Tarım Maknaları Blm Dergs 005, 1 (3), 45-53 Seralarda Nem Yoğuşmasının Havalandırma Isıtma Uygulamalarıyla Önlenmes İçn Gerekl Kapastelern Hesaplanması Abdülkadr YAĞCIOĞLU, Vedat DEMİR, Tuncay GÜNHAN E.Ü. Zraat Fakültes Tarım Makneler Bölümü, Bornova kadr.yagcoglu@.ege.edu.tr Özet: Btk yaprakları ve sera ç yüzeylernde nem yoğuşması başta btk sağlığı sorunları olmak üzere brtakım stenmeyen sonuçlar doğurur. Sera örtüsü ç yüzeylernde nem yoğuşmasının önlenmes çn en etkl yöntem, nem denges esasına göre havalandırma yapmak ve çer gren havayı ısıtmaktır. Bu çalışmada nem yoğuşmasını önlemek amacıyla en düşük hava debs ve ek ısı gereksnmn belrlemek çn uygulanablecek br yöntem gelştrlmeye çalışılmış ve İzmr l çn örnek çözümler yapılmıştır. Anahtar kelmeler: Sera, yoğuşma, havalandırma, ısıtma A Calculaton Model for Mnmum Ventlaton and Heatng Requrements of Greenhouses for Condensaton Control Abstract: Condensaton formng on the nsde surfaces of the greenhouses and on the plant leaves lead to dsease and some other humdty related problems. The most effectve method to prevent the condensaton on the nner surfaces of the greenhouse s the exhaustng most ar and replacng t wth heated outsde ar. In ths manuscrpt, a calculaton model whch takes nto account mnmum ventlaton and heatng requrements of the greenhouses to prevent condensaton formaton has been ntroduced and sample solutons were done for Izmr cty. Key words: Greenhouse, condensaton, ventlaton, heatng GİRİŞ Serada btk yetştrclğnde karşılaşılan sorunların başında, özellkle btk yapraklarının üzernde su brkmes ve buna bağlı olarak verm ve kaltey olumsuz etkleyen mantar enfeksyonlarının hızla artışı gelmektedr. Yaprak yüzeylernn üzernde nem brkmes, sera havasının yüksek bağıl nem nedenyle btknn yeterl transprasyon yapamamasından, yaprak yüzey sıcaklığının havanın çğlenme sıcaklığından daha düşük olmasından ve sera örtüsü ç yüzeynde yoğuşan nemn btklern üzerne damlamasından kaynaklanmaktadır (Prenger and Lng, 000a,b,c,d; de Halleux and Gauther, 1998; Buffngton et al., 199). Sera havası nemnn btk materyalnn yüzeylernde yoğuşmasını btk yüzeylernn sıcaklığını havanın çğlenme sıcaklığından daha yüksek tutarak önleyeblmek mümkündür. Bu amaçla yapılan, ısıtma ve hava dolaşımı uygulamaları, yoğuşmanın azalmasında etkl olmakta, ancak tam olarak önleyememektedr (Prenger and Lng, 000b,c,d; Buffngton et al., 199), Prenger ve Lng (001). Btk yapraklarında yoğuşmanın önlenmes çn en etkl yolun, sera klmnn buhar basıncı açığı ölçüsün göre düzenlenmes olduğunu belrtmektedr. Araştırıcılar, yaprak yüzeyndek suyun buharlaşma basıncı le havanın kısm buhar basıncı arasındak fark olan buhar basıncı açığının, btklern sağlığı açısından 0, kpa dan daha fazla olması gerektğn belrtmektedrler. de Halleux and Gauther (1998), btk gelşmesnde çok öneml br yer olan transprasyon oranının, seranın bağıl nem düzey le çok yakından lgl olduğunu, yüksek nem düzeynn transprasyonu engelleyp, mantar enfeksyonlarını artırdığını belrtmekte ve bağıl nemn kontrolü çn en etkn yol olarak nem denges esasına göre yapılan havalandırmayı önermektedr. 45
Seralarda Nem Yoğuşmasının Havalandırma Isıtma Uygulamalarıyla Önlenmes İçn Gerekl Kapastelern Hesaplanması Buffngton et al., (199), sera örtüsü ç yüzeynde yoğuşan nemn btklern üzerne damlamasının, mantar enfeksyonlarını artırdığını belrterek, bu yoğuşmanın önlenmesnde en etkl yöntemn nem denges esasına göre yapılan havalandırma uygulaması olduğunu belrtmşlerdr. Araştırıcılar, gerekl hava debs ve ısı gereksnmn hesaplarken, tasarım parametres olarak, sera havası çğlenme noktası sıcaklığının sera örtüsünün ç yüzey sıcaklığından.1 0 C (4 F) daha düşük kabul edlmesnn yeterl br emnyet payı sağlayacağını, ayrıca, ısı gereksnm le lgl hesaplamalarda örtü ç yüzey sıcaklığı çn de aynı kabulün yapılmasının yernde olacağını belrtmektedrler. Seranın çndek ılık ve neml hava daha soğuk olan örtünün ç yüzey le dğer yapı unsurlarının yüzeylerne değdğnde, eğer bu yüzeylern sıcaklığı, havanın çğlenme sıcaklığından daha azsa, havadak su buharı, yüzey üzernde yoğuşur. Buffngton et al., 199, sera örtü yüzeylernde nem yoğuşması sorunu genellkle dış ortam sıcaklığı 10 0 C nn altına ndğnde meydana geldğn, kış aylarında çok soğuk bulutlu günlern dışında, gündüz saatlernde seraya gren güneş ışınımının, yoğuşmayı önleyecek ya da kabul edleblr derecede düşük br düzeye ndrmeye yetecek kadar serayı ısıttığını, bu nedenle yoğuşmanın gün batımından başlayarak sabahın lk brkaç saatn de çne alan br zaman dlmnde oluştuğunu belrtmektedrler. Yoğuşmanın en yoğun olduğu saatlern, dış ortam sıcaklığının en düşük olduğu, güneşn doğmasına yakın saatler olduğu söyleneblr. Sera örtülernde yoğuşmayı kontrol etmek amacıyla uygulanablecek yöntemler aşağıda belrtlen şeklde lsteleneblr: - Havalandırma yoluyla sera çndek neml havayı dışarı atıp, yerne alınan yen havayı ısıtmak - Sera çnde sürekl hava dolaşımı sağlamak - Sera yüzeylernde ve çnde ısı yalıtımını artırıcı önlemler almak - Damla oluşturmayan katkı maddel sera örtü malzemes kullanmak Bu yöntemlerden lk dışındaklern, sera yüzeylerndek nem yoğuşması sorununu tam olarak gderemedğ, ancak yoğuşmanın azalmasına ya da en aza ndrlmesne yardımcı olduğu yukarda sıralanan araştırıcılar tarafından belrtlmektedr. Bu çalışmamızda, seralarda yoğuşma kontrolü çn havalandırma-ısıtma uygulamasının yapılablrlğn ncelemek amacıyla, ülkemzde yaygın olarak kullanılan tek kat poletlen (PE) esaslı örtülerle örtülmüş seralarda, örtü ç yüzeynde meydana geleblecek su buharı yoğuşmasının önlenmes amacıyla gerekl en düşük havalandırma ve ısıtma gereksnmlern belrlemek çn kullanılablecek br hesaplama model gelştrlmeye çalışılmış ve bu uygulamanın şletme masrafları açısından üretcye getreceğ ek malyet rdelenmştr. YÖNTEM Yoğuşma Olmaması İçn Gerekl En Düşük Hava Debsnn Tahmn Sera örtüsünün ç yüzeynde ortam havasındak su buharının yoğuşmaması çn, sera ç yüzey sıcaklığının, havanın yoğuşma sıcaklığından br mktar daha yüksek olması gerekr. Bu çalışmada, sera örtüsünün ç yüzey sıcaklığının, ç ortam havasının yoğuşma sıcaklığından 0 C daha yüksek olması yeterl kabul edlmş ve en düşük hava debs bu ön kabulü sağlayacak şeklde aşağıda belrtlen eştlk yardımıyla hesaplanmıştır (Buffngton et al., 199; Yağcıoğlu, 005). M ω d + S = M ω 1 M, havalandırma debsn ( m - h -1 ); ω d ve ω sırasıyla dış ve ç ortam havasının mutlak nemn ( -1 ); S, btklerden buharlaşan su buharı mktarını belrtmektedr ( m - h -1 ). 1 numaralı eştlkten yararlanılarak M değernn belrleneblmes çn, ω d, ω ve S değerlernn blnmes gerekr. Bu çalışmamızda oluşturulan hesaplama yöntemyle yapılan örnekte ω d, seranın bulunduğu yörenn 5 yıllık ortalama sıcaklık, bağıl nem ve hava hızı değerlernden yararlanılarak (Anonm, 1997); ω değer se sera havasının kuru termometre sıcaklığı, gece şartları çn 15 0 C (Yüksel, 1995), yoğuşma sıcaklığı da örtü ç yüzey sıcaklığından 0 C daha düşük kabul edlerek hesaplanmıştır. S değer, yetştrlen btk çeşdnn su gereksnmne lşkn araştırma sonuçlarından yararlanılarak bulunablr. Bu çalışmada yapılan örnek çözüm çn domates dkkate alınmıştır (Tüzel ve Merç, 001). Sera örtüsünün ç yüzeynde yoğuşmanın meydana gelmemes çn gerekl en düşük havalandırma debsnn 1 numaralı eştlk yardımıyla hesaplanması 46
Abdülkadr YAĞCIOĞLU, Vedat DEMİR, Tuncay GÜNHAN çn zlenen şlem adımlarının sırası aşağıda belrtlmştr: -Seranın bulunduğu yöre seçlr, -Hesaplamanın yapılacağı ay seçlr (Kasım-Aralık- Ocak- Şubat-Mart), -Hesaplamanın yapılacağı saat seçlr (07.00; 1.00), -Seçlen ay ve saat çn dış ortam hava sıcaklığı T d, bağıl nem ϕ d ve rüzgar hızı u meteorolojk kayıtlardan bulunur, -Dış ortam havasının mutlak nem ω d, pskrometrk dyagram yardımıyla bulunur, -Sera ç ortam sıcaklığı T seçlr ( 0 C) -Örtü ç yüzey sıcaklığı T y aşağıda belrtlen eştlk yardımıyla hesaplanır ( 0 C) (Eker, 1986a). T + y = 0.43(T Td ) Td -Sera ç ortam havasının çğlenme sıcaklığı T s, örtü ç yüzey sıcaklığından 0 C daha düşük olarak kabul edlr ( 0 C), -İç ortam havasının mutlak nem ω, T ve T s şartları dkkate alınarak pskrometrk dyagram yardımıyla bulunur ( -1 ) bulunur. -Serada yetştrlen btk çeşd ve brm alanda bulunan btk sayısı dkkate alınarak br metrekare alan çn btk su gereksnm (S) belrlenr ( m - h -1 ) - 1 S = (btk adet m )( h ) 3-1 numaralı eştlkten yararlanarak gerekl en düşük hava debs M, kuru hava (M k ) ve neml hava (M ky ) cnsnden aşağıda belrtlen şeklde hesaplanmıştır ( m - h -1 ). M M k S ω ω = 4 d = M (1 ω ) 5 ky k + -Sera taban alanı A T hesaplanır (m ). d A T = e b 6 e ve b sırasıyla seranın en ve boyunu belrtmektedr (m). -Sera tabanında ekl alan oranı belrlenr. Bu oran genel olarak η=0.70 alınablr. -Ekl alan A E hesaplanır (m ). A E =A T η 7 Hava Sıcaklığını Sera İç Koşullara Yükseltmek İçn Gerekl Isı Mktarının Tahmn Sera örtüsünün ç yüzeynde yoğuşmanın oluşmaması çn, havalandırma yoluyla sera çne gren dış ortam havasının, sera çnde stenen sıcaklık şartlarına ulaşacak şeklde ısıtılması gerekr. Gerekl olan ısı mktarı, havalandırma yoluyla dışarı çıkan havanın entalps le sera yüzeylernden meydana gelen ısı kayıplarının toplamının, havalandırma sırasında çer gren havanın entalps le ısıtıcılardan yayılan ısının toplamının brbrne eşt olması gerektğ kabul edlerek aşağıda belrtlen eştlk yardımıyla hesaplanmıştır (Buffngton et al., 199; Yağcıoğlu, 005). M + ky + Qk = M ky d Qe 9 9 numaralı eştlkte yer alan Q k, sera örtüsünden dış ortama letlen kayıp ısıyı (W); Q e, ısıtıcılar yoluyla sera ç havasına eklenmes gereken ısıyı (W) belrtmektedr. Q e nn 9 numaralı eştlk yardımıyla belrleneblmes çn öncelkle, d ve Q k değerlernn belrlenmes gerekr. -Dış ortam havasının özgül entalps d, T d ve ϕ d şartları dkkate alınarak pskrometrk dyagram yardımıyla bulunmuştur. -Sera ortam havasının özgül entalps, T ve T s şartları çn pskrometrk dyagram yardımıyla bulunmuştur. -Seranın toplam yüzeynden dış ortama letlen toplam ısı Q k aşağıda belrtlen eştlk yardımıyla belrlenmştr (W). Q k = U T A ö 10 10 numaralı eştlkte U, sera örtü yüzeynn toplam ısı letm katsayısını (Wm - K -1 ); T, seranın ç havasının T ve dış ortamın T d sıcaklıkları arasındak farkı ( 0 C, K); ΣA ö, seranın toplam örtü yüzey alanını (m ) belrtmektedr. -Seranın toplam örtü yüzey alanı ΣA ö, yan (A y ) ve çatı (A ç ) yüzeylernn toplamından oluşmaktadır (m ). Yüzey alanlarının hesaplanması sırasında dkkate alınan sera yüzey parçaları Şekl 1 de gösterlmştr. - Ekl alan çn toplam kütlesel hava debs ΣM ke hesaplanır ( h -1 ). ΣM ke = M ky A E 8 47
Seralarda Nem Yoğuşmasının Havalandırma Isıtma Uygulamalarıyla Önlenmes İçn Gerekl Kapastelern Hesaplanması Şekl 1. Beşk ve yay çatılı seralarda yüzey parçaları -Seranın yan yüzey alanları toplamı A y aşağıda belrtlen eştlkler yardımıyla hesaplanmıştır (m ). A y = A5 8 + A3 4 11 A 5-8 = H (e +b) 1 -Beşk çatılı seralarda A 3,4 yüzey alanı toplamı: A 3,4 = e h 13 -Yay çatılı seralarda A 3,4 yüzey alanı toplamı: A h = (3h 4e ) 14 3 e 3,4 + 11-14 numaralı eştlklerde yer alan A 5-8, 5,6,7 ve 8 numaralı yüzeylern, A 3-4, 3 ve 4 numaralı yüzeylern toplam alanlarını; e, b, H ve h, sırasıyla seranın genşlğ, uzunluğu, saçak yükseklğ ve saçak le mahya arasındak yükseklğ (m) belrtmektedr. -Seranın çatı yüzey alanı A c aşağıda belrtlen eştlkler yardımıyla bulunmuştur. -Beşk çatılı seralarda toplam sera çatı alanı: e b A c = 15 cosα -Yay çatılı seralarda sera çatı alanı: A c = L b 16 π R L = β 17 360 e h + ( ) R = 18 h β e sn = 19 R 15-19 numaralı eştlklerde yer alan α, çatının eğm açısını (derece), L, çatı yayının uzunluğunu (m), R, çatı yayının yarıçapını (m), β, çatı yayını gören merkez açıyı (derece) belrtmektedr. -Sera örtüsünün toplam ısı letm katsayısı U aşağıda belrtlen eştlk yardımıyla hesaplanmıştır (W m - K -1 ). U + = k y + ks k r 0 Σk y, sera örtü yüzeynn kondüksyon, konveksyon ve ışıma yoluyla ısı letm katsayısını, k s, sera örtüsünden hava sızmaları nedenyle meydana gelen ısı letm katsayısını, k r, sera örtüsünün dış yüzeynden rüzgar nedenyle meydana gelen ısı letm katsayısını belrtmektedr. Seranın ç ortamı le dış ortam arasındak klm farkının yanı sıra yapı özellklerne bağlı olarak sera le çevres arasında sürekl br ısı alış verş vardır. Bu ısı akışı sırasında blnen tüm ısı letm yollarının etkl olduğu görülmektedr. Özellkle sera çnden sera örtüsünün ç yüzeyne ve sera örtüsünün dış yüzünden çevreye konveksyonla letlen ısı, seranın ısı kayıplarında öneml br yer tutar. Seranın ısı kayıplarının belrlenmes, ç ve dış ortam şartlarının değşkenlğ nedenyle oldukça karmaşık olup, bu karmaşıklık seranın ısı kayıplarının tam olarak belrlenmesn olanaksız kılmaktadır. Bu nedenle yaklaşık hesaplamalarda, seranın toplam ısı letm katsayısı U değer olarak, tek cam örtülü seralarda 5.8-8.8 Wm - K -1, tek kat PE örtülü seralarda 6.0-8.0 Wm - K -1 kabul edlmes yeterl görülmektedr (Baley, 1988). Bu çalışmada U değer 0 numaralı eştlkten yararlanılarak hesaplanmıştır. Bu eştlkte yer alan Σk y nn hesaplanması sırasında aşağıda sıralanan eştlklerden yararlanılmıştır: 1 k y = 1 1 1 δ + + α α λ d -Sera örtüsünün ç yüzeynn toplam ısı geçş katsayısı Σα (Wm - K -1 ). α = α + α zö + α bö numaralı eştlkte α, sera örtüsünün ç yüzeyne, sera ortam havasından konveksyonla ısı taşınım katsayısını; α zö, sera zemnnden sera örtüsü ç 48
Abdülkadr YAĞCIOĞLU, Vedat DEMİR, Tuncay GÜNHAN yüzeyne ışınımla ısı taşınım katsayısını; α bö, sera çndek ısıtma sstemnn ısıtıcı yüzeylernden sera örtüsü ç yüzeyne ışınımla ısı taşınım katsayısını belrtmektedr (Wm - K -1 ). -Sera örtüsü ç yüzeynn konveksyonla ısı letmnde ısıl drenç katsayısı 1/α olarak Baley (1988), sıcak su borulu sstemlerle ısıtılan seralarda 0.09 m KW -1 ; hava kanallı sstemlerle ısıtılanlarda se 0.10 m KW -1 değerlernn alınableceğn belrtmektedr. Bu çalışmada Popovsk and Martzopoulou nun α değernn belrlenmes çn önerdğ aşağıda belrtlen hesaplama yöntem kullanılmıştır: - Beşk ve yay çatılı seralar çn α : α = c T 0.333 c, sera ç sıcaklığına bağlı br katsayıyı (boyutsuz); T, sera ç hava sıcaklığı le örtü ç yüzey sıcaklığı arasındak sıcaklık farkını belrtmektedr. 3 c= a c 1 4 a = A y /A c 4 numaralı eştlkte yer alan c 1 katsayısı, Popovsk and Martzopoulou tarafından önerlen grafkten yararlanılarak 1 0 C T 0 C şartları çn uyarlanan aşağıdak eştlk yardımıyla yaklaşık olarak bulunablr. c 5 = 1.386 0.005(T 1) 6 1 - Tünel seralar çn α : 1 0.333 α = c T 7 -Sera zemnnden sera örtüsü ç yüzeyne ışıma yoluyla ısı letm katsayısı α zö aşağıda belrtlen ön kabullere göre sadeleştrlen eştlk yardımıyla hesaplanmıştır (Wm - K -1 ). Bu eştlkte sera zemnnn yüzey sıcaklığı sera ç yüzey sıcaklığına eşt (Eker, 1986 a, b), Stefan-Boltzman sabt 5.67 10-8 Wm - K -4 ve zemnn ışıma katsayısı 0.93 kabul edlmştr. α zö 4 4 5.7 e b (T 73.16) (T 73.16) y + + = 8 10 A ö [(T + 73.16) (T + 73.16) ] Bu çalışmada sonuçların rdelenmes amacıyla yapılan örnek çözümde, örtü ç yüzey sıcaklığı olarak numaralı eştlkle bulunan T y değernden 0 C daha düşük olan T s değer dkkate alınmıştır. -Sera çnde ısıtma sstemnn sıcak yüzeylernden örtü ç yüzeyne ışıma yoluyla ısı letm katsayısı α bö aşağıda belrtlen ön kabullere göre sadeleştrlen eştlk yardımıyla hesaplanmıştır (Wm - K -1 ). Bu eştlkte y 8 ısıtma sstemnn sıcak yüzeylernn üst yüzey alanı toplamının, toplam örtü yüzey alanının %15 olmasının yeterl olduğu varsayılmış, Stefan-Boltzman sabt 5.67 10-8 Wm - K -4, yüzey ışıma katsayısı 0.93 kabul edlmştr. α bö 4 4 (T 73.16) (Ty 73.16) b -10 7910 + + = 9 [(T + 73.16) (Ty + 73.16) ] -Sera örtüsünün dış yüzeynn konveksyonla ısı geçş katsayısı α d, aşağıda belrtlen eştlkler yardımıyla bulunmuştur (Wm - K -1 ). Baley (1988), sera örtüsü dış yüzeynn konveksyonla ısı letmnde ısıl drenç katsayısı 1/α d olarak rüzgara karşı orta düzeyde korunmuş seralarda yan duvarlar çn 0.055 m KW -1 ; çatı yüzeyler çn se 0.045 m KW -1 alınableceğn belrtmektedr. Bu çalışmada Popovsk ve Martzopoulou tarafından önerlen hesaplama yöntem uygulanmıştır. Bu amaçla aşağıda belrtlen eştlklerden yararlanılmıştır. - Beşk ve yay çatılı seralar çn α d : α α A + α A dy y dc c d = 30 A y + Ac - Tünel seralar çn α d : α d = 7. + 3.8 u 31 - Yan duvarlar çn: α dy = 11.63 u 0.5 3 - Çatı yüzeyler çn: 0.8 (u ρ) αdc = c 1.163 0. b 33 u, dış ortamdak rüzgar hızını (ms -1 ), c, dış ortam sıcaklığına bağlı boyutsuz br katsayıyı; ρ, dış ortam havasının yoğunluğunu ( m -3 ) belrtmektedr. ρ, pskrometrk çzelgelerden bulunmuştur. 33 numaralı eştlkte yer alan c katsayısı, Popovsk and Martzopoulou nun verdğ grafkten yararlanılarak 0 C T d 1 0 C şartları çn gelştrlen aşağıda eştlk yardımıyla hesaplanmıştır. c = 3.73 + 0.004(T ) 34 d -Sera örtü malzemesnn ısıl letm katsayıları λ, cam örtü çn 0.75 W m -1 K -1, PE örtü çn 0.16 W m - 1 K -1 alınmıştır. Yukarda sıralanan eştlkler yardımıyla belrlenen Σα, α d ve seçlen λ değerler, 1 numaralı eştlkte yerlerne koyularak Σk y hesaplanmıştır. Bu eştlkte yer 49
Seralarda Nem Yoğuşmasının Havalandırma Isıtma Uygulamalarıyla Önlenmes İçn Gerekl Kapastelern Hesaplanması alan δ, örtü malzemesnn kalınlığını belrtmektedr (m). -Seranın dış yüzeynden rüzgara bağlı olarak meydana gelen ısı letm katsayısı k r, aşağıda belrtlen eştlk yardımıyla hesaplanmıştır (W m - K -1 ) (Eker, 1986a,b). ÖRNEK Sera örtüsünün ç yüzeynde nem yoğuşmasının önlenmes çn gerekl en düşük havalandırma debs ve ısıtma gereksnmnn belrlenmes amacıyla düşünülen hesaplama yöntemnn uygulamasını k yapmak amacıyla ncelenen örnek seranın özellkler r = 0.19 u 35 aşağıda sıralanmıştır: -Sera örtü yüzeylernden hava sızmalarına bağlı - Yöre : İzmr olarak meydana gelen ısı kaybının da dkkate alınması - Ay : Aralık, Ocak, Şubat, Mart çn, hava sızmasıyla lgl ısı letm katsayısı k s, - Saat : 07 00 ; 1 00 aşağıda belrtlen eştlkler yardımıyla hesaplanmıştır (W m - K -1 - Sera tp : Çft yay çatılı, tek kat PE örtülü ) (Baley, 1988). - Sera boyutları: N V C ρ ks = 36 En (e): x6 m; 3600 Aö Boy (b): 36 m; -Beşk çatılı tek seranın hacm: Saçak yükseklğ (H):.7 m; 1 V e b H + e b h = 37 -Yay çatılı tek seranın hacm: h V = e b H + b (3h + 4e ) 6e 36-38 numaralı eştlklerde N, saatlk hava değşm sayısını (h -1 ); V, seranın hacmn (m 3 ); C, sabt basınç şartlarında havanın özgül ısısını (J -1 K -1 ); ρ, havanın sera dış sıcaklığı şartlarındak yoğunluğunu ( m -3 ) belrtmektedr. N değer, yen PE örtülü seralarda 0.6, tek kat cam örtülü seralarda se 1. alınablr (Baley, 1988). -Havalandırmayla çer gren havanın sera ç sıcaklık değerlerne T gelmes çn havaya eklenmes gereken ısı mktarı Q e, 9 numaralı eştlkten yararlanarak düzenlenmş aşağıda belrtlen eştlkle hesaplanmıştır (Wm - ). Q 38 e = 0.78 M ky + Qk 0.78 M ky d 39 Saçak-Mahya arası yükseklğ (h): 1.3 m - Sera ç sıcaklığı : 15 0 C (Akşam ve sabahın erken saatler çn T = 15 0 C seçleblr. (Bu değer serada yetştrlen br çok btk çn gece şartları sıcaklığı olarak uygundur) (Yağcıoğlu, 1999; Yüksel, 1995). - Btk türü ve sıklığı : Domates, m de üç btk (Tüzel ve Merç, 001). - Btk saatlk su tüketm : 0.05 mmss/h (Tüzel ve Merç, 001). 60 0 C. - Isıtma sstem : Sıcak su borulu, yüzey sıcaklığı Ele alınan örnek seranın bulunduğu İzmr de ncelenen ay ve saatlerdek gerekl klm verler Çzelge 1 de gösterlmştr. Bu değerler 5 yıllık rasat değerlernn ortalamalarıdır (Anonm, 1997). Çzelge 1. Hesaplama yapılan aylar çn İzmr lne at bazı klm verler (Anonm,1997) Yöre İzmr İklm Aralık Ocak Şubat Mart vers 07 00 1 00 07 00 1 00 07 00 1 00 07 00 1 00 T d ( 0 C) 8.4 10 6.8 8. 7.1 9.1 8.4 10.8 ϕ d (%) 80 78 79 77 78 74 77 73 u (ms -1 ) 3.7 3.3 3.8 3.4 3.9 3.7 3.4 3. 50
Abdülkadr YAĞCIOĞLU, Vedat DEMİR, Tuncay GÜNHAN SONUÇLAR ve TARTIŞMA Seranın toplam örtü alanı : ΣA ö = 786.3 m Seranın toplam taban alanı : A T = 43.0 m Seranın toplam ekl alanı : A E = 30.4 m Seranın hacm : V = 1555. m 3 Btklerden havaya katılan su : S = 3 x 0.05 = 0.15 m - h -1 Toplam ısı letm katsayısı U, Popovsk and Martzopoulou tarafından önerlen hesaplama yolu zlenerek belrlenmş, ayrıca rüzgarın ve örtüden hava sızmalarının neden olduğu ısı kayıplarına lşkn ısı letm de dkkate alınmıştır. Örnek sera çn yapılan en düşük havalandırma debs ve ek ısı enerjs hesaplamalarının sonuçları Çzelge ve 3 de belrtlmştr. Çzelge de görüldüğü gb yoğuşmayı önlemek çn gereken en düşük hava debs değerler görecel olarak dış ortam havasının soğuk olduğu aylarda azalmakta buna karşılık bu aylardak ek ısı enerjs gereksnm artmaktadır. Çzelge. İzmr lnde sera örtüsünde nem yoğuşmaması çn gerekl hava debs ve ısı gereksnm Ay Aralık Ocak Şubat Mart Saat ω d d kj T y 0 C T s 0 C ω 07 00 0.0054.09 11. 9.4 0.007 33.7 68.4 84.7 8.1 1440.6 1 00 0.0059 4.9 1.1 10.1 0.0077 34.38 7.5 86.7 8.10 1189.0 07 00 0.0048 18.94 10.3 8.3 0.0068 3.18 64.4 76.9 8.09 16.1 1 00 0.0051 1.1 11.1 9.1 0.007 33.1 67.8 75.7 7.93 1393. 07 00 0.0048 19.30 10.5 8.5 0.0069 3.39 65.1 74.6 8.0 1566.7 1 00 0.0053.41 11.6 9.6 0.0074 33.80 70.4 70.1 8.31 145.4 07 00 0.005 1.59 11. 9. 0.007 33.7 68.4 76.1 7.95 1367.4 1 00 0.0058 5.55 1.6 10.6 0.0079 35.0 74.8 73. 8.14 1004.8 kj ϕ % M ky m h m U W 0 C m Q e kj h Ay Çzelge 3. Nsan 005 fyatları le özgül yakıt gereksnm ve ısıtma masrafları Saat Q e kj m h Lnyt Fuel ol Kg m - h -1 YTL m - h -1 Kg m - h -1 YTL m - h -1 Aralık 07 00 1440.6 0.104 0.0 0.044 0.051 1 00 1189.0 0.086 0.019 0.037 0.043 Ocak 07 00 16.1 0.117 0.06 0.050 0.058 1 00 1393. 0.100 0.0 0.043 0.050 Şubat 07 00 1566.7 0.113 0.05 0.048 0.056 1 00 145.4 0.089 0.019 0.038 0.044 Mart 07 00 1367.4 0.098 0.01 0.04 0.049 1 00 1004.8 0.07 0.016 0.031 0.036 Ortalama 1353.6 0.097 0.01 0.041 0.048 Lnyt kömürünün (Sbrya menşel) ısıl değer 7170 kj -1 (6500 kcal -1 ), stokerl sstem çn yanma verm %85, hava ısıtma düzen verm % 60 alınmıştır. Fuel ol ısıl değer 40500 kj -1 (9700 kcal -1 ), ortalama yanma verm %80, hava ısıtma düzen verm % 60 alınmıştır. (Çzelgenn hazırlandığı tarhte İzmr çn Sbrya menşel lnyt 0. YTL -1, Fuel ol (kalorfer yakıtı) 1.17 TL -1 ve 1 USD = 1;380YTL ) 51
Seralarda Nem Yoğuşmasının Havalandırma Isıtma Uygulamalarıyla Önlenmes İçn Gerekl Kapastelern Hesaplanması Sera örtülernn ç yüzeylernde nem yoğuşmasını önlemek çn gereken en düşük havalandırma debs ve ek ısı gereksnmn belrlemek amacıyla gelştrlen hesaplama yöntemyle yapılan örnek uygulamanın sonuçlarından da görüldüğü gb, en düşük havalandırma debs değerlernde dah, sera ç sıcaklığını stenen düzeyde tutablmek çn öneml ölçüde ısı gereksnmne gerek vardır. Bu durumun üretc açısından üretm malyetn artıran öneml br harcama doğurduğu açıktır (Çzelge 3). Bast br hesaplamayla, günlük 10 saatlk ısıtma ve 10 günlük yetştrme peryodu çnde br metrekare alanda 40 domates üretldğ kabul edlrse, br klogram domates çn eklenen ısıtma masrafı fındık büyüklüğünde kaltel lnyt kömürle çalışan stokerl sstemlerle yapılan ısıtma uygulamasında 0.6 YTL -1 olmaktadır (fuel-ol çn bu değer 1.9 YTL -1 olarak hesaplanablr). Uygun çeşt seçm, zamanında dkm ve dğer şlemlern doğru uygulanmasıyla ürün vermnn dekarda 50 hatta 60 tona çıkableceğn ve buna bağlı olarak da brm malyet çndek ısıtma harcamalarının payının azalacağını söyleyeblrz. Bu değer Havalandırıcı fanların enerj tüketm se, örneğmzdek sstem çn, 5 Pa toplam basınç şartlarında 3.5 m 3 s -1 deb sağlayablen 50 W gücünde k adet fan yeterl olacağından (Yağcıoğlu, 005), toplam 100 saatlk çalışma süresnde br domates çn tüketlen enerj yaklaşık 0.05 kw -1 kadar olacaktır. Tüketlen bu enerjnn parasal karşılığı 005 yılı tarfelerne göre (0.13 YTL kwh -1 ) dkkate alınmayablecek kadar küçüktür (0.006 YTL -1 ). LİTERATÜR LİSTESİ Nem yoğuşmasını önleyecek en etkl yöntem olduğu blnmesne rağmen, havalandırma-ısıtma yöntemnn üretcler tarafından uygulanmamasının tek neden, büyük olasılıkla, tessat ve şletme malyetler le yakıt temn, depolama ve yanma atıklarının uzaklaştırılması gb şlemlern getrdğ yük olmalıdır. Ancak, dğer yoğuşma önleyc uygulamaların yeterl olamaması nedenyle, başta mldyö, domates yaprak küfü, beyaz pas ve kurşun küf olmak üzere ürünün vermn, kaltesn bozan ve bazen de tamamının yok olmasına neden olan mantar hastalıklarının yoğun olarak seralarımızda görüldüğü de br gerçektr. Havalandırılmayan ve ısıtılmayan seralarda karşılaşılan bu enfeksyonların önlenmes çn baş vurulan çare se, kends başlı başına ayrı br sorun olan, aşırı fungust kullanımıdır. Bu durum çevre ve nsan sağlığı açısından yarattığı öneml sorunların yanı sıra, mantarların drenç kazanma hızını artırdığından, kullanılan preparatların kullanım ömrünü kısaltmakta ve laçların daha pahalı satılmasına neden olmaktadır. Üretc aslında ısıtma yapmayarak tasarruf ettğn sandığı paranın öneml br bölümünü, ürün kaybı ve aşırı laçlama olarak ödemekte ve daha da önemls çevre krllğ ve sağlık sorunlarına neden olarak tüm topluma ödetmektedr. Tüketclern nsan sağlığı çn daha sorunsuz olarak yetştrlmş ancak braz daha pahalı ürün yerne, ucuz ürünü terch eğlmlern sürdürmeler, havalandırma-ısıtma yöntemlernn uygulanmasının yaygınlaşması yerne, ne yazık k, bu tür aşırı kmyasal laç uygulamalarıyla ürün yetştrlme sürecnn br süre daha devam edeceğn düşündürmektedr. Anonm, 198. Türkye de Sulanan Btklern Su Tüketmler Rehber, Köy İşler ve Kooperatfler Bakanlığı, Topraksu, Yayın No, 718. Anonm, 1997. Devlet Meteoroloj İşler Genel Müdürlüğü (DMİ), Rasat Kayıtları, Ankara. Baley, B. J., 1988. Prncples of Envronmental Control, n REUR Ed. By. Von Zabelttz C. Techncal Seres 3, Energy Conservaton and Renewable Energes for Greenhouse Heatng, FAO, 17-41. Buffngton, D. E., R. A. Buckln, R. W. Henley and D. B. McConnell, 199. Wnter Ventlaton and Heatng Requrements of Fberglas Greenhouses for Condensaton Control. Florda Cooperatve Ext. Servce. de Halleux, D. and L. Gauther, 1998. Energy Consumpton Due to Dehumdfcaton of Greenhouses Under Northern Lattudes. J. Agrc. Engng. Res. 69, 35-4. Eker, B., 1986a. Sern Isıtma Yükünün Bulunması. Serada Üretm, Ağustos, 170-173. Eker, B., 1986b. Serlerde Kazanılan Kazanç Isılar. Serada Üretm, Eylül, 186-188. Popovsk, K. and N. C. Martzopoulou, Energetc Factors n the Controlled Clmate of Protected Space for the Plant Cultvaton, Kurs Notları, 43 sayfa. Prenger, J.J. and P. P. Lng, 000a. Greenhouse Condensaton Control. An Introducton, Extenson Factsheet. The Oho State Unversty Extenson, AEX- 800-00, http://oholne.osu.edu/aex-fact/ 5
Abdülkadr YAĞCIOĞLU, Vedat DEMİR, Tuncay GÜNHAN Prenger, J.J. and P. P. Lng, 000b. Greenhouse Condensaton Control. Bottom Heatng and Between- Row Heatng, Extenson Factsheet, The Oho State Unversty Extenson. AEX-801-00, http://oholne.osu.edu/aex-fact/ Prenger, J.J. and P. P. Lng, 000c. Greenhouse Condensaton Control. Keepng Plants Warm wth Thermal Screens. Extenson Factsheet. The Oho State Unversty Extenson, AEX-80-00, http://oholne.osu.edu/aex-fact/ Prenger, J.J. and P. P. Lng, 000d. Greenhouse Condensaton Control. Improvng Ar Crculaton, Extenson Factsheet. The Oho State Unversty Extenson, AEX-803-00,http://oholne.osu.edu/aex-fact/ Prenger, J.J. and P. P. Lng, 001. Greenhouse Condensaton Control. Understandng and Usng Vapor Pressure Defct (VPD). Extenson Factsheet, The Oho State Unversty Extenson. AEX-804-01, http://oholne.osu.edu/aex-fact/ Tüzel, İ.H. ve M. K. Merç, 001. Evapotranspraton of Tomato Plants Grown n Dfferent Solless Culture System. Acta Hortculturae, No 559, Vol., 555-56. Yagcıoglu, A. 005. Sera Mekanzasyonu. E.Ü. Zraat Fakültes Yayınları, Ders Notları No.56 363 sayfa. Yüksel, A.N.. 1995. Sera Yapım Teknğ. Hasad Yayıncılık Ltd.Şt. İstanbul. 53