Upravit stránku

Porovnanie systémov

Ochrana pred neskorými mrazíkmi je v našich klimatických podmienkach každoročné nevyhnutnou súčasťou opatrení v ochrane rastlín. Týka sa hlavne ovocných sadov a viníc. Vplyvom klimatických zmien a otepľovaním celého kontinentu dochádza k skorému nástupu jari a tým k skoršiemu kvitnutia ovocných stromov. V prvej fáze, teda niekedy v mesiaci marci, rozkvitajú marhule, čerešne, višne. Nasledujú broskyne, potom jablone. Všetky tieto ovocné stromy sú ohrozené rannými nízkymi teplotami, ktoré môžu dosahovať aj výrazných mínusových hodnôt. Mrazíky hrozia nielen v marci, ale aj v apríli alebo v máji. Straty na úrode môžu potom byť pri takto nízkych teplotách značné.

Proti mrazu môžeme bojovať niekoľkými spôsobmi. My tu porovnávame dva systémy a to protimrazové sviece a protimrazová kachle NIRO.

  • Protimrazové kachle NIRO s rôznym druhom paliva (drevené alebo rašelinové brikety)
  • Protimrazové sviece

U oboch systémov je potrebné počítať s dostatočným počtom pracovníkov, ktorí pripravia produkty k ich použitie (doprava do sadu, inštalácie v sade, zabezpečenie paliva, zapálenie, sledovanie, upratovanie ...). Tiež treba kalkulovať s nákladmi na palivo a podľa použitého paliva venovať pozornosť aj nežiadúcim účinkom (dym, sadze, príp. zápach atď.). Ako palivo sa do kachlí používajú buď drevené alebo rašelinové brikety.
Je vhodné používať palivo s vysokou účinnosťou, ktoré je lacné a šetrné k životnému prostrediu. Taktiež treba zohľadniť aj fakt, že použitím vyššie uvedených metód vždy vystavujeme časť obyvateľstva v určitom časovom období nepríjemnému dymu alebo zápachu.


Popis experimentu

Boli vykonané dve série meraní (jún 2018, november 2018), pri ktorých bola porovnaná účinnosť jednotlivých systémov. Série meraní prebehli v sadoch vo vyššie uvedených termínoch na identických plochách, z ktorých na každej bol inštalovaný jeden systém ochrany pred mrazom. Medzi sledovanými plochami bola udržiavaná dostatočná vzdialenosť, takže bolo vylúčené vzájomné rušenie. Jednotlivé merané plochy boli vybavené kalibrovanými teplotnými senzormi v rôznych výškach a vzdialenostiach od zdrojov tepla.
V mesiaci júni sa vonkajšie teploty pohybovali od 13 do 18 ° C, v novembri medzi - 2 až 1 ° C. Rýchlosť vetra a vlhkosť vzduchu boli porovnateľné, pod 1 m / s a ​​96 resp. 97%. Na 1 ha každej plochy sa použilo rovnaké množstvo kachiel aj sviec, teda celkovo po 300 ks. Zdroje tepla sa rozmiestnili v každom druhom riadku, rozostup 5 m, vzdialenosť medziradia v sade 3,25 m.

Nasledujúce systémy sa porovnali rovnakými postupmi (300 ks / ha):

  • jún / november: protimrazovej sviece 6 kg vosk, mäkký, biely;
  • jún / november: protimrazové kachle NIRO, palivo rašelinové brikety (20 kg brikety, 1 kg štiepka);
  • november: protimrazové kachle NIRO, palivo drevené brikety (20 kg brikety);

Namerané hodnoty sa ďalej spracovali, vytvorili sa teplotné profily (dosiahnutý teplotný rozdiel oproti okolitej teplote v rôznych polohách) a pre každý vykurovací systém energetická bilancia.


Výsledky 

V grafe možno vidieť teplotné rozdiely jednotlivých systémov, ktoré sú znázornené pomocou teplotných kriviek. Všetky systémy majú zahrievaciu fázu (od zapálenia až po dosiahnutie zodpovedajúceho tepla). Táto fáza bola najdlhšia u kachlí s rašelinovými briketami. Pri drevených briketách bolo zaznamenané najväčšie otepľovania (až do teplotného rozdielu 6 stupňov), potom nasledovali rašelinové brikety.
V grafe môžeme vidieť zaznamenané hodnoty v meracom bode 4 (DT4). Vzdialenosť meracieho zariadenia 1,25 m od vykurovacieho systému a výška 1 m. Údaje sú z 28. 11. 2018. Protimrazové sviece dosahujú malých teplotných rozdielov. Červené čiary (čiarkované / bodkované) znázorňujú výkon jednotlivých vykurovacích systémov. Je vidieť, že úroveň výkonu sviec je konštantná, ale na nízkej úrovni.

Na obr. nižšie vpravo môžeme vidieť záznam z termovízne kamery (zaznamenané dronom 28. 11. 2018 z výšky 150 m) počas zahrievacej fázy - najväčší vývoj tepla je v kachliach s drevenými briketami (uprostred obrázku). V ľavej časti obrázku sú kachle s rašelinovými briketami, vpravo protimrazové sviece. Výsledky meraní boli spracované a vyhodnotené.


Okrem dvoch sérií meraní bola vykonaná aj rad praktických testov s týmito závermi:

  • Nevhodné materiály ako palivo sú napr. Miscanthus - tráva, ozdobnica čínska, bobtná, produkuje veľa popola, ekobrikety Pinikey - z pilín tvrdých drevín, silne dymia.
  • Klasické palivové drevo je možné používať, ale vďaka dobrému ťahu toto drevo horí veľmi rýchlo a doba horenia je max. 3 hodiny.
  • Boli testované rôzne vlastnosti drevených brikiet. Všeobecne platí, že čím vyšší je podiel mäkkého dreva, tým menej sú brikety vhodné na použitie. Hlavným faktorom je podiel mäkkého dreva, sila lisovania brikiet a porovnanie (usporiadanie) v kachliach. V dôsledku vývoja teploty brikety bobtnajú a ak sú umiestnené nesprávne obmedzujú v kachliach ťah. Výsledkom je, že materiál začína dymiť, a nemožno dosiahnuť dostatočný vývoja ohňa a tepla. Okrem toho môže dochádzať k nebezpečnému vývoju dymu pre okolie a pre životné prostredie.
  • Vhodné by pravdepodobne boli brikety z kôry, tie sú v súčasnej dobe však nedostupné.
  • Brikety typ Pinikey síce dymia viac ako brikety z tvrdého dreva, ale horia až 6 hodín.
  • Regulácia ťahu u kachlí bola prispôsobená na použitie brikiet z tvrdého dreva a pri prevádzke môžu byť otvory úplne otvorené, takže sa produkuje menej dymu.

Grafické znázornenie výkonových charakteristík

Vysvetlivky: Kamínka s rašelinou (P_rašelina), gamatky s drevom (P_dřevo), protimrazovej sviece (P_svíce)

[Zdroj: Vergleich unterschiedlicher Heizsysteme zur Spätfrostbekämpfung, grafické spracovanie Michael Lamprecht]

      

Záznam termovíznej kamery, [zdroj: Vergleich unterschiedlicher Heizsysteme zur Spätfrost Bekämpfung, foto Freiwillige Feuerwehr Pöllau]

            


Výhody a nevýhody vykurovacieho systému a materiál na horenie

Tab.: Prehľad vykorovacích zdrojov, [zdroj: Vergleich unterschiedlicher Heizsysteme zur Spätfrostbekämpfung]

 

Protimrazové brikety

Rašelinové brikety

Protimrazové sviece

Dostupnosť

teraz dostupné

dobrá

dobrá, rôzní výrobcovia

Absorbcia vody

silná

žiadna

žiadna

Dymenie

áno, ale môže byť minimalizované (zakrytím vzduchových otvorov)

takmer žiadny dym

áno, naviac sadze a zápach

Palivo na 1 zdroj tepla

20 kg drevených brikiet

20 kg rašelinových brikiet, 1 kg mäkkého dreva

6 l mäkkého vosku

Použitím rovnakého počtu zdrojov kúrenie (u kamienok s zodpovedajúcim množstvom vykurovacieho materiálu) bolo u kamienok dosiahnutá väčšia zvýšenie teploty než u protimrazových sviec. Samotná doba horenia neumožňuje vyjadriť efektivitu ochrany proti mrazu. Rozhodujúcim faktorom je časové rozpätie, počas ktorého je možné dosiahnuť príslušného zvýšenie teploty. U protimrazových kachlí môže toto byť ovplyvnené zodpovedajúcim riadením procesov (napr. Nastavením ťahu a alebo opätovným rozohriatím)

Náklady na kachle sú zložené z fixnej ​​zložky (zaobstaranie kachlí) a variabilných nákladov (palivo, pracovný čas). Vzhľadom k životnosti kamienok a niekoľkonásobnom použití sú kachle ekonomicky výhodnou alternatívou k protimrazovým svícím. Okrem toho je potrebné spomenúť výhody kuriva z obnoviteľných (a potenciálne domácich) surovín, ako je drevo.

Vplyv rôznych poveternostných podmienok (napr. Vietor) nemohol byť relevantne zohľadnený v oboch sériách meraní. Na základe skúseností s protimrazovým sviečkami možno očakávať, že gamatky budú fungovať aj vo vetre, ale z dôvodov zvýšeného odvodu tepla sa zníži účinnosť v porovnaní s prevádzkou bez vetra.

Všetky vykurovacie systémy si žiadajú dobrú logistiku, skladovaciu kapacitu a v prípade mrazivých nocí zodpovedajúce potrebu pracovníkov. Všeobecná výhoda kamienok spočíva v ich opätovnom použití a flexibilite používať rôzne materiály k horeniu. To umožňuje významné úspory nákladov v porovnaní s protimrazovým sviečkami. Životnosť protimrazových kamienok z ocele je cca 20 rokov. S protimrazovým sviečkami sa ľahšie manipuluje, ich príprava nie je tak časovo náročná. Pokiaľ je treba možno sviečky zhasnúť a pri ďalšom výskyte mrazu sviečku zase zapáliť.

Hodnoty rastu teploty, ku ktorému došlo pri porovnávacích meraniach v príslušných meracích bodoch pri prevádzkovom zaťažení (pozri graf), sú uvedené v tabuľke Priemerný rast teploty a teplotné rozdiely. Hodnoty boli zaznamenané na príslušných meracích bodoch 1 - 3,5 hod po zapálení (29. 11. 2018).

Tab.: Priemerný rast teploty a teplotné rozdiely, [zdroj: Vergleich unterschiedlicher Heizsysteme zur Spätfrostbekämpfung]

Vzdialenosť meracieho bodu od vykurovacieho zariadenia

1,25 m1,25 m2,50 m2,50 m

Výška meracieho bodu

1,00 m2,00 m1,00 m2,00 m

Rast teploty

ø v bode dT4 (°C)ø v bode dT5 (°C)ø v bode dT6 (°C)ø v bode dT7 (°C)

Kachle - rašelinové brikety

3,49

max 4,46

min 1,89

2,38

max 3,05

min 1,59

2,46

max 3,17

min 1,67

2,24

max 3,27

min 1,59

Kachle - drevené brikety

5,21

max 6,27

min 4,49

5,38

max 7,07

min 3,85

3,55

max 4,80

min 2,90

3,51

max 4,41

min 2,98

Sviece

1,66

max 2,04

min 1,18

1,46

max 2,01

min 0,83

0,97

max 1,24

min 0,60

1,03

max 1,42

min 0,57

 


Praktické odporúčanie

Na základe meraní a praktických testov sa odporúča nasledovné:

  • Drevené brikety sa musí pred a počas mrazivej noci skladované v suchu.
  • Ideálne vrstvenie drevených brikiet v kachliach je nastojato; aby sa ušetril čas, brikety sú už týmto spôsobom balené.
  • Aby sa zabránilo nadmernému dymeniu kachlí pri použití drevených brikiet, nesmú byť spočiatku vzduchové otvory zakryté.
  • Odporúča sa používať drevené brikety s vysokým podielom tvrdého dreva.
  • Pri použití rašelinových brikiet použite pre zahrievacej fáze niekoľko ks polienok mäkkého dreva.
  • Odporúča sa použiť podpaľovač.
  • Pre všetky systémy je potrebné brať ohľad na dobu zahrievania (ako sa dosiahne plného tepelného výkonu); u protimrazových sviečok a kachlí s drevenými briketami je zahrievacia fáza približne pol hodiny, u kachlí s rašelinovými brikety približne o 1 hodinu dlhšie.
  • Na základe súčasných poznatkov sa pri použití kamienok odporúča inštalovať cca 300 ks / ha s použitím brikiet z tvrdého dreva približne v množstve 20 kg / ks. To znamená, že môžeme dosiahnuť zvýšenie teploty pri mrazoch a bezvetrí o 3 - 6 stupňov v závislosti od vzdialenosti od zdroja tepla a výške, dostačujúce cez cca 4,5 hodiny; doba horenia je približne 6 hodín, ale teplota ku koncu doby horenia výrazne klesá.
  • V prípade použitia 300 ks kachlí / ha s rašelinovými briketami v podmienkach mrazu a bezvetrí možno očakávať zvýšenie teploty o 2 - 4 ° C v závislosti od vzdialenosti od zdroja tepla a výške; doba horenia je okolo 5 hodín, ale teplota ku koncu doby horenia výrazne klesá.
  • Používanie palivového dreva v kachliach je možné, musí sa však počítať s kratšou dobou horenia (max. 4,5 hodiny).
  • V prípade dlhých mrazivých nocí je možné následne priložiť (ako brikety, tak palivového dreva).
  • Pri použití protimrazových sviečok možno dosiahnuť podstatne dlhšieho času horenia (cca 8 - 12 hodín, v závislosti na značke), ale vzhľadom k nižšiemu výkonu po celú dobu horenia je dobré použiť pri teplotách pod nulou aj ďalšie zdroje tepla, aby bola dosiahnutá požadovaná efektivita
  • Bez ohľadu na používané systémy protimrazovej ochrany sa odporúča jednotlivé zdroje tepla na pozemku v jednotlivých riadkoch umiestniť striedavo.
Pri praktickej aplikácii v noci z 11. na 12. marca 2018 v marhuliach vo fáze kvitnutia, bolo dosiahnuté zvýšenie teploty o 4 stupne pri umiestnení 300 ks kamienok na ha a kúrením drevenými briketami. Z -3 stupňov na 1 stupeň (nekalibrovanej meracie prístroje). Tento praktický výsledok zodpovedá meraním v uskutočnených pokusoch. Výrobca naďalej pracuje na zdokonaľovaní kamienok, aby sa dosiahla dlhšia fáza horenia s dostatočnou kapacitou a možnosťami zvyšovania teploty.