Τα θερμοκήπια αιχμαλωτίζουν την ενέργεια του ηλιακού φωτός. Η ακτινοβολία που έχει παγιδευτεί στο θερμοκήπιο απελευθερώνει θερμότητα, καθώς τα φωτόνια αλληλεπιδρούν με την ύλη και χάνουν ενέργεια. Ενώ η άφθονη ηλιοφάνεια προωθεί την έντονη και ταχεία ανάπτυξη, η υπερβολική θερμότητα καθιστά υποχρεωτική τη χρήση συστημάτων ψύξης κατά τους καλοκαιρινούς μήνες, ειδικά σε μεσογειακά κλίματα όπως της Ελλάδας. Οι διαφορετικές μέθοδοι ψύξης έχουν τόσο πλεονεκτήματα όσο και μειονεκτήματα. Οι δύο κύριες τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται σήμερα για τα θερμοκήπια είναι είτε η ψύξη με εξαερισμό είτε με ψύκτη.
Εξατμιστική Ψύξη
Όταν το νερό εξατμίζεται, τα μόρια του αέρα επιβραδύνονται και ψύχονται. Το αποτέλεσμα είναι ότι η θερμοκρασία του αέρα πέφτει. Λόγω της απλότητας και της χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας, οι τεχνολογίες ψύξης με εξάτμιση είναι ασφαλώς οι πιο ενεργειακά και οικονομικά αποδοτικές λύσεις για την ψύξη χώρων θερμοκηπίου.
Ένα από τα πιο συνηθισμένα συστήματα που χρησιμοποιούν ψύξη με εξάτμιση είναι το σύστημα Wet Pad and Fan. Σε αυτή τη διάταξη, μεγάλες πλάκες κατασκευασμένες από ένα πορώδες υλικό παρόμοιο με χαρτόνι, τοποθετούνται στα τοιχώματα της μιας πλευράς του θερμοκηπίου, ενώ από την άλλη πλευρά τοποθετούνται ισχυροί εξαερισμοί, οι οποίοι μπορούν να αντικαταστήσουν τον όγκο του αέρα στο θερμοκηπίου 14 φορές ανά ώρα. Το νερό αντλείται μέσω ενός συστήματος σωλήνων στην κορυφή των πλακών, όπου κατανέμεται ομοιόμορφα στις πλάκες. Το υλικό της πλάκας είναι δομημένο με λεπτές κυματοειδείς στρώσεις, μεγιστοποιώντας την επιφάνεια και την απορρόφηση του Η2Ο. Η απορροφούμενη υγρασία στις πλάκες εξατμίζεται άμεσα, καθώς οι εξαερισμοί τραβούν αέρα διαμέσου του πορώδους υλικού. Ο ψυχρότερος αέρας που κουβαλάει νερό, διασκορπίζεται ομοιόμορφα μέσω του θερμοκηπίου, με τη βοήθεια ταλαντευόμενων ανεμιστήρων, παίρνει θερμότητα από το περιβάλλον και εκκενώνεται από τους εξαερισμούς καθώς ο φρέσκοπαγωμένος αέρας έλκεται από τις υγρές πλάκες, συνεχίζοντας τη διαδικασία.
Μια άλλη μέθοδος εξατμιστικής ψύξης είναι το σύστημα ομίχλης υψηλής πίεσης. Αυτή η ρύθμιση παρακάμπτει την ανάγκη για βρεγμένες πλάκες. Αντί αυτού, μια πολύ λεπτή ομίχλη νερού (H2O) εκπέμπεται στο χώρο του θερμοκηπίου σε εξαιρετικά υψηλή πίεση. Αυτή η ομίχλη εξατμίζεται εύκολα και ο ψυχρός αέρας διανέμεται μέσω του θερμοκηπίου μέσα από ένα συνδυασμό εξαερισμών μεγάλης ισχύος και ανεμιστήρων κυκλοφορίας αέρα, παρόμοια με το σύστημα Pad and Fan. Η τοποθέτηση και η ποσότητα των πομπών ομίχλης, των εξαερισμών και των ανεμιστήρων κυκλοφορίας αέρα, καθορίζει πόσο αποτελεσματικό θα είναι το σύστημα στο να κατανέμει ομαλά τον ψυχρό αέρα στον χώρο των φυτών εντός του θερμοκηπίου.
Ενώ τυπικά απαιτεί πολύ χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας και ευκολότερη και φθηνότερη συντήρηση από τα ψυκτικά συγκροτήματα, η ψύξη με εξάτμιση αυξάνει την ποσότητα υδρατμού που περιέχεται στον αέρα του θερμοκηπίου και έτσι αυξάνει την υγρασία. Ανάλογα με την φάση ανάπτυξης των φυτών, η υπερβολική υγρασία μπορεί να προκαλέσει μούχλα, μύκητες ή έντομα που θα επιτεθούν στα αναπτυσσόμενα λουλούδια. Επομένως, η παρακολούθηση των επιπέδων υγρασίας είναι σημαντική όταν χρησιμοποιούνται αυτές οι τεχνικές. Συνήθως, στην Ελλάδα, όταν έχει ζέστη έχει επίσης ξηρασία, οπότε η επακόλουθη αύξηση της υγρασίας δεν είναι τόσο σημαντική, ώστε να επηρεάσει αρνητικά τα φυτά κάνναβης. Σε κλίματα που είναι ζεστά και έχουν επίσης υψηλή υγρασία περιβάλλοντος, οι υγρές πλάκες δεν είναι αποτελεσματικές επειδή ο θερμός και υγρός αέρας που ρέει μέσα από τις πλάκες θα είναι ήδη κοντά στον κορεσμό και δεν θα είναι σε θέση να εξατμίσει το δροσερό νερό στις πλάκες.
Ψύξη με Ψύκτη
Οι ψύκτες χρησιμοποιούν ένα “ρευστό” ή ψυκτικό μέσο, το οποίο υφίσταται διαστολή κλειστού κύκλου, εξάτμιση, συμπίεση και συμπύκνωση, για την εξαγωγή και την εκκένωση θερμότητας από το θερμοκήπιο. Οι μονάδες ψύξης με αέρα ή νερό διαφέρουν, επειδή είτε μόνο ο αέρας είτε το νερό χρησιμοποιούνται για την ψύξη του θερμού ψυκτικού στη φάση συμπύκνωσης.
Μία βαλβίδα μέτρησης ενεργεί ως συσκευή επέκτασης, ελέγχοντας τη ροή του ψυκτικού μέσα στο θάλαμο εξάτμισης. Καθώς το ψυκτικό υγρό διαστέλλεται και εξατμίζεται, λόγω της χαμηλότερης πίεσης, εξάγει θερμότητα, από το διάλυμα νερού ή νερού/γλυκόλης, μέσω του εναλλάκτη θερμότητας, μια συσκευή στην οποία τα δύο υγρά δεν έρχονται σε επαφή αλλά ανταλλάσσουν θερμική ενέργεια. Το μίγμα νερού ή νερού/γλυκόλης, αρχικά κερδίζει αυτή τη θερμότητα από τον περιβάλλοντα θερμό αέρα στο θερμοκήπιο. Αφού η θερμότητα απορροφηθεί από το ψυκτικό, πρέπει να εκκενωθεί από το περιβάλλον του θερμοκηπίου, για να διατηρηθεί η περιβάλλουσα θερμοκρασία του αέρα χαμηλή.
Το θερμασμένο ψυκτικό μέσο, στη συνέχεια θερμαίνεται περαιτέρω από τον συμπιεστή, επειδή η αυξανόμενη πίεση προκαλεί αύξηση της θερμικής ενέργειας. Τέλος, το συμπιεσμένο ψυκτικό εισέρχεται στον συμπυκνωτή, ο οποίος είναι επίσης εναλλάκτης θερμότητας. Σε αυτό το στάδιο, οι μονάδες μπορούν να χρησιμοποιούν είτε νερό είτε αέρα (χρησιμοποιείται νερό ή νερό/γλυκόλη, για να παρέχει θερμότητα στο ψυκτικό μέσο στη φάση εξάτμισης και στους δύο τύπους ψυκτών), για να απορροφηθεί η θερμότητα και να ψυχθεί το ψυκτικό, επιτρέποντάς του να πυκνώσει. Η θερμότητα που απορροφάται από τον αέρα ή το νερό εκκενώνεται από τη μονάδα εκτός του χώρου του θερμοκηπίου ή μεταφέρεται σε άλλο σύστημα για περαιτέρω χρήση (όπως αφύγρανση).
Οι μονάδες που ψύχονται με αέρα, συνήθως χρησιμοποιούν εξωτερικό αέρα για την ψύξη του ψυκτικού μέσου, ωστόσο αυτό δεν είναι πρακτικό όταν οι θερμοκρασίες του εξωτερικού αέρα είναι υψηλές. Οι μονάδες ψύξης με νερό είναι πολύ πιο αποτελεσματικές σε αυτές τις περιπτώσεις. Σε ψύκτες με βάση το νερό, αφού το ψυκτικό μέσο απελευθερώσει θερμότητα στο νερό, το νερό είτε εκκενώνεται σε έναν πύργο ψύξης, όπου διοχετεύεται και διαχέει τη θερμότητα έξω ή το θερμασμένο νερό χρησιμοποιείται για την παροχή θερμικής ενέργειας για την τροφοδοσία άλλων θερμοκηπίων ή άλλων συστημάτων της εγκατάστασης. Ένα παράδειγμα είναι το ζεστό νερό που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον ζεστό αέρα που χρησιμοποιείται για την επανεκκίνηση ενός αποξηραντικού τροχού. Το ζεστό νερό μπορεί επίσης να θερμανθεί περαιτέρω και να χρησιμοποιηθεί ως εισαγωγέας για ηλεκτρογεννήτρια με ατμό.
Αν και τα συστήματα ψύξης με ψύκτη έχουν το πλεονέκτημα ότι δεν αυξάνουν την υγρασία μέσα στο θερμοκήπιο, πρέπει να ληφθεί υπόψη η υψηλή κατανάλωση ενέργειας, η πολύπλοκη και δαπανηρή συντήρηση και τα επιβλαβή για το περιβάλλον απόβλητα (ψυκτικό και νερό/γλυκόλη). Σε θερμές και ξηρές περιοχές, η ψύξη με εξάτμιση παρουσιάζεται ως η καλύτερη επιλογή. Ωστόσο, για τους παραγωγούς που επιθυμούν να σφραγίσουν πλήρως τη φαρμακευτική τους καλλιέργεια από το εξωτερικό περιβάλλον, οι ψύκτες με βάση το νερό είναι η μόνη επιλογή που παρέχει τον τύπο ψύξης που απαιτείται για να εξασφαλιστεί μια επιτυχής συγκομιδή.
Από την Angela Swift
