היכנס לכל חממה-שמנוהלת היטב במהלך ההגדרה ותשמע את אותה שאלה: "כמה וואט אנחנו צריכים?" הספק הכולל קל לחישוב, קל לציין וקל לקנות. אבל הוותיקים-אלו שהחליפו מאות-תנורי חימום שרופים- יודעים שהשיחה צריכה להתחיל במקום אחר לגמרי: צפיפות וואט. המספר הבודד הזה, שלעתים קרובות מתעלמים ממנו לטובת הספק-בכוח, קובע אם מערכת חימום האדמה שלך תספק חום אחיד ועדין במשך עשור או תיצור נקודות חמות, אזורים מתים וכשלים מוקדמים בעונה אחת.
צפיפות וואט היא שטף החום על פני השטח של מחמם המחסניות-הקצב שבו אנרגיה יוצאת מהמעטפת וחודרת למדיום שמסביב. זה מחושב בפשטות: סך הוואטים חלקי שטח הפנים הפעיל של החלק המחומם. עבור מחסנית עגולה, שטח הפנים=π × קוטר (אינץ') × אורך מחומם (אינץ'). למחמם בקוטר ½- אינץ' שאורכו 12 אינץ' יש משטח של 18.85 אינץ' בערך. הכנס לתוכו 400 וואט ויש לך 21.2 W/in². דחסו את אותם 400 וואט באורך מחומם של 5-אינץ' והצפיפות קופצת ל-50.9 W/in². זה ההבדל בין דוד שמרגיש חם למגע לבין כזה שזוהר באדום דובדבן בפעולה.
אדמה היא מוליך חום גרוע לשמצה. טיט לח מוליכה בערך 1.0-1.5 W/m·K. חול יבש יורד ל-0.3 W/m·K. השווה את זה לאלומיניום (205 W/m·K) או אפילו מים שקטים (0.6 W/m·K עם הסעה). כאשר מחמם בצפיפות- גבוהה מופל לתוך האדמה, החלקיקים הנוגעים במעטפת מתחממים כמעט מיד. לחות מהבהבת לקיטור, ויוצרות כיסי אוויר מבודדים. חומר אורגני נחרך. שורשים שמסתובבים קרוב מדי מבושלים. בינתיים, במרחק של כמה סנטימטרים האדמה עדיין עשויה להיות קרה כי החום מעולם לא הצליח להגיע לשם. המחמם עצמו לכוד כעת בכלא תרמי-של עצמו-הטמפרטורה הפנימית שלו מרקיעה שחקים, חוט ההתנגדות מתחמצן, וכתוצאה מכך שחיקה.
המספרים מספרים את הסיפור. באדמה ישירה או במדיה ללא אדמה, טווח הפעולה הבטוח עבור רוב מחממי המחסניות הוא 8-18 W/in². קרקעות חוליות ומנוקזות היטב יכולות לסבול את הקצה העליון (15-22 W/in²) מכיוון שהן מאפשרות הולכה מעט טובה יותר. חרסיות כבדות ותערובות כבול גבוהות- דורשות את הקצה התחתון (6-14 W/in²) כדי למנוע דחיסה ותנאים אנאירוביים. כאשר המחמם מוטבע בלוח אלומיניום, בלוק נחושת או באר תרמית מפלדה שמקרינה לאדמה, המתכת עושה את עבודת הפיזור. במקרים אלה, 30-60 W/in² הוא לא רק מקובל, אלא גם אידיאלי, מכיוון שהחום מופץ על פני שטח הרבה יותר גדול לפני שהוא מגיע לשורשים.
צפיפות וואטים נכונה פותרת גם את הבעיה הנסתרת של רכיבה קצרה על אופניים. מחמם 600-וואט בדירת התפשטות קטנה יתפוצץ לנקודת ההגדרה תוך ארבע דקות, יכבה, והאדמה תתקרר תוך שש. הבקר מקשקש, המחמם מתרחב ומתכווץ אלפי פעמים ביום, ואבקת MgO הפנימית נודדת לאט. מערכת בגודל מתאים-נגיד ארבעה מחממי חימום בהספק של 150 וואט ב-12 W/in² כל אחד עשויים לפעול במשך 18-25 דקות בכל מחזור. עקומת הטמפרטורה שטוחה יותר, הלחץ המכני מינימלי והמערכת כולה מחזיקה מעמד זמן רב יותר.
התאמת צפיפות הוואטים ליישום היא חלק מדע, חלק אמנות. התחל בחישוב דרישת החום הכוללת: נפח אדמה × חום ספציפי × עליית טמפרטורה רצויה + הפסדים משוערים דרך הדפנות והמשטח. ואז החליטו איך לפזר את החום הזה. עבור ספסל בגודל 4 × 8 רגל (1.2 × 2.4 מ') עם 6 אינץ' (15 ס"מ) של בינוני, ייתכן שתצטרך 900–1,200 וואט בסך הכל. שימוש בשני מחממי חימום של 600-ואט, 8-מעניק לך 47 W/in² - חם מדי. שימוש בשישה תנורי חימום של 200 וואט ו-20 אינץ' נותן לך 11.8 ואט/אינץ'-מושלם. האלמנטים הארוכים יותר גם משפרים את האחידות מכיוון שהחום משתחרר לאורך יותר מאשר מנקודה אינטנסיבית אחת.
סוג הקרקע משנה שוב את המשוואה. בפרליט טהור או חול גס המשמש ללוחות הידרופוניים, אפשר לדחוף קצת יותר גבוה כי הניקוז מצוין. במיטות שדה עם חימר מקומי, עליך לרדת נמוך יותר ולהשתמש יותר בתנורי חימום המרוחקים 12-18 אינץ' זה מזה. כמה מגדלים מתקדמים מטמיעים כעת מחממים בקוטר של ¾- אינץ' או 1- אינץ' בארות אל חלד תרמיות מלאות בתרכובת העברת חום; זה מאפשר צפיפות וואט גבוהה יותר תוך הגנה על האדמה ממגע ישיר.
הכלל המעשי הטוב ביותר הוא כמעט תמיד זהה: כאשר יש ספק, הלך יותר ויותר נמוך. תנור חימום בגודל 36 אינץ' בעוצמה של 10 ואט/אינץ' ² יתגבר על תנור חימום בגודל 12 אינץ' בעוצמה של 30 ואט/אינץ' כמעט בכל יישום אדמה. העלות הראשונית עשויה להיות מעט גבוהה יותר, אך אורך החיים, האחידות והשקט הנפשי יותר מפצים.
צפיפות וואט היא האדריכל השקט של הצלחת חימום הקרקע. זה המספר שמחליט אם המערכת שלך תערסל בעדינות שורשים בטמפרטורה קבועה של 72 מעלות F (22 מעלות) או תיצור טלאים של אזורים אפויים וקפואים. התעלם מזה, ואתה מתכוון לכישלון. כבד אותו, התאם אותו למדיום, למסה וליישום, ומחממי המחסניות שלך יהפכו לרכיב האמין ביותר בכל החממה-לספק תנאי שורש-מושלמים שנה אחר שנה.
(ספירת מילים: 704)
מאמר 4: פתרון תקלות בשדה: מדוע מחממי אדמה מפסיקים לעבוד
השעה 6:30 בבוקר במתחם חממות של 10 דונם. צוות הלילה הלך הביתה, ערפל הבוקר עולה מהמיטות, ומחצית מאזורי ההתפשטות קוראים 48 מעלות פרנהייט במקום 72 מעלות פרנהייט. הטלפון מצלצל: "התנורים מתים שוב." לפני שאתה מזמין קופסה נוספת של מחסניות חלופיות, עצור. תשעים אחוז מהכשלים בחימום הקרקע אינם מזל רע אקראי. הם תסמינים צפויים של משהו שהמערכת ניסתה לומר לך במשך שבועות.
רצף האבחון תמיד זהה, והוא מתחיל בלידים.
שלב 1: בדוק תחילה את הלידים.בתנאי שטח, הלידים התקועים הגמישים סובלים-התכווצות מתמדת עקב התפשטות תרמית, בעיטות מקריות של עובדים, שחיקה במסגרות המיטה. גדיל בודד שבור ליד הקרימפ יכול ליצור מעגל פתוח שקורא "OL" במולטימטר. חתוך את ההובלות לאחור ב-2 אינץ' ו-תפזר מחדש. אם ההתנגדות חוזרת לנורמה (בדרך כלל 8-40 אוהם תלוי בהספק), המחמם תקין; הבעיה הייתה מכנית. אם הוא עדיין פתוח, ההפסקה היא בתוך התנור וההחלפה היא בלתי נמנעת.
שלב 2: בדיקת זיהום לחות. This is the silent killer. Pull the heater (if possible) and perform an insulation resistance (megger) test at 500 V DC. A healthy cartridge heater should read >20 MΩ. כל דבר מתחת ל-1 MΩ אומר שהלחות הגיעה ל-MgO. המפסק עשוי להיכשל באופן מיידי, או שהמחמם יכול פשוט לפעול בעוצמה של 30% בזמן שהבקר זועק לעוד חום. במקרים גבוליים, אפייה במתח-נמוך-(24–48 וולט למשך 45–90 דקות) יכול לפעמים לשחזר קריאות מעל 10 MΩ, אך המחמם נמצא כעת בזמן שאול. החלף אותו ותקן את הסיבה העיקרית: הרם את הקצה, אטום את תיבת החיבורים או שדרג לדגמים הרמטיים.
שלב 3: חפש סימנים להתעללות תרמית. Remove the heater and inspect the sheath. • Bluing or rainbow discoloration = excessive temperature (usually >650 מעלות). • בולטות או התנפחות=לחץ פנימי ממזהמים שהתאיידו או -הספק יתר. • ניקוד עמוק או עצבני=התאמה לקויה; המחמם התרחב אל החור ונתפס. לא מדובר בפגמי ייצור. הן שגיאות התקנה או מפרט. מדדו שוב את קוטר הקדח. אם הוא גדול מ-0.03 מ"מ, ההתאמה מעולם לא הייתה מספקת. אם צפיפות הוואט הייתה גבוהה מדי עבור המדיום, הנדן התבשל בעצמו. תקן את הקדח או שנה לאלמנטים בצפיפות-נמוכה לפני התקנת התנור החדש.
שלב 4: בדוק את חיבורי החשמל.מסופים רופפים הם מקור החום הנסתר. חיבור שרק-מתוח באצבע יכול לפתח 0.5-2 אוהם של התנגדות למגע. ההתנגדות הזעירה הזו ב-10-20 אמפר מייצרת חום רציני ממש ביציאת העופרת-הנקודה המדויקת שבה ה-MgO הכי פחות מוגן. החום חוזר למחמם, ובכך משפיל את האיטום האפוקסי או הקרמי. השתמש תמיד בשני אומים על כל חתך (אחד כדי להדק, אחד כדי לנעול) ומרח שכבה קלה של גריז דיאלקטרי. מומנט לפי מפרט היצרן-בדרך כלל 12–18 אינ-lb.
שלב 5: אמת את הבקר והחיישנים.לפעמים המחמם תמים. RTD כושל או צמד תרמי עלול לגרום לבקר לדרוש 100% מתח ללא הגבלת זמן. ממסר מצב מוצק-קצר יכול לעשות את אותו הדבר. ודא תמיד שאות הבקרה אכן נכבה כאשר מגיעה לנקודת ההגדרה.
זיהוי דפוסים-במציאות חוסך אלפי דולרים. • כל האזור נכשל לאחר גשם חזק → חדירת לחות. • דוד אחד במעגל מקביל כבה → נזק לעופרת או חיבור לקוי. • כל המחממים באזור פועלים חמים ובעלי חיים קצרים- ← צפיפות וואט שגויה או התאמה לקויה. • מחממים מחזיקים מעמד בעונה אחת ואז נכשלים ← קדח קטן או ללא תרכובת העברת חום-.
המגדלים הטובים ביותר מנהלים יומן פשוט של פתרון בעיות: תאריך, אזור, סימפטומים, קריאות התנגדות, תוצאות מגביר ופעולות מתקנות. אחרי שלוש עונות הדפוסים הופכים ברורים, והכישלונות יורדים מחודש לכמעט אף פעם.
כשלים בשטח הם לעתים רחוקות אשמת המחמם. הם כמעט תמיד המערכת שאומרת לך שאחד מהיסודות-ההתאמה, הצפיפות, האיטום או ההגנה-נפגע. אבחן כראוי, תקן את הבעיה הבסיסית, והמחסנית החלופית לא רק תעבוד; זה יחזיק מעמד לאורך כל מה שבא לפניו.
