Performance analysis of a greenhouse fan-pad cooling system: Gradients of horizontal temperature and relative humidity

Sera fan-pad soğutma sisteminin performans analizi: Yatay sıcaklık ve bağıl nem değişimleri

Özet

Fan-Pad soğutma sistemi çalışırken sera boyunca oluşan sıcaklık ve bağıl nem değişimleri ve soğutma sistemi performansparametrelerini saptamak için deneysel bir çalışma yapılmıştır. Çalışmada ölçümler yedi farklı noktaya yerleştirilensensörler ve taşınabilir ölçüm cihazları kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla, beş dijital sıcaklık-nem sensörüve iki güneş ışınım sensörü kullanılmıştır. Sensörlerden ikisi sera dışına, bir güneş ışınım sensörü bitki örtüsü üstüne,dört sıcaklık-nem sensörü sera boyunca bitki örtüsü içine yerleştirilmiştir. Dört sensörün yerleşimi Pad ve Fan arasındatanımlanmış konumlara göre yapılmıştır. Elde edilen deney sonuçlarına göre, Pad tarafından fan tarafına sera boyuncahomojen olmayan sıcaklık değişimleri, ancak transpirasyon nedeniyle yaklaşık homojen kalan bağıl nem değişimlerigözlemlenmiştir. Soğutma sistemi kapalı olduğu zaman, havanın 32 °C ve % 25 olduğu koşullarda, sera içinde Padtarafından fan tarafına saatlik ortalama sıcaklık ve bağıl nem değerleri sırasıyla 30 33 °C ve % 30 % 47 arasındadeğişmiştir. Fan-Pad sistemi çalıştırılıp kararlı soğutma sağlandıktan sonra, sera boyunca saatlik ortalama sıcaklık vebağıl nem değerleri sırasıyla 2027 °C ve % 50 % 68, arasında değişmiştir. Islak Pad yüzeyini geçerek yaklaşık0.8 0.9 m s-1 hava hızla seraya giren hava sıcaklığı dış hava sıcaklığından 12 13 ºC daha düşük olmuştur. Pad tarafındanfan tarafına sera boyunca hava sıcaklığı yaklaşık 7 ºC yükselmiştir. Buharlaşmalı Fan-Pad sisteminin soğutma etkinliğinihesaplamak için psikrometrik hesaplama yöntemi kullanılmıştır. Hesaplama sonucuna göre, dış hava sıcaklığının 31.4 ºC olduğu koşullarda kararlı soğutma sağlandıktan sonra sera içindeki ortalama sıcaklığın 24.5 ºC olduğubelirlenmiştir. Fan-Pad sistemi için hesaplanan saatlik ortalama soğutma etkisi ve soğutma etkinliği değerleri sırasıyla6.96 ºC ve % 76.8 olarak saptanmıştır.

Abstract

An experimental study is conducted to determine the performance parameters of system, as well as gradients oftemperature and humidity along greenhouse when opening Fan-Pad cooling system. Measurements in the study werecarried out by using seven sensors for different locations, as well as portable instruments. For this purpose, the fvedigital temperature and humidity sensors and two pyranometers were used during experiments. Among them, twowere located outside greenhouse for external measurements. The rest one pyranometer above the crop canopy, fourtemperature and humidity sensors were mounted within the crop canopy along the greenhouse. Four sensors were placedaccording to positions defned between pad and fan. According to the experiment results, the non-uniform temperaturechanges, but approximately uniform humidity changes due to the crop transpiration were observed along greenhousefrom pad panels to exhaust fans. When the cooling system closed, hourly mean temperature and relative humidity fromPad to Fan inside greenhouse changed between 30 33 °C and 30 47%, respectively, at outside climate conditions of32 °C and 25%. After providing stabile cooling by opening Fan-Pad system, hourly mean temperature and relativehumidity along greenhouse from pad to fan ranged between 2027 °C, and 5068%, respectively. The air temperatureentering to greenhouse with air velocity of 0.8 0.9 ms -1 through pad was approximately 12 13 ºC lower than the outsideair temperature. The air temperature from Pad to Fan increased approximately by 7 ºC. The method of psychrometriccalculations was employed to determine the cooling effciency of Fan-Pad system. According to the calculation result,the average of air temperatures inside greenhouse was 24.5 ºC after achieving stable cooling for outside air temperatureof 31.4 ºC. The hourly mean cooling effect and cooling effciency calculated for Fan-Pad system were determined to be6.96 ºC and 76.8%, respectively.