SERALARIN ISITILMASI
Bilindiği gibi bitki gelişimi CO2, güneş enerjisi, su ve besin maddeleri gibi faktörlerin yardımı ile sağlanmaktadır. Ancak bitkilerin gelişme ve ürün verme gibi normal faaliyetlerini yapabilmeleri için bitki türüne göre değişen belirli bir sıcaklık sının içerisinde olmaları gerekmektedir. Sera üretiminde özellikle ılıman bölgelerde dış ortam sıcaklığının düşük olduğu durumlarda bile bitki için gerekli sıcaklık sağlanabilmektedir. Seralarda bitkiler rüzgar, yağmur ve karın olumsuz etkilerine karşı korunmakla birlikte gündüz süresince güneş ışınımından ısı kazancı ile sıcaklık artışı sağlar. Sıcaklığın 10 °K artışı bitki gelişim oranım iki kat arttırdığından seralarda ticari ürünlerin ekonomik olarak üretilmesinde yüksek sıcaklık derecelerinin özel önemi vardır.
Seraların ısıtılması aşağıdaki yararlan sağlar: Birim alandan yüksek verim ve kalite
- Büyüme döneminin kısaltılması İşçilik gereksiniminin düşmesi Kimyasal pestisitlerin kullanımının azalması
- Bitki çevresinde nispi nemin azaltılması ve yaprak
hastalıklarında azalma
- Kök bölgesinde yeterli sıcaklığın sağlanması
Gündüz süresince seranın ısınmasını sağlayan en önemli enerji kaynağı güneş ışınımı olmakla birlikte bunun yeterli olmadığı özellikle gece dönemlerinde ısıtıcılar kullanılır. Isıtıcılar ile sera içi sıcaklığının yükseltilmesiyle bitki büyüme hızı arttırılmaktadır. Büyüme hızının arttırılması ile de bitki verimi, erkencilik ve kalite arttırılmakta; ayrıca dış ortamın olumsuz etkisi azaltılmaktadır.
Sera bir solar kollektördür. Güneş, seranın ısınmasına neden olan ısının başlıca kaynağını oluşturur. Seranın bu yolla ısınması, sera etkisi ve sera dış yüzeyinin ısı geçiren bir malzeme ile kaplanmış olması gibi iki nedenle olur.
Sera örtü malzemesinden geçen radyasyon enerjisi güneş ışınlarından ve 0.38-2.5 mikron dalga boyunda elektromanyetik dalgalardan oluşur. Bu enerji sera içerisindeki bitkileri, toprağı ve diğer objeleri ısıtır. Isınan bu objeler tekrar 5-35 mikron uzun dalga boylu (radyasyon) ışınım yayar. Bunlar sera örtü malzemesinden geçmez ve bu şekilde sera içi ısısı yükselir. Bu olay sera etkisi olarak açıklanmaktadır. Sera içinde oluşan bu ısı enerjisi örtü malzemesinin ısı iletim miktarına bağlı olarak sürekli dış ortama kaçar. Özellikle kışın bitki gelişimi için optimum sera içi sıcaklığı sağlanamaz. Bu da serada sıcaklık düşüşlerine neden olur ve ek bir ısı kaynağına gereksinim duyulur. Bu olaya seralarda ısıtma denir. Serada gelişim etmenlerinden biri olan sıcaklık mümkün olduğu kadar optimum şuurlar arasında bulunmalıdır. Bu nedenle ısıtma sistemleri, kontrol sistemleri ve örtü malzemesinin birbirleriyle iyi bir şekilde uyum göstermeleri gerekir.
Isıtılan serada temelde ısı iletimi radyasyon (ışınım), konveksiyon (taşınım), kondüksiyon (iletim) ve infiltrasyon yolu ile olmaktadır. Seralarda bunlara ek olarak buharlaşma, yoğunlaşma ve hava değişimi ile de ısı taşınımı olmaktadır (Şekil 8.1)





Radyasyon
Radyasyon yolu ile ısı taşınımı farklı sıcaklıklardaki kütleler arasında manyetik dalgalar yardımı ile meydana gelmektedir. Sera örtü malzemesine ulaşan ışınımın bir kısmı yansıtılmakta, bir kısmı emilmekte, geri kalan kısmı da örtü malzemesinden geçmektedir. Siyah renkli kütleler tüm ışınımı emip sıcaklığa dönüştürürken, beyaz renkli kütleler ışınımı büyük oranda yansıtırlar.

Konveksiyon
Bu yolla ısı iletimi birbirlerine karşı hareket eden moleküller yardımıyla sıcak ortamdan soğuk ortama doğru olur. Katı yüzeyler üzerinde akışkanların veya gazın hareketi sonucunda ortaya çıkan ısı taşınımı buna örnek olarak verilebilir.

Kondüksiyon

Bir kütledeki moleküllerin karşılıklı hareketi olmadan dokunma ile ısının taşınmasıdır. Bu tür ısı iletimi katı cisimlerde, hareketsiz sıvılarda ve gaz katmanları arasında olur.
Metallerin ısı iletimleri yüksek olduğundan seralarda kullanılan profiller ısının dış ortama taşımasında örtü malzemelerine oranla daha büyük rol oynar. Bu nedenle bu malzemelere ısı köprüleri adı verilir. Plastik örtüler de gece ışınım yoluyla yüksek ısı kayıplarına neden olurlar. Serada özellikle kış aylarında sadece örtü malzemesi ile bitkiler için gerekli olan yeterli sıcaklık sağlanamaz. Bu nedenle seralar için ek ısı sağlanmalı, diğer bir deyişle seralar ısıtılmalıdır.

Buharlaşma ve Yoğuşma
Işık, sıcaklık gibi hava nemi de bitkiler için bir gelişim etmeni olup optimum bir değere sahip olmalıdır. Serada hava nemi bitkiler tarafından buharlaşma, örtü malzemesi yüzeyinde olan yoğuşma, iç ve dış ortam arasında oluşan hava değişimi gibi etmenlerden etkilenmektedir. Sera nemi sera sıcaklığına bağlı olarak çoğunlukla oransal nem olarak ifade edilmektedir.
Nemli hava en fazla doyum noktasına kadar su buharı alabilir. Havanın doyum noktasındaki su içeriği o andaki sıcaklığa bağlıdır. Doymuş havanın soğuması ile bünyesinde bulunan su yoğuşur ve ısı açığa çıkar. Sera çatısında yoğuşma ile serbest hale gelen ısının çatı tararından taşman miktarı belirlenmelidir. Toprak yüzeyinden ve bitkilerden buharlaşma yolu ile kaybolan ısı enerjisi temelde yoğuşma ilişkisi ile saptanabilir.

İnfiltrasyon (Sızma ile Hava Değişimi)
Genellikle seralarda iki yolla ısı kaybı oluşur:
1) Serayı çevreleyen örtü malzemesinden iletim yolu ile
2) Çatı, duvar veya örtü ek yerlerinden sızıntı yolu ile olan ısı
kayıpları
Sera yüzeyinden iletim yolu ile olan ısı kaybı; ısı iletim katsayısı, sera yüzey alanı ve sera içi ve dış ortam arasındaki sıcaklık farkından oluşur.
Özellikle cam seralarda cam ek yerlerinden, çatı yan duvarlarından, kapı ve pencere kenarlarında bulunan açıklıklardan akan hava hareketi ile olan ısı kaybı infiltrasyon olarak tammlanmaktadır. Bu yolla olan hava değişiminin ısı kayıpları ile ilişkisi önemlidir. İnfiltrasyon yolu ile soğutma etkisi seraya giren güneş enerjisi miktarı ile karşılaştırıldığında oldukça küçüktür.

Cam seralarda birim çatı alanı için kullanılan cam boyutları veya cam ek yerleri sayısı, çatı ve yan duvarlarda kullanılan cam kalınlığı ve seranın bakımı infiltrasyon nispetine etki eder. Zorunlu hava sirkülasyonu veya birim ısıtıcıların kullanımı infiltrasyon nispetinin yükselmesine neden olur. Plastik seralarda örtü malzemesinde ek yerlerinin olmaması ve çatının geniş tabakalar halinde plastik örtü ile kaplanması nedeniyle açıklıkların ve ek yerlerinin az olmasından dolayı düşük infiltrasyon nispetine sahiptirler.
Sera yapılarında havalandırma açıklıklarının kapalı olması durumunda bile kapı ve pervazlar aracılığı ile dış ortam arasında istenmeyen sürekli bir hava değişimi oluşmaktadır. Hava değişimi için ölçüt ise hava değişim sayısı olup, birim zamanda değişen hava hacminin sera hacmine oram olarak tanımlanır. Seranın hava değişim oram seranın tasarımına, örtü malzemesine, bu malzemenin seraya örtülme durumuna, rüzgar hızı ve yönüne bağlı olarak değişir. Bu yolla seralarda oldukça önemli bir miktarda ısı dışarıya taşınmaktadır.
Plastik seralarda infiltrasyonla ısı kaybı daha azdır. Bu nedenle bu tip seralarda iç ortam sıcaklığı gündüz genellikle cam seralardan daha fazladır. Dolayısı ile, plastik seraların havalandırma gereksinimi de daha fazladır.
Kaynak: www.Bahcesel.com/forumsel/