Cooling Pad Nedir, Nasıl Çalışır?

Cooling Pad (Soğutma Peteği) sistemleri, temelde doğadaki en basit ve en güçlü soğutma mekanizmalarından biri olan 'Buharlaşma' (Evaporasyon) prensibiyle çalışır. Terlediğimizde rüzgarın bizi serinletmesiyle tamamen aynı mantığa dayanır. Suyun sıvı halden gaz (buhar) haline geçebilmesi için çevresinden ısı enerjisi çekmesi gerekir. Bu işleme Termodinamikte 'Gizli Isı Emilimi' (Latent Heat Absorption) denir.

Sistem, sera duvarlarından birine boydan boya yerleştirilmiş, yüksek su tutma kapasitesine sahip özel kraft selüloz kağıtlarından üretilen çapraz oluklu peteklerden (pad) ve seranın tam karşı duvarına yerleştirilmiş güçlü egzoz (sirkülasyon) fanlarından oluşur.

Karşı duvardaki dev fanlar çalıştığında, sera içinde negatif bir basınç (vakum) yaratır. Bu vakum, dışarıdaki sıcak ve kuru havanın tek açık yer olan, üzerinden sürekli su süzülen ıslak selüloz peteklerin deliklerinden geçmeye zorlar. Sıcak hava peteklerin içinden süzülürken, peteklerdeki suyu buharlaştırır. Buharlaşan su, havadaki ısı enerjisini (duyulur ısıyı) emer ve havanın sıcaklığı anında düşer. Seradan içeri giren hava, dışarıdaki havaya kıyasla iklim şartlarına bağlı olarak 8°C ile 15°C arasında daha serin bir havaya dönüşür.

Piyasada bulunan cooling pad petekleri genellikle 10 cm (100mm) veya 15 cm (150mm) kalınlıktadır. Kalınlık seçimi, petekten geçirilecek havanın hızına ve istenilen soğutma performansına göre mühendislik hesabı yapılarak belirlenmelidir.

10 cm kalınlığındaki peteklerde optimum hava geçiş hızı 1.0 - 1.2 m/s iken, 15 cm kalınlığındaki peteklerde bu hız 1.5 - 1.8 m/s'ye kadar çıkabilir. Hava hızı bu limitleri aşarsa, hava suyu buharlaştırmaya zaman bulamadan damlacıklar halinde sera içine taşır (su sürüklenmesi). Bu da hem bitkilerin ıslanmasına ve mantari hastalıklara yol açar, hem de soğutma verimini düşürür.

Ayrıca petek oluklarının açıları da önemlidir. Genellikle 45/45 veya 45/15 derece yiv açıları kullanılır. Suyun süzülme süresini artırmak ve havayla temas yüzeyini (ıslak alan) maksimize etmek için doğru açılı ve kaliteli Kraft kağıdından (genellikle reçine emdirilmiş) üretilmiş petekler tercih edilmelidir.

Sistemin verimli çalışması için fan ve petek alanının birbiriyle milimetrik uyum içinde olması gerekir. Eksik petek alanı seranın boğulmasına, eksik fan ise sıcak havanın dışarı atılamamasına neden olur.

Öncelikle seranın saatlik toplam hava değişim ihtiyacı hesaplanmalıdır. İdeal bir serada yaz aylarında içerideki hava dakikada bir kez (saatte 60 kez) tamamen değiştirilmelidir. Örneğin; 1000 m² taban alanına ve 5 metre ortalama yüksekliğe sahip bir seranın hacmi 5000 m³'tür. Bu seranın saatlik debi ihtiyacı 5000 x 60 = 300.000 m³/saat olarak bulunur.

Piyasadaki standart 138x138 cm (1.5 HP) sera fanlarının ortalama debisi 40.000 m³/saattir. 300.000 / 40.000 = 7.5 yani 8 adet fana ihtiyaç vardır.

Petek alanını bulmak için standart bir formül uygulanır (15 cm petek ve 1.5 m/s hava hızı için): Gerekli Debi / 5400 = Petek Alanı (m²). 300.000 / 5400 = 55.5 m² petek kullanılmalıdır. Hızlı ve hatasız sonuçlar elde etmek için sitemizde bulunan ücretsiz Sera Havalandırma & Soğutma Hesaplayıcı aracını kullanabilirsiniz.

Evaporatif serinletmenin fiziği gereği, bir bölgedeki soğutma potansiyelini belirleyen yegane unsur dış havanın 'Yaş Termometre Sıcaklığı' (Wet Bulb Temperature) ve dolayısıyla havadaki bağıl nem oranıdır.

Hava ne kadar kuruysa (nem ne kadar düşükse), su o kadar hızlı buharlaşır ve soğutma etkisi o kadar şiddetli olur. Örneğin; dış sıcaklığın 40°C ve bağıl nemin %20 olduğu İç Anadolu (Konya, Karaman) veya Güneydoğu Anadolu (Şanlıurfa) gibi kurak bölgelerde hava 12-15°C birden soğutulabilir. Ancak dış sıcaklığın 35°C ve bağıl nemin %80 olduğu aşırı nemli sahil kesimlerinde (Antalya sahil şeridi, Mersin) havanın su tutma kapasitesi zaten dolduğu için buharlaşma çok yavaşlar ve soğutma etkisi 3-4°C'de kalarak sera içini tehlikeli bir hamama dönüştürebilir.

Bu nedenle aşırı nemli bölgelerde Cooling Pad sistemleri tek başına yeterli olmaz; yüksek basınçlı sisleme (Fogging) sistemleri veya ekstra tepe havalandırma kombinasyonlarıyla desteklenmelidir.

Cooling pad petekleri, aslında özel bir kağıttır ve sudaki partiküllere karşı son derece hassastır. Sistemin kalbi olan bu peteklerin ömrünü belirleyen en kritik şey suyun kalitesidir.

Sertlik ve Kireç: Eğer kullanılan kuyu suyunda yüksek miktarda kalsiyum ve magnezyum varsa, bu mineraller su buharlaştıkça petek yüzeyinde kristalleşir ve peteği taşlaştırır. Taşlaşan (kireçlenen) peteklerin delikleri kapanır, hava geçiremez hale gelir ve sistem çöker. Suya mutlaka kireç önleyici (anti-scale) solüsyonlar dozajlanmalı veya pH değeri 6.0 civarında tutulmalıdır.

Yosunlanma (Algae): Petekler sürekli ıslak olduğu için ve güneş ışığı gördüğü için mikroskobik yosunlar için mükemmel bir üreme alanıdır. Yosun, peteğin hava deliklerini tıkayan bir numaralı düşmandır. Bunu önlemek için su deposuna periyodik olarak yosun önleyici (Algaecide) kimyasallar veya düşük dozda klor/ozon eklenmelidir. Ayrıca geceleri sistem kapatıldığında fanlar 30 dakika daha çalıştırılarak peteklerin tamamen kuruması (yosunların susuz kalıp ölmesi) sağlanmalıdır.

Profesyonel seralarda Cooling Pad ve fanlar manuel olarak (şalterle) açılıp kapatılmaz. Gelişmiş bir iklim kontrol bilgisayarına entegre edilirler.

Sensörler sera içindeki sıcaklığın belirlenen set değerini (örneğin 26°C) aştığını algıladığında önce tepe ve yan havalandırmaları açar. Eğer sıcaklık düşmezse havalandırmaları kapatır ve sadece birkaç fanı devreye sokar. Sıcaklık artmaya devam ederse (örneğin 28°C), tüm fanlar çalışır ve petek su pompası devreye girerek petekleri ıslatmaya başlar. Bu kademeli (step) devreye girme, bitkilerin ani sıcaklık şokları (termal şok) yaşamasını önler ve enerji tüketimini optimize eder.