سیستم گرمایش تابشی مرغداری ، جدیدترین سیستم ارائه شده برای استفاده در مرغداری‌هاست و راه‌های زیادی برای افزایش کارایی و پوشش گرمایی این نوع سیستم‌های گرمایشی وجود دارد. افزایش منطقه تحت پوشش هر لوله این سیستم گرمایشی، به ما این امکان را خواهد داد تا با تعداد کمتری از لوله‌های گرمایشی تابشی مرغداری ، همزمان مساحت بیشتری از سطح زمین را گرم کنیم.
گرمایش تابشی مرغداری
یک لوله گرمایش تابشی مرغداری از یک لوله با قطر ۴ اینچ و به طول ۹ الی ۱۲ متر و یک بازتاب‌کننده برای بازتاب این تابش به سطح زمین و همچنین یک محفظه احتراق ساخته شده است. یک فن کوچک هم در آن تعبیه شده تا هوای احتراق را از بیرون به داخل محفظه احتراق بفرستد.
در مرحله بعد، پروپان و گاز طبیعی می‌سوزند تا این این شعله و هوای داغ درون لوله حرکت کند. این هوای داغ باعث می‌شود تا دمای ابتدای لوله به ۶۰۰ درجه سانتیگراد و دمای انتهای آن به ۲۵۰ درجه سانتیگراد برسد.
با رسیدن لوله به این دما، لوله آماده تابش گرما به سطح زمین خواهد شد. گازهای حاصل از سوخت مشعل می‌تواند از انتهای دیگر به بیرون سالن هدایت شود، هرچند به دلیل پاک سوزی این سیستم‌ها می‌توان گازهای حاصله از احتراق را به داخل سالن نیز هدایت کرد.
فاکتوری که سیستم‌های گرمایشی تابشی لوله‌ای را از بقیه سیستم‌های تابشی جدا می‌کند، مقدار گرمای بیشتر آن است که توسط یک واحد از این سیستم‌ها تولید می‌شود. در واقع میزان انرژی تولیدی هر واحد به اندازه سطح قابل تابش آن بستگی دارد.
برای مثال، یک واحد گرمایش تابشی سرامیکی را در نظر بگیرید که سطح تابشی در حدود ۷ سانتیمتر مربع دارد. بدیهی است که با این سطح کوچک، مقدار گرمای کمی را بتاباند.
با توجه به این مقدار کم انرژی تولید شده، هر واحد نیاز دارد تا به سطح زمین بسیار نزدیک باشد و همچنین مقدار کمی از سطح زمین را پوشش خواهد داد. (تقریباً دایره‌ای به قطر ۲ متر).
در صورتی که یک سیستم گرمایش تابشی مرغداری لوله‌ای بیشتر از دو برابر نسبت به مدل قدیمی سطح تابش دارد (تقریباً ۱۶ سانتیمتر مربع) و بدیهی است که بیشتر از دو برابر نیز گرما تولید کند. از آنجایی که تولید گرمای بیشتری داریم، پس قادر خواهیم بود تا این سیستم‌های گرمایشی را در ارتفاع بالاتری نصب کنیم و در نتیجه مساحت بیشتری از سطح زمین را تحت پوشش قرار دهیم (در حدود دایره‌ای به قطر ۶ متر). با این تفاسیر به راحتی می‌شود دلیل استفاده تعداد کمتر این واحدهای گرمایشی را درک کرد. (شکل ۳ و ۴)
برای درک بهتر، می‌توانید به هر یک از این سیستم‌های گرمایش تابشی مرغداری به شکل یک لامپ نگاه کنید. یک سیستم گرمایشی قدیمی می‌تواند با یک لامپ ۲۵ وات قابل مقایسه باشد، در حالی که یک گرمایش تابشی مرغداری با یک لامپ ۶۰ وات برابری می‌کند.
برای تامین روشنایی هر مرغداری، بهتر است که لامپ ۲۵ وات تقریباً در نزدیکی سطح زمین قرار گیرد. به همین دلیل به تعداد زیادی لامپ برای روشنایی مرغداری نیاز داریم. از آن سو، یک لامپ ۶۰ وات نور بیشتری تولید می‌کند و می‌تواند در ارتفاع بلندتری قرار گیرد و در نتیجه با تعداد کمتری لامپ، به سطح روشنایی مطلوبی می‌توان رسید.
بررسی فنی سیستم های گرمایشی لوله ای
حال می‌رسیم به مبحث سیستم‌های گرمایشی لوله‌ای؛ از لحاظ فنی، یک لوله به طول ۱۲ متر و قطر ۴ اینچ، مساحت سطحی در حدود ۴ متر مربع و ۲۵ برابر یک لامپ گرمایش تابشی، تابش خواهد داشت.
البته نباید فراموش کنیم که با افزایش ۲۵ برابری مساحت سطح، مقدار تولید انرژی تابشی ۲۵ برابر نمی‌شود. دلیل این مسئله می‌تواند این باشد که کارایی هر سانتیمتر مربع در لوله‌ها، از سیستم‌های قبلی مقداری کمتر است. اما به‌طور کلی فناوری گرمایش لوله‌ای به طرز حیرت‌آوری بهتر از دو سیستم قبلی عمل می‌کند و تفاوت فاحشی را رقم می‌زند.
از آنجایی که مقدار گرمایش تابشی سیستم لوله بسیار زیاد است، می‌تواند در ارتفاع بسیار بالاتری قرار گیرد و توزیع دما را بهتر انجام دهد. همچنین تعداد بسیار کمتری از آنها برای یک سالن مورد نیاز خواهد بود. (شکل ۵)
پس به جای استفاده از دو خط از این سیستم‌های تابشی قدیمی، می‌شود از یک خط سیستم تابشی لوله‌ای در فاصله ۳۰ سانتیمتری از سقف مرغداری استفاده کرد.
دوباره از مثال لامپ استفاده می‌کنیم. این سیستم لوله‌ای می‌تواند شبیه یک لامپ مهتابی فلوئورسنت ۱۲ متری باشد.
اگر بخواهیم ایده‌ای برای منطقه تحت پوشش این سه سیستم گرمایشی به شما بدهیم، سیستم اولی در حدود ۴ متر مربع را تحت پوشش قرار می‌دهد. سیستم دوم در حدود ۲۰ متر مربع و در آخر سیستم لوله ای، مساحتی در حدود ۱۲۵ متر مربع را تحت پوشش مستقیم گرمایی خود قرار خواهد داد و در زمان کوتاهی سطوح گرم شده با ساطع کردن گرما از خود محیط را گرم خواهند کرد.
ممکن است مشکوک شده باشید که پروفایل دمایی ایجاد شده توسط سیستم گرمایش لوله‌ای، چندان تفاوتی با لامپ‌های تابشی اویزان شده از سقف ندارند. (شکل ۶ و ۷)
بیشترین دما در مرکز مرغداری وجود دارد و هرچه شما به سمت دیواره‌ها حرکت می‌کنید، دما کاهش می‌یابد. از آنجایی که لوله‌ها در ارتفاعی بالاتر از لامپ‌های تابشی قرار گرفته‌اند، در نتیجه تمایل دارند تا گرمای بیشتری را به سمت دیواره‌های کناری منتقل کنند.
علاوه بر آن، ارتفاع بیشتر باعث می‌شود تا تغییرات گرمایی کمتری روی زمین مرغداری حس شود و در کل محدوده دمایی یکنواخت‌تر تولید خواهد کرد. (شکل ۳ و ۴ و ۵)
دقیقاً مثل یک لامپ تابشی که در وسط سقف قرار گرفته، سیستم گرمایش لوله‌ای نیز تمایل دارد تا بیشتر انرژی تابشی خود را به وسط مرغداری بتاباند. به لحاظ فنی، هر دوی این سیستم‌ها گرما را تاحدی به پیرامون خود در یک سالن با عرض ۱۲ متر هم می‌تابانند، اما مقدار آن نسبت به مرکز سالن، بسیار پایین‌تر است.
از آنجایی که تاباندن گرما به محیط پیرامون امکان‌پذیر نیست، دمای این مکان‌ها بیشتر تحت تأثیر دمای محیط هستند تا تابش مستقیم سیستم گرمایشی، چرا که سطوح گرم شده در مرکز سالن از خود گرما ساطع کرده و دمای محیط سالن را افزایش خواهد داد. (شکل ۸)
طراحی بازتابنده فاکتور بسیار مهمی در تعیین کارایی و مقدار مساحت سطح تحت پوشش سیستم گرمایش تابشی لوله‌ای است. لوله‌های گرمایشی در ابتدا در مکان‌هایی مثل کارخانه‌ها یا انباری‌ها که سقف بلندی داشتند، مورد استفاده قرار می‌گرفتند. برای اینکه تمام انرژی تابشی به کف زمین بتابد و از تابیدن به سقف و دیواره‌ها جلوگیری شود، به بازتابنده با زاویه بسته نیاز خواهیم داشت. (شکل ۸ و ۹ و ۱۰)
با استفاده دوباره از مثال لامپ، بدون استفاده از بازتابنده، نوری که توسط لامپ تولید می‌شود به دیواره‌ها و سقف‌ها می‌تابد و درنتیجه نور کمتری به زمین می‌رسد.
سقف‌های بلندتر به بازتابنده‌هایی با زاویه‌هایی بسته‌تر نیاز دارند تا از تابیدن نور به دیواره‌ها جلوگیری کنند.
در مرغداری‌هایی با سقف بلندتر، طراحی‌های قدیمی بازتابنده عملکرد خوبی را از خود به جای می‌گذارند و اجازه نمی‌دهند که گرما از طریق تابیدن به دیوار کناری، تلف شود. (شکل ۱۱ و ۱۴)
اما یک ضعف بزرگ وجود دارد. به این صورت که اگر همان لوله در سطح پایین‌تری نصب شود یا حتی سقف مرغداری خیلی بلند نباشد، دامنه تحت پوشش سیستم تابشی تاحد زیادی افت می‌کند و دیگر نمی‌تواند مساحت زیادی از زمین را گرم کند. در این صورت زمین‌های نزدیک به دیواره‌ها سرد می‌مانند و همچنین دما در مرکز مرغداری بیش از حد زیاد می‌شود. (شکل ۱۲)
برای جلوگیری از این اتفاقات، بازتابنده‌ها نیاز دارند تا کمی با زاویه بازتری طراحی شوند تا قادر باشند انرژی گرمایی را به نزدیک دیواره‌ها نیز بتابانند. (شکل ۱۳ و ۱۵)
تصاویر حرارتی که در شکل ۱۶ و ۱۷ وجود دارند در یک مرغداری با سقف کوتاه گرفته شده‌اند که سه لوله گرمایش تابشی مرغداری در آن وجود داشت. یکی از آنها با طراحی جدید و دیگری با طراحی قدیمی و زاویه بسته‌تر.
اگر خط آبخوری بیرونی را مرجع قرار دهید، خواهید دید که بازتابنده با طراحی جدید توانسته ۱ تا ۳ درجه دمای بیشتری نسبت بازتابنده قدیمی‌تر ارائه دهد.
طراحی جدید با زاویه تابش بهتر، توانست محیط بعد از خط آبخوری را گرم‌تر کند و دمای زمین‌های نزدیک به دیواره را هم تا حد زیادی بهبود ببخشد. به همین دلیل تعداد بیشتری از پرندگان تصمیم گرفتند تا زیر این سیستم گرمایشی جمع شوند. دما دقیقاً در زیر این سامانه‌های گرمایشی با یکدیگر تفاوت زیادی ندارند، اما تفاوت در دمای اطراف آنها رقم می‌خورد.
البته توانایی پخش گرما به سمت دیواره‌ها به فاکتوری مثل بسته بودن یا نبودن دیواره‌ها نیز بستگی دارد. فرض کنید یک ساختمان به جای استفاده از دیوار، از پرده برای جداسازی دو بخش استفاده کند.
در این صورت طبیعی است که شاهد اتلاف دمای بیشتری به دلیل عدم عایق‌کاری مناسب باشیم و دمای زمین‌های نزدیک به پرده به شدت افت داشته باشند.
فاکتور دیگری که روی کارایی و میزان توزیع گرمای سیستم اثرگذار است، تمیزی این دستگاه می‌باشد. به یاد داشته باشید که تقریباً نیمی از گرمای تولیدشده باید توسط بازتابنده به سطح زمین برگردد. هرچه بازتابنده تمیزتر باشد، گرمای بیشتری را برمی‌گرداند و شاهد زمین گرم‌تری خواهیم بود.
هرچه بازتابنده کثیف‌تر باشد، مقدار کمتری گرما بازتاب و به جای آن گرما را جذب می‌کند. این عمل باعث گرم شدن سقف و در نهایت اتلاف انرژی خواهد شد. برای رسیدن به بهترین کارایی باید هر دو سمت بازتابنده به خوبی تمیز شوند. (شکل ۱۸)
یکی دیگر از چالش‌هایی که این سیستم با آن مواجه است، گرمایش مناسب سالن‌های عریض می‌باشد. به این دلیل که هر چه سالنی عریض‌تر باشد، تفاوت دما بین مرکز و پیرامون آن افزایش پیدا می‌کند و یکنواخت کردن دما در سطح آن به کار مشکل‌تری تبدیل خواهد شد و میبایست از دو ردیف سیستم گرمایش تابشی مرغداری استفاده کرد. (شکل ۱۹)
در یک سالن با سقف کوتاه و در حدود ۵ متر ارتفاع از مرکز، بسیار سخت خواهد بود تا تمام کف زمین گرم شود. با این ارتفاع سقف، فقط می‌شود ۱۰ متر از یک سالن با عرض ۱۴ یا ۱۸ متری را گرم کرد.
پرندگان بیرون از این منطقه دیگر تحت‌تأثیر مستقیم تابش نیستند و فقط با روش‌های همرفتی و جریان هوا که سطوح مختلف زیر تابش از خود ساطع می‌کنند، می‌توانند گرم شوند، لذا در این موارد باید از دو ردیف سیستم گرمایش تابشی استفاده کرد.
هر چه تعداد بیشتری از پرندگان بیرون از این محیط قرار گیرند، دمای کلی سالن باید بیشتر و بیشتر گردد تا اختلاف دمایی جبران شود.
برای مثال، در یک سالن به عرض ۱۲ متر، تولیدکننده می‌تواند با دمای ۳۲ درجه سانتیگراد به دمای مطلوبی برسد. چون تنها تعداد کمی از پرندگان از دایره گرمایی دور مانده‌اند و تحت تابش مستقیم نیستند و دمای بدنشان وابسته به دمای محیط است.
علاوه بر آن، پرندگانی که بیرون از این ناحیه قرار گرفته‌اند، به راحتی و با کمی جابه‌جایی می‌توانند به داخل منطقه گرما وارد شوند. (شکل ۱۷)
اما در خانه‌های عریض‌تر، تقریباً نیمی از محیط از تابش مستقیم محروم می‌ماند. همین مسئله باعث می‌شود تا دمای بسیار بیشتری برای رسیدن به دمای مطلوب نیاز باشد، که این باعث می‌شود نیاز به افزایش دما در ترموستات انجام شود.
یکی از کاربردی‌ترین راه‌ها برای بهبود بخشیدن به عمل گرمایش و یکنواخت کردن آن، افزایش ارتفاع سقف است. البته هر چند که این افزایش باعث توزیع بهتر دما می‌شود، اما در سمت دیگر شاهد ایجاد مشکلاتی برای سرد کردن هوا در فصل‌های گرم خواهیم بود.
یک راه‌حل جایگزین می‌تواند اضافه کردن یک خط لوله گرمایشی دیگر به سقف باشد. اما این عمل می‌تواند بسیار پرهزینه باشد اما در مدت کوتاهی هزینه‌های انجام شده با صرفه جویی در مصرف سوخت و برق جبران خواهد شد.
همینطور که دمای زمین بین دو دیوار با هم متفاوت است، ما شاهد تفاوت دما در ابتدا و انتهای لوله نیز هستیم (شکل ۲۳). این تفاوت به این دلیل است که لوله‌ها نیز در دو سمت خود دمای یکسانی ندارند.
به این شکل که دمای ابتدای لوله که چسبیده به محفظه احتراق است، دمای خیلی بالاتری از انتهای لوله خواهد داشت. برای خنثی کردن این اثر، تولیدکنندگان از مواد و فلزات مختلفی برای سطح درونی و بیرونی لوله استفاده کردند. پس نوع فلز استفاده شده در لوله بشدت روی توزیع دمایی تاثیرگذار است.
برای مثال، لوله آلومینیایز رنگ شده ضریب تابشی در حدود ۹۵ درصد دارد، در حالی که استیل ضد زنگ ضریبی در حدود ۱۵ درصد خواهد داشت. هر چه این ضریب تابش بیشتر باشد، شاهد تشعشع بیشتری از سطح لوله خواهیم بود.
پس برای جلوگیری از اختلاف دمای بالا در سطح زمین، در ابتدای لوله که دما بالاتر است، از فلزاتی با ضریب تابش پایین و در انتهای لوله که دما پایین‌تر است، از فلزاتی با ضریب تابش بالاتر استفاده می‌شود.
توصیه می‌شود که از لوله‌های بیشتر از ۱۲ متری استفاده نشود. در اینصورت حتی با استفاده از فلزات مختلف و جریان هوا هم نمی‌شود این اختلاف دمایی را از بین برد.
یک نکته دیگر که باید مورد توجه قرار بگیرد، فاصله بین دو لوله است که باید در حدود ۶ متر باشد. این فاصله کمک می‌کند تا دمای یکنواخت‌تری در سطح را شاهد باشیم.
یکی از خصوصیات بسیار کاربردی در سیستم‌های گرمایشی، سطح مقطع بسیار زیاد لوله‌ها می‌باشد که این اجازه را می‌دهد تا در زمان اندکی، محیط مرغداری به دمای مطلوب برسد.
عکس‌های حرارتی در شکل ۲۵ را در حالی مشاهده می‌کنید که در سمت چپ سیستم لوله‌ای و در سمت راست سیستم تابشی قدیمی به کار رفته‌اند. نتایج کار بعد از گذشت ۲۰ دقیقه، کاملاً متفاوت هستند.
دمای اولیه هر دو در حدود ۱۵ درجه سانتیگراد بودند. اما پس از گذشت ۲۰ دقیقه سیستم لوله ای، دمای ۲۷ درجه سانتیگراد و سیستم تابشی قدیمی، ۲۰ درجه سانتیگراد را نشان می‌دادند. تکنولوژی جدید اجازه می‌دهد تا در زمان کوتاه‌تر به دمای بالاتری برسید و هزینه‌های جاری را کاهش دهید. (شکل ۲۶)
علاوه بر این باید به این نکته توجه کرد که در یک سوم اول لوله شاهد بیشترین گرما هستیم و در صورت امکان باید از سیم‌ها و لوله‌ها فاصله داشته باشد.
اما در فصول سرد که این لوله در اکثر مواقع در حال کار هستند، شاهد تفاوت دمایی یکنواختی در سطح زمین خواهیم بود. (شکل ۲۹)
با این حال برای تولیدکنندگان، سیستم گرمایش تابشی مرغداری در فصل سرما هنوز هم یک انتخاب عالی محسوب می‌شوند. کارایی بالای آنها باعث می‌شود که تعداد کمتری تجهیزات نیاز باشد. در سمت دیگر چالش‌هایی مثل گرم کردن سالن‌هایی با عایق‌کاری نامناسب نیز وجود دارد.
اما مزیت‌هایی مثل گرم کردن سطح زمین در مدت کوتاه و غیره نمی‌تواند قابل چشم‌پوشی باشد. شکی وجود ندارد که این سیستم نظر بسیاری از تولیدکنندگان را به خود جلب خواهد کرد.