Doğu Akdeniz Bölgesi Modern Seralarında Farklı Örtü Malzemesi ile Farklı Isı Perdesi Kullanımının Sera Isı Gereksinimine Etkisinin Belirlenmesi

Sait Üstün; Elif Kübra Çölkesen; Katibe Gülşah Bolat; Gülçin Hayırsöz

doi:10.18016/ksutarimdoga.vi.1462607

EN TR

Determination of the Effect of Using Different Covering Materials and Different Thermal Curtains on Greenhouse Heat Requirement in Modern Greenhouses of the Eastern Mediterranean Region

Abstract

In this study, the heat requirement values needed in advanced technological greenhouses in the provinces of Antakya, Mersin, Adana and Antalya in the Eastern Mediterranean Region were calculated. Calculations were made separately for 24 greenhouse types for each province where different cover materials and types and different sealing properties of the thermal curtain were used, and their comparisons were given. In calculations without thermal curtains, the optimum heat energy requirement was found to be 79.9 kW h m-2 a-1, 80.8 kW h m-2 a-1, 104.8 kW h m-2 a-1, 117.9 kW h m-2 a-1, 78.7 kW h m-2 a-1, 81.9 kW h m-2 a-1, 105.6 kW h m-2 a-1, 116.3 kW h m-2 a-1 in glass greenhouses for Adana, Mersin, Antalya and Antakya, respectively. In thermal curtain calculations, the optimum heat energy requirement was found to be 49.0 kW h m-2 a-1, 53.0 kW h m-2 a-1, 61.4 kW h m-2 a-1, 75.9 kW h m-2 a-1 for glass greenhouses and 53.2 kW h m-2 a-1, 54.6 kW h m-2 a-1, 66.5 kW h m-2 a-1, 79.0 kW h m-2 a-1 for plastic greenhouses for Mersin, Adana, Antalya, and Antakya, respectively. As a result of the calculations, the greenhouse type that provides the optimum heat cost was determined as C8 for glass-covered greenhouses and P16 for PE-covered greenhouses. In the steel pipe heating system, the best result is achieved by placing the pipes in the greenhouse close to the greenhouse floor, while it has been determined that heat curtains with good sealing should be used. As a result, in order to ensure optimum heat cost in advanced technological greenhouses in the Eastern Mediterranean Region, in glass greenhouses, single layer glass on the roof, double layer glass on the side walls, and in PE greenhouses, single layer PE on the roof and double layer hard PE (32 mm) on the side walls should be used. In the steel pipe heating system, the pipes should be placed close to the greenhouse floor and heat curtains should be used as a heat protection measure.

Keywords

Doğu Akdeniz Bölgesi Modern Seralarında Farklı Örtü Malzemesi ile Farklı Isı Perdesi Kullanımının Sera Isı Gereksinimine Etkisinin Belirlenmesi

Öz

Bu çalışmada, Doğu Akdeniz Bölgesindeki Antakya, Mersin, Adana ve Antalya illerinde yer alan ileri teknolojik seralarda ihtiyaç duyulan ısı gereksinim değerleri hesaplanmıştır. Hesaplamalar, farklı örtü malzemesi ve çeşidi ile ısı perdesinin farklı sızdırmazlık özelliklerinin kullanıldığı her bir il için 24 sera tipi için ayrı ayrı yapılmış ve karşılaştırmaları verilmiştir. Isı perdesiz hesaplamalarda optimum ısı enerjisi gereksinimi Adana, Mersin, Antalya ve Antakya için sırasıyla cam seralarda 79.9 kW h m-2 a-1, 80.8 kW h m-2 a-1, 104.8 kW h m-2 a-1, 117.9 kW h m-2 a-1, plastik seralarda ise 78.7 kW h m-2 a-1, 81.9 kW h m-2 a-1, 105.6 kW h m-2 a-1, 116.3 kW h m-2 a-1 olarak bulunmuştur. Isı perdeli hesaplamalarda ise optimum ısı enerjisi gereksinimi Mersin, Adana, Antalya ve Antakya için sırasıyla cam seralarda 49.0 kW h m-2 a-1, 53.0 kW h m-2 a-1, 61.4 kW h m-2 a-1, 75.9 kW h m-2 a-1, plastik seralarda ise 53.2 kW h m-2 a-1, 54.6 kW h m-2 a-1, 66.5 kW h m-2 a-1, 79.0 kW h m-2 a-1 olarak bulunmuştur. Hesaplamalar sonucunda optimum ısı maliyetini sağlayan sera tipi, cam örtülü seralar için C8, PE örtülü seralar için ise P16 olarak belirlenmiştir. Çelik borulu ısıtma sisteminde boruların seraya yerleştirilme şekli olarak en iyi sonuç sera tabanına yakın yerleştirilmesi ile sağlanırken, sızdırmazlığı iyi ısı perdelerinin kullanılması gerektiği belirlenmiştir. Sonuç olarak, Doğu Akdeniz Bölgesi ileri teknolojik seralarda optimum ısı maliyetinin sağlanması için cam seralarda, çatıda tek kat cam, yan duvarlarda çift kat cam, PE seralarda ise çatı da tek kat PE, yan duvarlarda ise çift kat sert PE (32 mm) kullanılmalıdır. Çelik borulu ısıtma sisteminde borular sera tabanına yakın yerleştirilmeli ve ısı koruma önlemi olarak da ısı perdeleri kullanılmalıdır.

Anahtar Kelimeler

References

Akyüz, A., Baytorun, A. N., Çaylı, A., Üstün, S. & Önder, D. (2017). Seralarda Isıtma Sistemlerinin Projelenmesinde Gerekli Olan Isı Gücünün Belirlenmesinde Yeni Yaklaşımlar. KSÜ Doğa Bilimleri Dergisi 20(3), 209-217. doi:10.18016/ ksudobil.266155.
Arinze, E. A., Schoenau, G. J., Besant, R. W. (1986). Experimental and computer performance evaluation of a movable thermal insulation for energy conservation in greenhouses. Journal of Agricultural Engineering Research, 34, 97-113. doi: 10.1016/S0021-8634(86)80003-8.
Baytorun, A. N. (2016). Seralar, Sera Tipleri, Donanımı ve İklimlendirilmesi. 1. Baskı. Nobel Akademik Yayıncılık. Nobel kitabevi, İstanbul. 444s.
Baytorun, A. N., Akyüz, A., Üstün, S. & Çaylı, A. (2018a). Sera Isı Gereksinimi Hesaplama Modelinin “ISIGER-SERA” Çukurova Koşullarında Test Edilmesi. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Dergisi 21(5), 699-707. doi:10.18016/ ksudobil.396127.
Baytorun, A. N., Akyüz, A., Üstün, S. & Çaylı, A. (2018b). Testing Greenhouse Heat Requirement Calculation Model" ISIGER-SERA" in Cukurova Conditions. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Dergisi- 21(5), 699-707. doi:10.18016/ksudobil.396127.
Baytorun, A. N., Üstün, S. & Akyüz, A. (2016). Farklı Isıtma-Derece-Gün (HDD) Değerlerine Bağlı Olarak Seralarda Isı Enerjisi Gereksiniminin Belirlenmesi. Çukurova Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 31(2), 119-128.
Baytorun, A. N., Üstün, S., Akyüz, A. & Çaylı, A. (2017). Antalya İklim Koşullarında Farklı Donanımlara Sahip Seraların Isı Enerjisi Gereksiniminin Belirlenmesi. Turkish Journal of Agriculture-Food Science and Technology 5(2), 144-152.
Baytorun, A. N., Zaimoğlu, Z., Akyüz, A., Üstün, S. & Çaylı, A. (2018c). Comparison of Greenhouse Fuel Consumption Calculated Using Different Methods with Actual Fuel Consumption. Turkish Journal of Agriculture - Food Science and Technology (TURJAF) 6(7), 850-857.

Baytorun, N., Akyüz, A., Üstün, S. (2016a). Seralarda ısıtma sistemlerinin modellemesi ve karar verme aşamasında bilimsel verilere dayalı uzman sistemin "ISIGER-SERA" geliştirilmesi. TÜBİTAK 114O533 nolu proje.
Chandra, P., Albright, L. D. (1980). Analytical Determination of the Effect on Greenhouse Heating Requirements of Using Night Curtains. Transactions of the Asae, 23(4), 994-1000.
Critten, D. L., Bailey, B. J. (2002). A review of greenhouse engineering developments during the 1990s. Agricultural and Forest Meteorology, 112, 1- 22. doi: 10.1016/S0168-1923(02)00057-6.
Çaylı, A., Akyüz, A., Baytorun, A. N., Üstün, S. & Boyacı, S. (2016). Determination of Structural Problems Causing Heat Loss with the Thermal Camera in Greenhouses. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Doğa Bilimleri Dergisi 19(1), 5-14.
Çaylı, A., Akyüz, A., Kaya, E. H., Çiçekli, Y. & Yıldız, M. Ç. (2018). A Comparison on The Spatial Variability of Some Meteorological Data: Kahramanmaras Case Study. KSÜ Tarım ve Doğa Dergisi 21(2), 175-184. doi:10.18016/ksudobil.320511.
Çaylı, A. (2014). Plastik Seralarda Isı İletim Katsayısının Belirlenmesi ve Isı Artırım Önlemlerinden Isı Perdelerinin Etkinliğinin Araştırılması. (Doktora Tezi PhD), KSÜ,Fen Bilimleri Enstitüsü, Kahramanmaraş.
Domke, O. (2011). Neue Entwicklungen bei doppellagigen Energieschirmmateriallen und beim Einsatz von Tagesenergieschirmen. Fachtagung Energieeffizienz, "Energie-Innovationen im Gartenbau – Neue Ideen aus Praxis und Forschung", 9. November 2011 im Gartenbauzentrum Straelen.
Le Quillec, S., Brajeul, E., Lesourd, D., Loda, D. (2005). Thermal Screen Evalution In Soilless Tomato Crop Under Glasshouse. Acta Horticulturae.
Meyer J, 1982. Bewertung von beweglichen Energieschirmen in [sic] Hinblick auf den Wärmeverbrauch von Gewächshäusern. 11.
Meyer J, 1984. The influence of thermal screens on energy consumption of greenhouse. Garten Dauwissen Schaft 49:74-80.
Meyer J, Schockert K, Laun N, Schlipen M, Kreuzpainter A 2014. Niedrigenergiegewachshaus mit CO2-neutralen Heizsystem. Zukunft Initiative Niedrigenergie Gewachshaus (ZİNEG). Ansatze und Ergebnisse.
Meyer J,. 1981. Bewegliche Energieschirme. ITG Heft 10. Institut für Technik in Gartenbau und Landwirtschaft. Universitat Hannover.
Müller G 1987. Energieschierme unter Praxisbedingungen Bewertung und Optimierung im Hinblick auf Energieverbrauch und Klimaführung. Dissertation. Institut für Technik in Gartenbau und Landwirtschaft Universitat Hannover.
Nelson, P. V. (2002). Greenhouse operation and management. Sixth Edition. Prentice Hall, Upper Saddle River. New Jersey, USA 692 pp.
Nijskens, J., Deltour, J., Coutisse, S., Nisen, A. (1984). Heat-Transfer through Covering Materials of Greenhouses. Agricultural and Forest Meteorology, 33(2-3), 193-214. doi: Doi 10.1016/0168- 1923(84)90070-4.
Nisen, A., Grafiadellis, M., Jiménez, R., La Malfa, G., Martiez-Garcia, P. F., Monteiro, A., Verlodt, H., Villele, O., Von Zabeltitz, C., Denis, J. C., Boudoin, W. & Garnaud, J. C. (1988). Cultures protegees en climate mediterranean, FAO, Rome.
Önder, D. & Baytorun, A. N. (2016). Akdeniz Bölgesi İklim Koşullarında Seralarda Kullanılan Isı Perdelerinin Sera İçi Sıcaklığına ve Enerji Tasarrufuna Etkilerinin Belirlenmesi. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi 13(03), 111-120
Rath T 1992. Einsatz wissensbasierter Systeme zur Modellierung und Darstellung von gartenbautechnischem Fachwissen am Beispiel des hybriden Expertensystems HORTEX. Gartenbautechnische Informationen (Germany). no. 34.
Schmidt, U., Huber, C., Dannehl, D., Rocksch, T., Tantau, H. J. & Meyer, J. (2011). Effect of Special Climate Conditions in Closed Greenhouses on Coefficient of Performance and Plant Growth - Preliminary Tests for Optimizing Closed Greenhouse Control. Acta Hortic 893, 429-436
Tantau, H. J. (1983). Heizungsanlagen im Gartenbau. Verlag Eugen Ulmer. Stuttgart.
Tantau, H. J. (2012). Erfahrungen aus dem ZINEG-Projekt mit dem Einsatz unterschiedlicher Energieschirme BGT kolloqium Berlin.
Teitel, M., Peiper, U. & Zvieli, Y. (1996). Shading screens for frost protection. Agricultural and forest meteorology 81(3-4), 273-286.
Von Zabeltitz C, 1982. Forschung für die Technik der Pflanzenproduktion in Gewächshäusern. Grundlagen der Landtechnik 32(5):152-155.
Von Zabeltitz C,. 1986. Gewachshauser - Handbuch des Erwerbsgartnersbaskı. Handbuch des Erwerbsgartners. Ulmer -Verlag, Stuttgart

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Agricultural Structures

Journal Section

Research Article

Authors

Sait Üstün ^*
0000-0002-9978-6140
Türkiye

Elif Kübra Çölkesen
0009-0008-9766-0860
Türkiye

Katibe Gülşah Bolat
0009-0006-2411-8136
Türkiye

Gülçin Hayırsöz
0009-0009-9427-4056
Türkiye

Early Pub Date

August 15, 2024

Publication Date

November 7, 2024

Submission Date

April 4, 2024

Acceptance Date

June 1, 2024

Published in Issue

Year 2024 Volume: 27 Number: 6

DOI

https://doi.org/10.18016/ksutarimdoga.vi.1462607

IZ

https://izlik.org/JA82BP47EU

Cite

RIS / Bibtex

APA

Üstün, S., Çölkesen, E. K., Bolat, K. G., & Hayırsöz, G. (2024). Doğu Akdeniz Bölgesi Modern Seralarında Farklı Örtü Malzemesi ile Farklı Isı Perdesi Kullanımının Sera Isı Gereksinimine Etkisinin Belirlenmesi. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım Ve Doğa Dergisi, 27(6), 1343-1355. https://doi.org/10.18016/ksutarimdoga.vi.1462607