التكوين الأساسي للتبريد في الدفيئة الذكية خلال فصل الصيف
في نظام تشغيل مرافق الصوب الزراعية الذكية الحديثة، سواءً كانت الصوبات البلاستيكية متعددة الامتدادات واسعة الانتشار، أو الصوبات الشمسية أو الزجاجية ذات العزل الحراري ونفاذية الضوء الأفضل، تظل درجات الحرارة المرتفعة في الصوب الزراعية الصيفية التحدي الرئيسي الذي يؤثر على النمو الطبيعي للمحاصيل. ولتجاوز هذا القيد وتحقيق تحكم دقيق في درجة الحرارة الداخلية، أصبح نظام التبريد بالتهوية القسرية هو الركيزة الأساسية للصوبات الزراعية الذكية. وتُعد النوافذ الجانبية (المعروفة أيضًا باسم النوافذ ذات الستارة المائية الخارجية) ونظام النوافذ الكهربائية المثبتة على الحائط مكونات أساسية في نظام التبريد هذا. ويحدد اختيار مواد الصوب الزراعية ومبدأ عملها وتقنية التوصيل بشكل مباشر كفاءة التبريد واستقرار تشغيل الصوبات الزراعية.
1. تركيب المواد في نافذة الستارة المائية ذات الفتح الخارجي: موازنة الاستقرار الهيكلي وأداء الختم
عادةً ما تُوضع نافذة الستارة المائية ذات الفتح الخارجي على الجزء الخارجي من الستارة الرطبة للبيت الزجاجي، وهي ممر رئيسي لربط الهواء الخارجي بدوران الهواء الداخلي للبيت الزجاجي. يجب أن يلبي تركيبها المادي المتطلبات الثلاثة: الدعم الهيكلي، ومرونة الفتح والإغلاق، والعزل الحراري. يمكن تقسيمها إلى ثلاث فئات: المكونات الهيكلية الأساسية، ومكونات مقاطع الألومنيوم، والملحقات المساعدة.
1. المكونات الهيكلية الأساسية
لضمان الاستقرار العام وقوة فتح وإغلاق نافذة الفتح الجانبي، تشمل المكونات الهيكلية الأساسية بشكل رئيسي دعامات الأعمدة، ومحركات الدفع، وعجلات الدفع المسننة، وملحقات أنابيب الدفع. من بينها، تتحمل دعامات الأعمدة الحمل الكلي لنافذة الفتح الجانبي، ويجب أن تتمتع بأداء كافٍ في مقاومة الضغط والرياح؛ ويعمل محرك الدفع كمصدر للطاقة، ويحدد بشكل مباشر سرعة الفتح وسلاسة التشغيل؛ وتتولى عجلة الدفع المسننة وملحقات أنابيب الدفع تحويل قوة دوران المحرك إلى حركة انقلاب نافذة الفتح الجانبي، كما يجب أن تضمن دقة ومقاومة التآكل في عملية النقل.
2. مكونات مقطع الألومنيوم
بفضل خفة وزنها ومقاومتها للتآكل ودقة معالجتها العالية، أصبحت مقاطع الألومنيوم المادة الأساسية لإطار النافذة الجانبية. وتشمل هذه المقاطع تحديدًا:
مفصلات النافذة الجانبية الثابتة والمفصلات المتحركة: يتم استخدام الاثنين معًا لتحقيق مكون الاتصال الأساسي لقلب وفتح النافذة ذات الفتح الجانبي، وتحتاج إلى ضمان مرونة دوران المفصلة وعمر الخدمة؛
مشابك H (الأجزاء العلوية والسفلية): تستخدم لتثبيت مادة التغطية (مثل الألواح الشمسية) في منتصف النافذة الجانبية، ويجب أن يتناسب التصميم الهيكلي مع سمك مادة التغطية لضمان تثبيت ثابت وتجنب الفجوات؛
ألواح غطاء النافذة الجانبية والحافة السفلية للنافذة الجانبية: تُستخدم ألواح غطاء نافذة الدفيئات الزراعية الجانبية لإغلاق الاتصال بين الجزء العلوي من النافذة الجانبية وإطار الدفيئات الزراعية، والحافة السفلية للنافذة الجانبية مسؤولة عن تثبيت الحافة السفلية لمادة التغطية، وكلاهما يعزز بشكل مشترك أداء الختم الشامل للنافذة ذات الفتح الجانبي؛
3. الملحقات المساعدة
على الرغم من أن الملحقات المساعدة صغيرة الحجم، إلا أنها ضرورية لضمان سلامة وظيفة النافذة ذات الفتح الجانبي، بما في ذلك:
مقاعد العجلة المسننة: تستخدم لتثبيت العجلة المسننة للقيادة، مما يضمن استقرار موضع العجلة المسننة أثناء عملية النقل وتجنب الإزاحة؛
لوحات توصيل النوافذ الجانبية: بالنسبة للنوافذ الجانبية التي يزيد طولها عن 6 أمتار، يجب توصيلها من خلال لوحات التوصيل لضمان سلامة الإطار؛
شرائط مطاطية للنافذة الجانبية: تلتصق بمناطق الاتصال بين النافذة الجانبية وإطار الدفيئة ومادة التغطية، وهي المفتاح لتحسين أداء الختم لنافذة الفتح الجانبي، مما يقلل بشكل فعال من تسرب الهواء البارد وتسلل الهواء الساخن؛
المثبتات مثل البراغي والمثبتات الأخرى: تستخدم لربط المكونات الهيكلية المختلفة والمقاطع المصنوعة من الألومنيوم، ويجب أن تكون مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ المقاوم للتآكل لتجنب الصدأ والتلف في التعرض الطويل الأمد للرطوبة العالية في الدفيئة.
الثاني. مبدأ عمل نافذة الستارة المائية الخارجية ومنطق التحكم في الصوب الزراعية: ربط دقيق يضمن كفاءة التبريد
الوظيفة الأساسية لنافذة الستارة المائية ذات الفتح الخارجي هي التعاون مع نظام التبريد بالتهوية القسرية لضمان ضخ الهواء البارد الخارجي بكفاءة. وتؤثر عقلانية مبدأ العمل ومنطق التحكم في النظام بشكل مباشر على الكفاءة الكلية لنظام التبريد.
١. مبدأ العمل: قلب دقيق يُدار بواسطة المحرك. يتم فتح وإغلاق نافذة الستارة الخارجية من خلال مسار نقل الطاقة للصوب الزراعية "motor - مكون ناقل الحركة - إطار النافذة: بعد تشغيل محرك الدفع، يُحرك ملحقات أنبوب الدفع ورف المحرك للدوران. ثم يدفع رف الصوب الزراعية المفصلة المتحركة للنافذة الجانبية أثناء عملية النقل، مما يُحرك نافذة الانعكاس الجانبية بأكملها للدوران حول المفصلة الثابتة، مما يُؤدي في النهاية إلى فتح أو إغلاق إطار النافذة. لا تتطلب العملية بأكملها تدخلاً يدويًا، ويمكن أتمتتها من خلال نظام التحكم، ويمكن تعديل زاوية الانقلاب وفقًا لمتطلبات درجة الحرارة الداخلية للصوبة للتحكم بمرونة في حجم مدخل الهواء.
2. منطق نظام التحكم: افتح النافذة أولاً، ثم أخرج الهواء، لتجنب اختلال توازن الضغط السلبي
لضمان التشغيل المستقر لنظام تبريد العادم القسري، يجب أن يتبع نظام التحكم إعدادات منطقية صارمة: قبل تشغيل مروحة العادم، يجب أولاً فتح نافذة الستارة الخارجية. بمجرد فتح نافذة الانعكاس الجانبي بالكامل (أو الوصول إلى زاوية الفتح المحددة مسبقًا)، يمكن تشغيل مروحة العادم. الغرض الأساسي من هذا التصميم المنطقي للصوب الزراعية هو تجنب الضغط السلبي المفرط داخل الصوب الزراعية عند تشغيل مروحة العادم - إذا تم تشغيل مروحة العادم أولاً ولم تفتح نافذة الانعكاس الجانبي في الوقت المناسب، سينخفض ضغط الهواء الداخلي بشكل حاد، مما قد يتسبب في تشوه الستارة الرطبة وتلف مادة التغطية، بل وحتى التأثير على بيئة نمو المحاصيل.
3. الأبعاد والمعالجة: مخصصة حسب الحاجة، مما يقلل من هدر المواد
في التطبيقات العملية، يلزم تعديل ارتفاع نافذة الستارة الخارجية بمرونة وفقًا للتصميم العام للبيت الزجاجي، وحجم الستارة الرطبة، ومتطلبات التبريد. يبلغ الارتفاع الشائع حاليًا 1.5 متر، وفي بعض البيوت الزجاجية الكبيرة أو في الحالات التي تتطلب مدخل هواء أكبر، تُستخدم أيضًا نافذة عكسية جانبية بارتفاع 1.8 متر. لتحسين استخدام المواد وخفض التكاليف، تعتمد مقاطع الألومنيوم المستخدمة في النوافذ العكسية الجانبية للبيوت الزجاجية الزراعية في الغالب على وضع الإنتاج ذي الطول الثابت.
بالنسبة لمشبك H الذي يثبت لوحة ضوء الشمس في منتصف النافذة الجانبية، هناك حاجة إلى حساب دقيق ومعالجة ذات طول ثابت بناءً على الارتفاع الفعلي للنافذة الجانبية العكسية لتقليل الهدر؛
بالنسبة للمفصلات الثابتة والمفصلات المتحركة للنافذة الجانبية، والتي ليس لها متطلبات حجم خاصة، يتم إنتاج مقاطع الألومنيوم ومعالجتها عادةً بأطوال قياسية تبلغ 6 أمتار، ويمكن قطعها وتوصيلها وفقًا لاحتياجات الموقع، مما يحقق التوازن بين التنوع والمرونة.
ثالثًا. طريقة توصيل نافذة الستارة الخارجية: التحكم الدقيق، وضمان الغلق والثبات
تؤثر طريقة توصيل نافذة الستارة الخارجية بشكل مباشر على استقرارها الهيكلي وكفاءتها في العزل، وتتطلب الخصائص الوظيفية المختلفة للمكونات تقنيات توصيل خاصة بالصوب الزراعية. ويمكن تقسيمها إلى ثلاث وصلات:
1. توصيل الإطار: ضمان الاستقرار الهيكلي الشامل
ربط المفصلة الثابتة للنافذة الجانبية: يجب تثبيت المفصلة الثابتة بقوة على العوارض المحيطة بالبيت الزجاجي باستخدام البراغي، مما يضمن الموضع الدقيق وعدم تركها فضفاضة، مما يوفر دعمًا مستقرًا لنافذة الجانب العكسي للانقلاب؛
وصل النوافذ الجانبية الطويلة: عندما يتجاوز طول النافذة الجانبية 6 أمتار، يجب استخدام قطع توصيل للنوافذ الجانبية لوصل نقطة الوصل الوسطى بين مقطعي مقاطع الألومنيوم. يجب أن تغطي قطع التوصيل كلا مقطعي سطح الوصل، وأن تُثبت بمسامير متعددة لتجنب أي فجوات أو ارتخاء عند نقطة الوصل، مما يضمن سلامة الإطار.
2. تثبيت مادة التغطية: مثبتة بإحكام، مع تجنب الانفصال
تستخدم مادة تغطية نافذة الستارة الخارجية في الغالب ألواح أشعة الشمس بسمك 8 مم، وتحتاج طريقة تثبيتها إلى موازنة الثبات والختم:
التثبيت الأوسط: تُثبّت لوحة الحماية من أشعة الشمس على إطار النافذة الجانبي باستخدام مشبك H لضمان التثبيت. يجب توزيع المشبك بالتساوي على مسافة متر واحد لكل متر، ويجب أن يتوافق أخدود المشبك مع سمك لوحة الحماية من أشعة الشمس في الدفيئات الزراعية لتجنب اهتزازها أو انفصالها.
التثبيت السفلي: يتم تثبيت الحافة السفلية للوحة ضوء الشمس مع لوحة غطاء النافذة الجانبية، وتلتصق الحافة السفلية للنافذة الجانبية بالسطح السفلي للوحة ضوء الشمس، ويتم ضغط لوحة غطاء النافذة الجانبية من الأعلى، مما يشكل تثبيتًا مزدوجًا ويغلق الفجوة السفلية بين لوحة ضوء الشمس والإطار.
٣. معالجة الختم: تقليل تسرب الهواء، وتحسين كفاءة التبريد. يُعدّ أداء الختم العامل الرئيسي في تحديد قدرة النافذة الجانبية على التعاون مع نظام التهوية القسرية لتحقيق كفاءة التبريد. ويتحقق ذلك بشكل رئيسي من خلال شرائط المطاط المانعة للتسرب للنافذة الجانبية.
يجب تثبيت الشرائط المطاطية على منطقة الاتصال بين المفصلة المتحركة والإطار الثابت للنافذة الجانبية، ومنطقة الاتصال بين الحافة السفلية للنافذة الجانبية ولوحة المظلة، والفجوة بين لوحة غطاء النافذة الجانبية وإطار الدفيئة؛
يجب اختيار مادة شرائط المطاط كمواد مطاطية أو سيليكون ذات مقاومة جيدة للشيخوخة والمرونة، لضمان عدم تشوهها أو تشققها أثناء الاستخدام طويل الأمد، والحفاظ دائمًا على ملاءمة وثيقة مع سطح التلامس، مما يقلل من تسرب الهواء البارد أثناء عملية النقل، وتحسين كفاءة الطاقة لنظام تبريد التهوية القسرية.
في الختام، على الرغم من أن نوافذ البيوت الزراعية ذات الفتح الجانبي، ونظام النوافذ الكهربائية المثبتة على الحائط، قد تبدو مكونات صغيرة، إلا أن اختيار المواد بعناية، وعلمية مبدأ العمل، ودقة تقنية التوصيل، تؤثر بشكل مباشر على كفاءة واستقرار نظام التبريد الصيفي الذكي، كما أنها تُشكل أساسًا هامًا لضمان نمو صحي للمحاصيل وكفاءة تشغيل البيوت. مع التطوير المستمر لتكنولوجيا البيوت الذكية، سيتم تطوير نظام النوافذ ذات الفتح الجانبي للبيوت الزراعية نحو تصميم أخف وزنًا وأكثر ذكاءً وكفاءة في استخدام الطاقة، مما يوفر دعمًا أقوى للتنمية المستدامة للزراعة الحديثة.
