Nella coltivazione in serra, il mantenimento del calore durante l'inverno, la garanzia di una temperatura costante durante la propagazione delle piantine e il controllo preciso della temperatura durante le fasi critiche della crescita delle colture sono essenziali per garantire la resa e la qualità. I tubi alettati zincati saldati ad alta frequenza, apprezzati per la loro "elevata efficienza di trasferimento del calore, resistenza alla corrosione in ambienti umidi e durata conveniente," sono diventati la scelta ideale per i sistemi di controllo climatico delle serre.

Questi tubi alettati combinano uno strato protettivo zincato a caldo con una struttura alettata ottimizzata per offrire prestazioni affidabili nelle condizioni di elevata umidità e nebbia tipiche delle serre. Forniscono un ambiente termico stabile per verdure, fiori, alberi da frutto e altre colture, soddisfacendo al contempo le esigenze economiche della produzione agricola, guidando il passaggio verso un'agricoltura in serra più efficiente e su larga scala.

Le serre richiedono una rapida risposta alla temperatura. In inverno, le temperature interne devono aumentare rapidamente da sotto i 5°C a un intervallo ottimale di 15–25°C. Durante le fasi di semina, le fluttuazioni diurne della temperatura devono essere mantenute entro ±5°C per prevenire danni da freddo o allungamento eccessivo. Il design di dissipazione del calore migliorato dalle alette dei tubi alettati zincati a caldo soddisfa efficacemente queste esigenze.

Le alette avvolte a spirale sono saldamente legate al tubo di base zincato, aumentando l'area superficiale di scambio termico efficace di 5–7 volte rispetto ai tubi nudi, migliorando significativamente l'efficienza del contatto con l'aria della serra. Nel frattempo, la conducibilità termica costante del tubo di base in acciaio al carbonio (~45 W/(m·K)) garantisce un rapido trasferimento di calore dal mezzo interno (tipicamente acqua calda o vapore a bassa pressione) alle alette, che poi rilasciano calore nella serra per convezione.

Ad esempio, in una serra di verdure nella Cina settentrionale, i tubi alettati a spirale con un'altezza delle alette di 12 mm e un passo di 5 mm, riscaldati da acqua calda a 85°C, sono installati uniformemente lungo entrambe le pareti laterali e il corridoio centrale in tre file. Entro 30 minuti dall'avvio, la temperatura interna aumenta da una temperatura iniziale di 4°C (con temperature esterne a -8°C) a una temperatura stabile di 18°C. La distribuzione della temperatura è altamente uniforme, con una variazione non superiore a ±1,5°C in tutta la serra, di gran lunga superiore alla variazione di ±3°C comunemente osservata con i tradizionali forni ad aria calda alimentati a carbone.

In una serra vivaistica di fragole, i tubi alettati zincati dotati di valvole di controllo termostatico regolano con precisione l'emissione di calore, mantenendo la zona di semina a un livello costante di 22±1°C. Di conseguenza, i tassi di germinazione migliorano dall'85% con il riscaldamento convenzionale al 98%, le piantine crescono in modo più uniforme e l'incidenza di parassiti e malattie diminuisce del 12%. Queste prestazioni termiche ad alta efficienza consentono alle serre di rispondere rapidamente alle fluttuazioni della temperatura esterna, creando un "microclima" stabile per uno sviluppo ottimale delle colture.

Le serre in genere mantengono un'elevata umidità relativa (70%–95%), con frequenti irrigazioni e nebulizzazioni che aggravano ulteriormente i livelli di umidità. I normali tubi alettati in acciaio al carbonio sono soggetti alla ruggine, riducendo l'efficienza del trasferimento di calore e rischiando la contaminazione del suolo e delle colture da particelle di ruggine sfaldanti.

I tubi alettati zincati a caldo risolvono questo problema alla fonte. Sia il tubo di base che le alette sono rivestiti con uno strato di zinco spesso 80–120μm, che reagisce con l'ossigeno e l'umidità nell'aria per formare una pellicola densa e protettiva di ossido di zinco che impedisce il contatto diretto tra l'acciaio e gli agenti corrosivi. Inoltre, lo zinco agisce come anodo sacrificale, fornendo protezione catodica anche se il rivestimento è localmente danneggiato, prolungando notevolmente la durata.

In una serra di fiori nella regione piovosa della Cina meridionale, i tubi alettati piatti con rivestimento zincato a caldo hanno funzionato continuamente per sei anni. Le alette e i tubi di base non mostrano una corrosione significativa, solo una leggera ossidazione nei punti di connessione. L'efficienza di dissipazione del calore è diminuita di meno del 5%, superando di gran lunga i tubi in acciaio al carbonio non zincati, che si degradano a un tasso di circa il 15% all'anno. I test comparativi mostrano che i tubi non zincati sviluppano perforazioni dovute alla ruggine dopo soli tre anni e richiedono la sostituzione completa, mentre i tubi zincati necessitano solo di una pulizia annuale della polvere per mantenere le massime prestazioni.

Inoltre, il rivestimento in zinco non tossico ed ecologico non presenta alcun rischio di contaminazione da metalli pesanti, rendendolo adatto alla produzione di verdure biologiche e fiori certificati verdi, garantendo la sicurezza alimentare e la qualità dei prodotti.

Le serre variano ampiamente nel design: archi a campata singola, serre a campata multipla, serre solari e i vincoli spaziali derivanti dalle file di colture, dalle linee di irrigazione e dai sistemi di ventilazione richiedono soluzioni di riscaldamento flessibili e robuste. I tubi alettati zincati a caldo soddisfano queste sfide attraverso un design modulare e leggero.

I tubi possono essere tagliati su misura (in genere 2–8 metri) e pesano il 30% in meno rispetto alle unità equivalenti in acciaio inossidabile, consentendo una facile movimentazione e installazione manuale senza attrezzature di sollevamento pesanti. I metodi di connessione come flange o raccordi rapidi eliminano la necessità di saldature in loco, migliorando l'efficienza di installazione fino al 50% rispetto ai sistemi saldati. Se i layout delle colture cambiano, il sistema può essere rapidamente smontato e riconfigurato.

In una serra di pomodori a campata multipla, i tubi alettati sono sospesi alle capriate del tetto, posizionati a 50–80 cm sopra la chioma delle colture. Questo layout consente di risparmiare spazio prezioso per la coltivazione, garantendo al contempo una distribuzione uniforme del calore verso il basso, evitando danni alle radici dovuti al surriscaldamento a livello del suolo. Nelle serre solari che coltivano cetrioli, i tubi sono montati verticalmente lungo la parete di terra rivolta a nord, sfruttando la sua massa termica per ridurre al minimo la perdita di calore e migliorare l'efficienza energetica.

In pratica, i tubi alettati zincati dimostrano una maggiore integrità strutturale rispetto alle alternative in plastica, resistendo alle perturbazioni del flusso d'aria causate dalle ventole di ventilazione e alle vibrazioni minori. Il funzionamento a lungo termine non mostra problemi di distacco delle alette o deformazione dei tubi, con conseguenti requisiti di manutenzione estremamente bassi.

Con margini di profitto ridotti in agricoltura, sia l'investimento iniziale che i costi operativi a lungo termine sono fattori critici nella selezione delle attrezzature. I tubi alettati zincati a caldo offrono chiari vantaggi economici.

I costi iniziali sono solo 1/2 o 2/3 di quelli degli equivalenti in acciaio inossidabile. L'installazione è semplice e veloce. Per una serra a campata multipla di 1.000 m², l'utilizzo di tubi alettati zincati riduce l'investimento totale del sistema di 45.000 RMB rispetto a un'alternativa in acciaio inossidabile.

In termini di durata, i tubi alettati zincati durano 8–12 anni in condizioni di serra, oltre il doppio rispetto ai tubi in acciaio al carbonio non trattati, riducendo la frequenza di sostituzione.

Operativamente, non richiedono trattamenti anticorrosione. Sono necessarie solo 1–2 pulizie annuali, con costi di manutenzione pari a meno dell'1% del valore totale dell'apparecchiatura all'anno, ben al di sotto del ~3% di costo annuo per i tubi in acciaio al carbonio non verniciati che richiedono una riverniciatura regolare.

I dati di una cooperativa agricola di verdure mostrano che il passaggio ai tubi alettati zincati ha ridotto il consumo di energia per il riscaldamento invernale (per la produzione di acqua calda) del 20% rispetto ai tradizionali forni a carbone, con un risparmio di circa 18.000 RMB all'anno in costi di carburante. Il periodo di ammortamento per l'intero sistema è di soli 1,2 anni.

Questa combinazione di basso costo e alto rendimento rende i tubi alettati zincati la scelta preferita per le piccole aziende agricole e le cooperative, accelerando l'adozione di tecnologie avanzate di controllo climatico in tutto il settore agricolo.

Man mano che l'agricoltura di impianto si muove verso una scala maggiore e una maggiore intelligenza, la domanda di sistemi di riscaldamento crescerà, richiedendo maggiore efficienza, affidabilità e compatibilità ambientale. I tubi alettati zincati a caldo soddisfano già le esigenze fondamentali delle serre e sono pienamente compatibili con i sistemi di controllo intelligenti (ad esempio, l'integrazione con sensori di temperatura e elettrovalvole per la regolazione automatica).

Guardando al futuro, ulteriori miglioramenti, come geometrie delle alette ottimizzate (ad esempio, alette seghettate per una migliore turbolenza e trasferimento di calore) e rivestimenti avanzati (ad esempio, leghe zinco-alluminio per una resistenza superiore alla corrosione) amplieranno il loro ambito di applicazione. Queste innovazioni continueranno a supportare la trasformazione e lo sviluppo di alta qualità dell'agricoltura moderna.