan ýsý
kayýplarý
Sera yüzeyinden iletim yolu ile olan ýsý kaybý; ýsý iletim katsayýsý, sera yüzey alaný ve sera içi ve dýþ ortam arasýndaki sýcaklýk farkýndan oluþur.
Özellikle cam seralarda cam ek yerlerinden, çatý yan duvarlarýndan, kapý ve pencere kenarlarýnda bulunan açýklýklardan akan hava hareketi ile olan ýsý kaybý infiltrasyon olarak tammlanmaktadýr. Bu yolla olan hava deðiþiminin ýsý kayýplarý ile iliþkisi önemlidir. Ýnfiltrasyon yolu ile soðutma etkisi seraya giren güneþ enerjisi miktarý ile karþýlaþtýrýldýðýnda oldukça küçüktür.
Cam seralarda birim çatý alaný için kullanýlan cam boyutlarý veya cam ek yerleri sayýsý, çatý ve yan duvarlarda kullanýlan cam kalýnlýðý ve seranýn bakýmý infiltrasyon nispetine etki eder. Zorunlu hava sirkülasyonu veya birim ýsýtýcýlarýn kullanýmý infiltrasyon nispetinin yükselmesine neden olur. Plastik seralarda örtü malzemesinde ek yerlerinin olmamasý ve çatýnýn geniþ tabakalar halinde plastik örtü ile kaplanmasý nedeniyle açýklýklarýn ve ek yerlerinin az olmasýndan dolayý düþük infiltrasyon nispetine sahiptirler.
Sera yapýlarýnda havalandýrma açýklýklarýnýn kapalý olmasý durumunda bile kapý ve pervazlar aracýlýðý ile dýþ ortam arasýnda istenmeyen sürekli bir hava deðiþimi oluþmaktadýr. Hava deðiþimi için ölçüt ise hava deðiþim sayýsý olup, birim zamanda deðiþen hava hacminin sera hacmine oram olarak tanýmlanýr. Seranýn hava deðiþim oram seranýn tasarýmýna, örtü malzemesine, bu malzemenin seraya örtülme durumuna, rüzgar hýzý ve yönüne baðlý olarak deðiþir. Bu yolla seralarda oldukça önemli bir miktarda ýsý dýþarýya taþýnmaktadýr.
Plastik seralarda infiltrasyonla ýsý kaybý daha azdýr. Bu nedenle bu tip seralarda iç ortam sýcaklýðý gündüz genellikle cam seralardan daha fazladýr. Dolayýsý ile, plastik seralarýn havalandýrma gereksinimi de daha fazladýr.
Comment