شماره ركورد
34313
پديد آورنده
فرزاد بدوي
عنوان
آناليز فني و اقتصادي تأسيسات مكانيكي گلخانههاي هيدروپونيك
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي مكانيك
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/08/04
استاد راهنما
دكتر محمد اخلاقي
استاد مشاور
دكتر نوروز محمد نوري
دانشكده
مهندسي مكانيك
چكيده
با وجود اهميت حياتي تأسيسات مكانيكي (گرمايش، سرمايش و آبياري) در افزايش بهرهوري در گلخانههاي هيدروپونيك، طراحي اين سيستمها در صنعت عمدتاً بر اساس روشهاي تجربي و سرانگشتي صورت ميگيرد. اين رويكرد غيرعلمي منجر به انتخاب نادرست تجهيزات، اتلاف شديد انرژي و افزايش هزينههاي چرخه عمر سيستم ميشود. اين پژوهش شكاف ميان دانش نظري و اجراي عملي را هدف قرار داده و به اين پرسش اساسي ميپردازد كه چگونه ميتوان يك روند طراحي مهندسي، سيستماتيك و مبتني بر استانداردهاي معتبر براي مجموعه تأسيسات مكانيكي يك گلخانه هيدروپونيك تدوين كرد. بنابراين هدف اصلي اين مطالعه، تدوين و ارائۀ رويههاي مهندسي جامع و يكپارچه به عنوان يك مرجع استاندارد براي طراحي، اجراي فني و مطالعات اقتصادي تأسيسات مكانيكي در گلخانههاي هيدروپونيك است. اين مجموعه مستندات در نظر دارد تا فرآيند تصميمگيري را براي مهندسان، طراحان و سرمايهگذاران شفاف و علمي سازد. اين پژوهش بر مبناي يك مطالعۀ موردي بر روي يك گلخانۀ واقعي در دشت مغان با محصول گوجهفرنگي انجام پذيرفته است. فرآيند تحقيق با شناسايي و تحليل دقيق نيازمنديهاي فني، شرايط اقليمي منطقه و الزامات فيزيولوژيكي گياه آغاز گرديد. سپس با استناد به استانداردهاي معتبر بينالمللي نظير ASHRAE، ASABE، NGMA و ... محاسبات دقيق بارهاي حرارتي و برودتي انجام شد. در ادامه، طراحي تفصيلي و هيدروليكي براي تمامي زيرسيستمهاي مكانيكي شامل جمعآوري آب باران، آبياري و تغذيه، جمعآوري پساب، سيستم سرمايش مهپاش و سيستم گرمايش مركزي (موتورخانه) به صورت گامبهگام بر مبناي استانداردها و هندبوكهاي مهندسي صورت گرفت. خروجي اين پژوهش، مجموعهاي از مدارك فني و مهندسي است كه شامل محاسبات دقيق بار، سايزبندي و انتخاب تجهيزات (ديگ، پمپ، لولهها و...)، نقشههاي فرآيندي و ابزار دقيق و جانمايي كلي ميباشد. بر اساس بارهاي حرارتي و برودتي، ظرفيت و مشخصات فني سيستمهاي گرمايش مركزي و سرمايش مهپاش تعيين گرديد. همچنين، رويههاي مدوني براي طراحي هيدروليكي خطوط لوله، محاسبه افت فشار و انتخاب فشار نامي لولهها در سيستمهاي آبياري، پساب و مهپاش ارائه شد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/10/15
عنوان به انگليسي
Technical and Economic Analysis of Mechanical Hydroponic Greenhouses Facilities
تاريخ بهره برداري
10/26/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
فرزاد بدوي
چكيده به لاتين
Despite the vital importance of mechanical facilities (heating, cooling, and irrigation) in enhancing productivity in hydroponic greenhouses, the design of these systems in the industry is still predominantly based on empirical and rule of thumb methods. This non-scientific approach often leads to improper equipment selection, excessive energy loss, and increased life cycle costs of the systems. This research addresses the gap between theoretical knowledge and practical implementation, exploring the fundamental question of how an engineering-based, systematic, and standard-oriented design procedure can be formulated for the mechanical systems of a hydroponic greenhouse. Accordingly, the primary objective of this study is to develop and present an integrated set of comprehensive engineering procedures as a standardized reference for the design, technical implementation, and economic analysis of mechanical installations in hydroponic greenhouses. This documentation framework aims to render the decision-making process more transparent and scientifically grounded for engineers, designers, and investors. This research is based on a case study conducted on a real hydroponic greenhouse located in the Moghan Plain, cultivating tomatoes as the main crop. The research process began with the identification and detailed analysis of technical requirements, climatic conditions of the region, and the plant’s physiological needs. Subsequently, accurate calculations of heating and cooling loads were carried out in reference to internationally recognized standards such as ASHRAE, ASABE, NGMA, and others. The next step involved detailed and hydraulic design for all mechanical subsystems including rainwater collection, irrigation and fertigation, wastewater management, mist-cooling, and central heating (boiler room) following a step by step methodology based on engineering standards and handbooks. The outcome of this research is a complete set of technical and engineering documents encompassing precise load calculations, equipment sizing and selection (including boilers, pumps, and pipelines), process and instrumentation diagrams, and overall layouts. Based on heating and cooling load analyses, the capacities and technical specifications of the central heating and mist-cooling systems were determined. Moreover, structured procedures were developed for the hydraulic design of piping networks, pressure-drop calculations, and selection of nominal pressure ratings for the irrigation, wastewater, and mist-cooling systems.
كليدواژه هاي فارسي
طراحي تأسيسات مكانيكي , گلخانه هيدروپونيك , طراحي مهندسي , سيستم گرمايش مركزي , سيستم مهپاش
كليدواژه هاي لاتين
Mechanical Systems Design , Hydroponic Greenhouse , Engineering Design , Central Heating System , Fogger Cooling System
Author
Farzad Badavi
SuperVisor
Dr. Mohammad Akhlaghi