Ventilação de estufas: tipos de ventilação de estufa


Por: Anne Baley

A vantagem de cultivar plantas em uma estufa é que você pode controlar todos os fatores ambientais: temperatura, fluxo de ar e até mesmo o teor de umidade do ar. No verão, e mesmo em outros meses em climas mais quentes, manter o ar fresco dentro de uma estufa é o objetivo principal.

Ao controlar as temperaturas do efeito estufa, direcionar o fluxo de ar para dentro e para fora da estrutura criará a maior parte do efeito de resfriamento. Existem duas maneiras de ventilar as estufas, e a melhor maneira para sua configuração depende do tamanho do prédio e do seu desejo de economizar tempo ou dinheiro.

Informações sobre ventilação com efeito de estufa

Os dois tipos básicos de ventilação com efeito de estufa são a ventilação natural e a ventilação com ventilador.

Ventilação natural - A ventilação natural depende de alguns princípios científicos básicos. O calor aumenta e o ar se move. Janelas com venezianas móveis são colocadas na parede perto do telhado nas extremidades da estufa. O ar quente lá dentro sobe e permanece perto das janelas abertas. O vento externo empurra o ar externo mais frio para dentro, que por sua vez empurra o ar mais quente de dentro da estufa para o espaço externo.

Ventilação por ventilador - A ventilação por ventilador depende de ventiladores elétricos com efeito de estufa para mover o ar quente para fora. Podem ser fixados nas extremidades da parede ou até mesmo no próprio telhado, desde que possua painéis móveis ou espaços para acomodar a brisa.

Controlando os tempos de estufa

Estude as informações sobre ventilação em estufa e compare os dois tipos para decidir qual é o certo para você. Ao usar ventilação natural, você precisará visitar a estufa várias vezes ao dia para verificar se as venezianas precisam abrir ou fechar mais. Este é um sistema gratuito uma vez configurado, mas exige um investimento em seu tempo todos os dias.

Por outro lado, a ventilação do ventilador pode ser totalmente automática. Configure um relé para ligar o ventilador assim que o ar dentro da estufa atingir uma determinada temperatura e você nunca mais terá que se preocupar com ventilação. No entanto, o sistema está longe de ser gratuito, pois você precisará fazer uma manutenção periódica e deverá pagar as contas mensais de energia elétrica para o uso dos próprios ventiladores.

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Quão importante é a ventilação com efeito de estufa?

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As estufas são extremamente úteis, permitindo que você estenda a estação de cultivo até o inverno, ou mesmo durante o inverno, com a adição de calor e luz suplementares. Embora muitas pessoas vejam uma estufa quente e escura como um sinal de sucesso, o alto calor e a umidade podem ser tão prejudiciais para as plantas quanto as condições secas e frias. A ventilação adequada é a chave para manter a temperatura, umidade e qualidade do ar ideais em uma estufa.


Aquecimento

As estufas da Geórgia devem ser aquecidas para a produção agrícola o ano todo. Um bom sistema de aquecimento é uma das etapas mais importantes para o sucesso da produção da planta. Qualquer sistema de aquecimento que forneça controle de temperatura uniforme sem liberar material prejudicial às plantas é aceitável. As fontes de energia adequadas incluem gás natural, gás LP, óleo combustível, madeira e eletricidade. O custo e a disponibilidade dessas fontes variam um pouco de uma área para outra. Conveniência, investimento e custos operacionais são outras considerações. A economia de mão de obra poderia justificar um sistema de aquecimento mais caro com controles automáticos.

Os requisitos do aquecedor de estufa dependem da quantidade de perda de calor da estrutura. A perda de calor de uma estufa geralmente ocorre por todos os três modos de transferência de calor: condução, convecção e radiação. Normalmente, muitos tipos de troca de calor ocorrem simultaneamente. A demanda de calor para uma estufa é normalmente calculada combinando todas as três perdas como um coeficiente em uma equação de perda de calor.

Condução

O calor é conduzido por meio de uma substância ou entre objetos por contato físico direto. A taxa de condução entre dois objetos depende da área, comprimento do caminho, diferença de temperatura e propriedades físicas da (s) substância (s) (como densidade). A transferência de calor por condução é mais facilmente reduzida pela substituição de um material que conduz calor rapidamente por um condutor térmico ruim (isolante) ou pela colocação de um isolante no caminho do fluxo de calor. Um exemplo disso seria substituir a alça de metal de uma panela de cozinha por uma alça de madeira ou isolar a alça de metal cobrindo-a com madeira. O ar é um condutor de calor muito pobre e, portanto, um bom isolante de calor.

Convecção

A transferência de calor por convecção é o movimento físico de um gás ou líquido quente para um local mais frio. As perdas de calor por convecção dentro da estufa ocorrem por meio de ventilação e infiltração (ventiladores e vazamentos de ar).

A transferência de calor por convecção inclui não apenas o movimento do ar, mas também o movimento do vapor d'água. Quando a água da estufa evapora, ela absorve energia. Quando o vapor d'água se condensa de volta à forma líquida, ele libera energia. Portanto, quando o vapor de água se condensa na superfície de um objeto, ele libera energia para o ambiente externo.

Radiação

A transferência de calor por radiação ocorre entre dois corpos sem contato direto ou a necessidade de um meio como o ar. Como a luz, a radiação de calor segue uma linha reta e é refletida, transmitida ou absorvida ao atingir um objeto. A energia radiante deve ser absorvida para ser convertida em calor.

Todos os objetos liberam calor em todas as direções na forma de energia radiante. A taxa de transferência de calor por radiação varia com a área de um objeto e com a temperatura e as características da superfície dos dois corpos envolvidos.

As perdas de calor radiante de um objeto podem ser reduzidas circundando o objeto com uma barreira opaca altamente reflexiva. Essa barreira (1) reflete a energia radiante de volta à sua fonte, (2) absorve muito pouca radiação, de modo que não aquece e re-irradia energia para objetos externos e (3) impede que os objetos "vejam" uns aos outros, um elemento necessário para que ocorra a troca de energia radiante.

Fatores que afetam a perda de calor

A perda de calor por infiltração de ar depende da idade, condição e tipo de estufa. Estufas mais antigas ou em más condições geralmente têm rachaduras ao redor das portas ou buracos no material de cobertura, através dos quais grandes quantidades de ar frio podem entrar. Estufas cobertas com grandes folhas de materiais de envidraçamento, grandes folhas de fibra de vidro ou uma única ou dupla camada de plástico rígido ou flexível têm menos infiltração (Figura 1).

Figura 1. Perda de energia devido à infiltração.

O sistema de ventilação da estufa também tem um grande efeito na infiltração. As persianas do ventilador de entrada e saída geralmente permitem uma grande troca de ar se não fecharem firmemente devido a um projeto inadequado, sujeira, danos ou falta de lubrificação. As aberturas de ventilação vedam melhor do que as persianas de entrada, mas mesmo elas requerem manutenção para garantir uma vedação hermética quando fechadas.

A radiação solar entra em uma estufa e é absorvida pelas plantas, solo e acessórios da estufa. Os objetos quentes então irradiam novamente essa energia para fora. A quantidade de perda de calor radiante depende do tipo de envidraçamento, temperatura ambiente e quantidade de cobertura de nuvens. Materiais de plástico e vidro rígidos exibem o “efeito estufa” porque permitem que menos de 4% da radiação térmica volte para o exterior.

Figura 2. Perdas e ganhos de energia em uma estufa.

Cálculos de perda de calor

A perda de calor por condução pode ser estimada com a seguinte equação:
Q = A (Ti - To) / R

Onde:
Q = perda de calor, BTU / hr
A = Área da superfície da estufa, pés quadrados
R = Resistência ao fluxo de calor (uma característica do material)
(Ti-To) = Diferenças de temperatura do ar entre dentro e fora

A Tabela 1 lista os diferentes materiais comumente usados ​​na construção de estufas e seus valores R associados. A Tabela 1 também lista os valores gerais de R para vários conjuntos de construção. Observe que valores altos de R indicam menos fluxo de calor. Os materiais de construção que absorvem a umidade conduzem o calor quando molhados. Use barreiras de vapor para proteger os materiais que são permeáveis ​​ao vapor de água. O calor também é perdido para o solo por baixo e ao lado de uma estufa. A perda de calor do perímetro pode ser adicionada a outras perdas usando a Tabela 1 e a equação:

P = coeficiente de perda de calor do perímetro, BTU / ft ºF hr

L = Distância em torno do perímetro

Tabela 1. Fluxo de calor através de vários materiais de construção e conjuntos.
Materiais Valor R
Placa de fibra de vidro, 1 " 4.0
Poliestireno expandido, 1 ", superfícies cortadas 4.0
Poliestireno expandido, 1 ", superfície lisa da pele 5.0
Poliestireno expandido, contas moldadas, 1 " 3.6
Poliuretano expandido, 1 " 6.2
Vermiculita, 1 " 2.2
Manta de fibra de vidro, 3-3,5 " 11.0
Manta de fibra de vidro, 5,0-6,5 " 19.0
Materiais de Parede
Bloco de concreto, 8 " 2.00*
Contraplacado, ½ ” 1.43*
Concreto, derramado, 6 " 1.25*
Bloco de concreto ou madeira compensada, mais 1 "de uretano espumado 7.69*
ou mais 1 "poliestireno 5.0*
Estufa com cortinas térmicas finas 1.42-3.33*
Conjuntos de construção
Material Valor-R geral
Coberturas de telhado e parede
Vidro, camada única 0.91*
Vidro, camada dupla, espaço de ¼ ” 2.00*
Polietileno ou outro filme, camada única 0.83*
Polietileno ou outro filme, dupla camada separada 1.43*
Filme de polietileno, camada dupla, separado, sobre vidro 2.00*
Painel reforçado com fibra de vidro 0.83*
Acrílico duplo ou policarbonato 2.00*
Perímetro Btu / linear ft ºF hr
Não isolado 0.8
Isolado 0.4
* Inclui efeitos de coeficientes de superfície.

Adicione as perdas de calor por infiltração às perdas de calor por condução. A equação para transferência de calor por infiltração segue:

V = volume da estufa, pés cúbicos

C = Número de trocas de ar por hora

A Tabela 2 lista as estimativas de trocas de ar por meio de tipos de estufas. O número de trocas de ar por hora irá variar dependendo do tipo e condição da estufa e da quantidade de vento.

Mesa 2. Trocas de ar natural para estufas
Sistema de construção Trocas de ar por hora 1
Nova construção, vidro ou fibra de vidro 0,75 para 1
Nova construção, filme plástico de dupla camada 0,5 a 1,0
Vidro de construção antigo, boa manutenção 1 a 2
Vidro de construção antigo, mau estado 2 a 4
1 Vento fraco ou proteção contra vento reduz a taxa de troca do ar.

Temperaturas mínimas de projeto

Uma boa temperatura externa para usar nos cálculos do projeto do aquecedor (para selecionar o tamanho do aquecedor) pode ser encontrada subtraindo 15 graus F da temperatura média diária mínima de janeiro (consulte a Tabela 3). Outro requisito que o aquecedor deve atender é fornecer calor suficiente para evitar que as plantas congelem durante os períodos de temperaturas extremamente baixas. As temperaturas mínimas para vários locais dentro da Geórgia também são mostradas na Tabela 3.

Tabela 3. Condições climáticas na Geórgia (1948-2004)
Localização Temperatura Mínima ºF e (Ano Ocorrente) Temperaturas médias diárias mínimas de janeiro (ºF)
Atlanta -8 (1985) 33.6
Atenas -4 (1985) 33.2
Augusta -1 (1985) 33.6
Colombo -2 (1985) 36.4
Macon -6 (1985) 35.8
Roma -9 (1985) 30.5
Savana 3 (1985) 39.0
Tifton 0 (1985) 38.0
Valdosta 9 (1981) 38.6

Exemplo:

Mantenha uma temperatura de 65 graus F dentro de uma estufa de plástico de camada dupla com as dimensões mostradas na Figura 3, sem isolamento de fundação. Suponha uma localização Augusta.

Superfície:
Paredes 7 x 100 x 2 = 1400,0 pés²
Cobertura 16,86 * x 100 x 2 = 3372,0 pés²
Termina (32 x 7 + 5,33 x 16) 2 = 618,6 pés²
5390,6 pés²
* Esta dimensão pode ser determinada desenhando a seção transversal da estufa em escala e medindo este comprimento ao longo das vigas.

Em um local de Augusta e uma temperatura média diária mínima de janeiro de 33,6 graus F, a temperatura do projeto seria de cerca de 18,6 graus F, então use 20 graus F. Isso requer um aumento de 45 graus F acima da temperatura de design e, com plástico de camada dupla, o valor R será 1,43.

= (7 x 32 x 100) + (16 x 5,33 x 100)

A temperatura mais fria registrada em Augusta é -1 grau F e, com um aumento de temperatura de 45 graus F, as plantas não deveriam estar em risco de congelamento. Um aumento na necessidade de calor de aproximadamente 20% seria necessário se a casa estivesse localizada em uma colina com muito vento.

Figura 3. Estufa de polietileno de dupla camada em frontão.

Outras considerações de projeto de sistema de aquecimento

As estufas de plástico geralmente apresentam um acúmulo de umidade dentro do gabinete, uma vez que quase não existem rachaduras ou aberturas como em uma estufa. A alta umidade pode levar ao aumento da ocorrência de doenças das folhas e flores. Um sistema de aquecimento com ar forçado ajuda a misturar o ar dentro da casa e ajuda a prevenir variações de temperatura dentro da casa. Na verdade, é desejável ter ventiladores ao longo das paredes para circular e misturar o ar quente com o ar mais frio próximo à superfície. Eles podem ser operados continuamente durante os períodos frios, mesmo se o aquecedor não estiver ligado.

Sistemas de dutos para distribuir uniformemente o ar aquecido da fornalha de ar quente forçado são desejáveis. Duas ou mais unidades de aquecimento pequenas são preferíveis a uma unidade maior, uma vez que duas unidades oferecem mais proteção em caso de mau funcionamento de uma unidade.

Um dispositivo de aviso é uma boa garantia no caso de mau funcionamento do sistema de aquecimento ou se ocorrer uma falha de energia. Alguns operadores de estufa preferem ter um sistema de alarme alimentado por bateria para avisá-los se a temperatura sair da faixa aceitável.


Planeje agora para um "cobertor"

Um dia ensolarado de inverno parece escandalosamente tropical em uma estufa, mas à noite esse calor evapora rapidamente, deixando as sementes e as plantas jovens que elas criam perigosamente expostas. No frio da noite, mesmo uma estufa de alta qualidade sem aquecimento acaba ficando apenas alguns graus acima da temperatura do ar ao seu redor.

As sementes e mudas em germinação precisam de um “cobertor” para mantê-las aquecidas no inverno, mesmo em uma estufa. Esse cobertor geralmente vem na forma de uma fonte de calor suplementar. Após a germinação das sementes, muitos tipos de mudas vegetais e perenes precisam de temperaturas de pelo menos 50 graus Fahrenheit para continuar a desenvolver-se adequadamente.


Práticas culturais para reduzir a umidade

As práticas culturais incluem regar apenas o suficiente para evitar o excesso de água no chão e regar cedo o suficiente para permitir que as superfícies das plantas sequem antes do anoitecer. A umidade relativa mais alta em uma estufa é geralmente encontrada dentro das copas das plantas, onde a umidade é gerada pela transpiração e presa devido ao movimento insuficiente de ar. O espaçamento adequado entre plantas e bancos de malha ajudarão a melhorar a circulação de ar no nível da planta.

As ervas daninhas também contribuem para a alta umidade, retendo a umidade na copa das folhas e gerando umidade por meio da transpiração. Mantenha pisos de estufa bem drenados e livres de ervas daninhas.


Ventilação de inverno

Durante os dias ensolarados de inverno, a ventilação pode ser necessária para manter a temperatura em um nível aceitável para o bom crescimento das plantas. O sistema de ventilador e tubo introduzido há vários anos se tornou popular em toda a indústria para esse propósito. Ele mistura o ar externo frio com o ar quente da estufa antes de atingir o nível das plantas. Dois tipos de sistemas estão disponíveis.

O menos caro para instalar e operar usa um ventilador, geralmente operado em configuração de baixa velocidade para exaurir o ar aquecido da estufa. O ar de admissão entra por um tubo de plástico perfurado suspenso na crista da estufa e conectado a uma veneziana motorizada ou um grande cotovelo de tubo de fogão. Dois tubos devem ser usados ​​em estufas com mais de 25 pés para obter um resfriamento mais uniforme.

Tubos com espaçamento de 2 pés (60 cm) entre furos devem ser usados ​​em estufas de plástico. Tubos com espaçamento de 4 pés podem ser usados ​​em estufas de vidro. Os tubos devem ser perfurados de forma que o ar seja descarregado horizontalmente na casa.

O segundo sistema, comumente referido como fan-jet, usa um ventilador localizado na crista de uma parede de extremidade para inflar o tubo perfurado anexado. O ar é trazido por uma veneziana motorizada adjacente. O ventilador é configurado para operar continuamente, fornecendo ar de ventilação quando a veneziana está aberta e circulando ar dentro da estufa quando ela está fechada. A unidade deve ser dimensionada para fornecer cerca de 1/2 pé cúbico por minuto por pé quadrado de área útil.

Em ambos os sistemas, a extremidade do tubo não conectada ao defletor de admissão ou ventilador deve ser amarrada. Embora a maioria dos fornecedores de estufas forneça um tubo pré-perfurado padrão, o tamanho correto e o número de orifícios são cruciais para a operação adequada e ventilação uniforme. Furos adicionais devem ser cortados no tubo se o tubo abrir quando o ventilador for ligado ou se as portas da estufa forem difíceis de abrir. Por outro lado, se o tubo não inflar totalmente, alguns orifícios devem ser fechados com fita adesiva. Verifique também se as portas da estufa estão fechadas, de forma que nenhum curto-circuito esteja ocorrendo.


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Olá, meu nome é David Drake, moro em Bacchus Marsh Victoria, Austrália
Esta 'pequena' cidade tem uma latitude de -37,6795 e uma longitude de 144,57.
Escrevo porque li algumas de suas respostas sobre como aquecer / resfriar sua estufa e as achei muito informativas. Espero que você possa (e não se importe) responder minha pergunta. Minha casa verde é de aprox. 10 jardas X 5 jardas .Estou no processo de envidraçamento das paredes e portas. Tem um telhado que é feito de "plástico" corregido. No momento, estou instalando alguns ventiladores direcionados horizontalmente no nível do solo direcionados ao longo da largura da estrutura. Minha pergunta para você é como faço para lidar com alto calor / umidade no verão e baixo calor / umidade no inverno. Cultivo cactos, suculentas e caudiciformes.

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Sempre fico feliz em ver mais informações por aí sobre estratégias de moradia verde! Mal posso esperar pelo seminário na próxima semana!

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o link para o vídeo sobre como fazer uma parede de resfriamento não leva a um vídeo, mas a um canal vazio do Youtube: https://www.youtube.com/user/watc

Heike, obrigado pelo aviso! Esse link foi reparado agora.

Por favor, envie-me estimativas para o custo de uma casa poli bem equipada

Olá, Anap, os custos de uma estufa variam de acordo com suas necessidades e localização, mas um bom começo para as estimativas é nossa Lista de compras de estufas. Esta é uma lista de materiais típicos, custos e marcas recomendadas para os produtores. Você pode baixá-lo gratuitamente aqui: info.brightagrotech.com/high-tunnels-for-small-producers-the-greenhouse-shopping-list

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Qual estufa é recomendada para uma ilha tropical quente?

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Estamos cultivando no Líbano Ohio
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Disseram-nos que estamos vivendo
Em áreas onde não funciona financeiramente, para aquecer e resfriar, mesmo se construirmos um solar passivo. Isso é verdade?

Carol, se alguém descarta a agricultura para um clima inteiro, provavelmente não fez muitas pesquisas sobre os métodos agrícolas modernos. Se você for inteligente sobre como configurar uma fazenda e abordar seus mercados, pode fazer com que funcione financeiramente. Dito isso, você provavelmente tem muitas pesquisas a fazer sobre os sistemas HVAC e as oportunidades em seu mercado. Trabalhamos com pessoas em climas com alta umidade e variações de temperatura loucas e ficaríamos mais do que felizes em falar com você sobre algumas opções! (Sinta-se à vontade para nos ligar para (307) 288-1188 e podemos bater um papo.)

Gostaria de perguntar aqui se o túnel de ar terrestre (EAT) pode ser usado como um método de resfriamento alternativo ativo para resfriar as estufas.

Sim, no entanto, recomendamos examinar os sistemas GAHT (Grount to Air Heat Transfer). Eles trabalham com o mesmo princípio.

Acabei de encontrar este fórum. Estou no Texas, então você sabe que tenho uma estufa HOT HOT. Basta colocar uma mangueira de imersão no telhado…. liguei bem devagar e observei a temperatura cair de 106 para 95 em dez minutos! Eu pensei que já que eu tenho água de poço (grátis), isso é bom demais para ser verdade. Alguma desvantagem em que não estou pensando?

A água do poço pode conter minerais que podem causar acúmulo na cobertura da estufa. Nesse caso, esse acúmulo limitará a transmissão de luz para a estufa. Pode ser mais eficaz utilizar um sistema de nebulização / nebulização dentro da estufa para resfriamento. Além disso, os sistemas de parede úmida são muito eficazes para resfriamento, mas geralmente custam mais do que nebulizadores.

Olá! Estou pensando em transformar nossa piscina de concreto vazia e nunca preenchida (ela está inacabada há quase 20 anos) em uma estufa subterrânea. O clima aqui é basicamente deserto com umidade sazonal (Mar Vermelho, Egito), com temperaturas constantes próximas de 40 C no verão e tão baixas quanto 10 C nos (curtos) meses de inverno. O que você acha que funcionaria melhor para resfriamento e ventilação passiva / de baixa manutenção durante todo o ano?

Panos de sombra, paredes molhadas ou refrigeradores de pântano e ventiladores padrão são provavelmente os melhores métodos para baixa manutenção. Confira “The Year-Round Solar Greenhouse”, um livro que contém boas informações sobre aquecimento e resfriamento.

Acabei de encomendar uma casa verde de parede fixa de policarbonato de 8 x 20 dbl com janelas na frente e nas laterais e porta holandesa. Encomendei um pano aluminet 80% tom. Um pano verde sob o alumineto proporcionaria alguma vantagem? Eu quero manter a temperatura baixa. Eu sou novo nisso, eu não tenho um fã ainda. O que posso fazer para poder usar isso no verão é aqui em Oklahoma e quente. Eu terei sombra lateral de uma fileira de árvores quando elas surgirem a cada ano.

Eu amo o seu blog. Todo esse conhecimento fornecido é único do que qualquer outro blog de refrigeração.
As melhores maneiras de resfriar uma estufa são uma boa explicação.
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