Yarı-kapalı ve kapalı seralara yönelik iklim simülasyonmodeli geliştirilmesi

Abstract

Bu çalışmada, yarı kapalı seranın havalandırması, ısıtma ve soğutması, sisleme ve gölgeleme gibi sistemler arasındaki ilişkinin belirlenmesi ve gerekli kapasite hesaplarının da yapılması için paket programı geliştirilmiştir. Bu program sayesinde kullanılan pek çok sistemin iç içe çalışması ve öncelik stratejilerinin iyi belirlenmesi, bunlar arasındaki deneysel ilişkilere karar verilebilmesi açısından gerekli mühendislik hesaplamalarının projenin başında yapılmasını sağlanmıştır. Özellikle donanım yapısı ve iklim kontrol altyapısının karmaşıklığı nedeniyle projelendirilmesi ve kapasite hesaplarının yapılması imkanı sağlanmıştır. Amacı üretim verimliliğini artırmak olan bu tip seralarda kullanılacak her ekipmanın kapasite hesabı ve işletme senaryolarının oluşturulması mümkündür. Bununla birlikte sistemleri seçerken enerji tasarrufu sağlanarak ve yatırım gücü indirilerek sera maliyetin düşürülmesi de amaçlanmıştır. Enerji tasarrufu sağlamak amacıyla hem sera içi hem de sera dışı sıcaklık değerleri kontrol edilmiştir. Diğer taraftan bu hesaplamalar seranın kurulacağı bölgeye ve iklim özelliklerine göre değişiklik göstermektedir ve her defasında yeniden hesaplanma kolaylığı sağlanmıştır. Bu tür programlarda sera öncelikle modellenir ve istenilen parametrelere göre değerlendirmeleri yapılır. Simülasyonda yer alacağı hesaplama alanı, sera artı çevresi iyi tanımlanmış olmalıdır. Bu etki alanı, her birine simüle edilmiş değişkenler için bir değer hesaplanan ve bu denklemlerin her birine koruma denklemleri uygulanan kontrol hacimleri olan küçük hücrelere bölünür. Oran denklemleri taşınabilir bir malın transfer oranını tanımlar. Gerekli hesaplama çabası büyük olabilir ve etki alanındaki hesaplama hücrelerinin sayısına ve simüle edilmiş taşıma işlemlerinde her hücrede çözülen değişken sayısına bağlıdır. Bu çalışmanın bir amacı da soğutulmuş havanın AHU yardımıyla nemin düşmesini izlemiştir. Sera içindeki aşırı ısınmış havayı uzaklaştırmak buhar basıncı açığının kontrol edilmesini kolaylaştırıldığını, bu sayede hava sıcaklığında istenmeyen bir artışa neden olmadan evaporatif soğutmayı kullanarak doğru miktarda kuru hava sağlamak üzere pencerelerin oransal bir şekilde kontrolüyle seranın iklimlendirilmesi sağlanmıştır. Tez kapsamında gerçekleştirilecek simülasyon için, sera özellikleri ve çevresi iyi tanımlanarak oluşturulacak etki alanı ve simüle edilecek değişkenler için hesaplanan ve oluşturulan denklemlerin uygulanacak kontrol hacimlerine uygun seçilmiştir. Tez kapsamında gerçekleştirilecek simülasyon için, sera özellikleri ve çevresi iyi tanımlanmış olmalıdır. Bu amaçla oluşturulacak etki alanı, simüle edilecek değişkenler için hesaplanan ve oluşturulan denklemlerin uygulanacak kontrol hacimlerine uygun seçilmesi sağlanmıştır.