ES2565403T3

ES2565403T3 - Aparato para controlar el ambiente en un invernadero

Info

Publication number: ES2565403T3
Application number: ES11748999.7T
Authority: ES
Inventors: Omer PINCHUK
Original assignee: PHAZA ENERGY Ltd
Current assignee: PHAZA ENERGY Ltd
Priority date: 2011-07-18
Filing date: 2011-07-18
Publication date: 2016-04-04
Anticipated expiration: 2031-07-18
Also published as: IL240269A0; EP3106771A3; EP2734791B1; EP3106771A2; EP2734791A1; SMT201600074B; PL2734791T3; US20140196880A1; WO2013011351A1; IL230466A0; RS54673B1; US20150327447A1; SI2734791T1; IL230466A; DK2734791T3; CY1117439T1; HRP20160233T1; US9468158B2

Abstract

Un aparato para controlar el ambiente en un invernadero, que comprende: un primer intercambiador de calor (350), que comprende un primer radiador (352) y un primer sistema de ventiladores (354) para que conduzcan el aire a través del primer radiador y un segundo intercambiador de calor (370) que comprende un segundo radiador (372) y un segundo sistema de ventiladores (374) para que conduzcan el aire a través del segundo radiador; un primer sistema de circulación de refrigerante (360) que circula el fluido refrigerante entre y a través del primer y segundo radiadores; un calentador (41) controlable para calentar el refrigerante; un controlador (342) que controla el aparato para que opere selectivamente en el modo de mantenimiento o en el modo de descarga, donde en el modo de mantenimiento el calentador calienta el refrigerante y el primer y segundo sistemas de ventiladores conducen el aire desde el exterior hacia el interior del invernadero a través del primer y segundo radiadores para que adquiera el calor desde el refrigerante, y en el modo de descarga el primer sistema de ventiladores expulsa el aire desde el interior hacia el exterior del invernadero a través del primer radiador para que deposite el calor en el refrigerante y el segundo sistema de ventiladores conduce el aire desde el exterior hacia el interior del invernadero y a través del segundo radiador para que adquiera el calor depositado en el refrigerante.

Description

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

DESCRIPCION

Aparato para controlar el ambiente en un invernadero.

SECTOR TECNICO

Las realizaciones de esta invencion se relacionan con el control de la temperatura y la humedad en un invernadero.

ANTECEDENTES

La temperatura del aire y la humedad relativa del ambiente en el que crecen las plantas afectan al crecimiento y la salud de la planta, afectando a la fotosfntesis y la transpiracion. La fotosfntesis es un proceso mediante el cual las plantas convierten dioxido de carbono y agua en componentes organicos necesarios para el metabolismo y el crecimiento de la planta. La transpiracion es un proceso mediante el cual las plantas extraen agua y nutrientes requeridos para el metabolismo y el crecimiento de la planta del suelo hacia sus rafces y transportan el agua y los nutrientes hasta las hojas u otros organos de la planta.

La fotosfntesis y la transpiracion dependen de la temperatura y la humedad relativa. La humedad relativa es una proporcion igual a la cantidad de agua contenida en la atmosfera por unidad de volumen de aire dividida por la cantidad maxima de agua que puede contener una unidad de volumen de aire antes de que el agua empiece a condensar fuera del aire. El agua empieza a condensar fuera del aire cuando la humedad relativa del aire es del 100%. En general, la fotosfntesis se incrementa cuando se incrementa la temperatura. La transpiracion se ve afectada por la velocidad a la cual el agua extrafda del suelo y transportada a las hojas y a los organos se evapora de la superficie de las hojas y los organos y se incrementa con el incremento de la velocidad de evaporacion. La evaporacion del agua de las superficies de la planta tambien ayuda a la planta en la disipacion de calor y en la regulacion de la temperatura del cuerpo de la planta. Generalmente la velocidad de evaporacion, y por ello la de transpiracion, y la capacidad de la planta de enfriarse a si misma, decrece con el incremento de la humedad relativa.

Las plantas adaptadas a diferentes ambientes naturales, por ejemplo, plantas del desierto tales como cactus y plantas tropicales tales como orqufdeas, florecen en diferentes intervalos de temperatura y humedad relativa. Si estas son sometidas a temperaturas y humedades relativas fuera del intervalo al que estan adaptadas, generalmente no florecen bien, y pueden enfermar. Una humedad relativa en un ambiente en el que la planta crece mayor que la maxima a la que la planta esta adaptada puede producir una reduccion en la velocidad de evaporacion hasta tal punto que la reduccion concomitante de la transpiracion de la planta, y la capacidad de la planta de disipar el calor y regular la temperatura de su cuerpo, dana la salud y el metabolismo de la planta. Una humedad relativa alta tambien tiende a resultar en la condensacion de las gotitas de agua en las superficies de las plantas cuando la temperatura ambiente decrece durante el ciclo diurno. La humedad condensada promueve la germinacion de esporas de hongos patogenos, tales como Botritis y oidio, en las superficies de la planta que pueden danar o matar las plantas.

Debido a la sensibilidad de las plantas a la temperatura y la humedad relativa, los ambientes artificiales, tales como los proporcionados por invernaderos, en los que las plantas se cultivan comercialmente, generalmente deben estar monitorizados y controlados para mantener la temperatura y la humedad del aire dentro de los intervalos deseados. Para muchos invernaderos en los que crecen plantas frondosas y vegetales, es ventajoso mantener la temperatura en un intervalo de 18 °C aproximadamente hasta 22 °C aproximadamente, y la humedad relativa en un intervalo del 75% a aproximadamente hasta el 82% aproximadamente.

En el ambiente cerrado de un invernadero, la humedad relativa tiende a incrementarse como resultado de la transpiracion de la planta y la evaporacion del agua desde el suelo y puede ser diffcil de controlar. Usualmente, la humedad relativa en un invernadero se controla utilizando un procedimiento antiguo, en el que el aire humedo caliente en el invernadero se extrae hacia el ambiente exterior periodicamente y se reemplaza con aire frfo recogido desde el exterior. El aire frio recogido se calienta para proporcionarle una temperatura dentro de un intervalo deseado de temperatura del aire del invernadero. El calentamiento del aire recogido tambien reduce su humedad relativa. La capacidad del aire de retener el agua se incrementa y su humedad relativa se reduce incrementando la temperatura del aire. La humedad relativa del aire recogido, incluso si es del 100% (es decir, en la cual el agua empieza a condensar fuera del aire) puede reducirse sustancialmente incrementando la temperatura de ese aire. Por ejemplo, la humedad relativa del aire exterior se reduce a una humedad relativa del 50% calentandolo a una temperatura de 25 °C.

Mientras que el procedimiento antiguo de control de la humedad relativa por la evacuacion periodica del aire caliente del invernadero y el reemplazo por aire mas frfo calentado hacia dentro del invernadero desde el exterior es generalmente efectivo, este expone a las plantas del invernadero a fluctuaciones relativamente grandes en la temperatura del aire. El procedimiento tambien consume cantidades relativamente grandes de energfa y por lo tanto es caro.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

A modo de ejemplo, utilizando procedimientos convencionales de control de la humedad relativa, la temperatura del aire en un invernadero puede fluctuar desde una temperatura baja igual a aproximadamente la temperatura exterior, por ejemplo 10 °C, hasta una temperatura maxima de aproximadamente 22 °C. La humedad relativa del aire interior puede experimentar un intervalo del 70% aproximadamente hasta el 100% aproximadamente. Durante el ciclo diurno para el cual la humedad relativa exterior fluctua entre el 60% aproximadamente hasta el 70% aproximadamente, y la temperatura del aire exterior fluctua entre 12 °C aproximadamente y 16 °C aproximadamente, un sistema convencional podrfa consumir mas de 2000 kWh (kilovatios-hora) de energfa.

RESUMEN

Una realizacion de la invencion se relaciona con la provision de un sistema de control del ambiente de un invernadero (GECO) para el control de la temperatura y la humedad relativa en un invernadero mediante la ventilacion periodica de aire humedo caliente del invernadero y el reemplazo con aire recogido desde el exterior que se calienta mediante el calor extrafdo del aire humedo caliente del invernadero. Entre los periodos en el que el aire humedo caliente se extrae, el sistema GECO genera y calienta un flujo moderado de aire exterior hacia dentro del invernadero. El proceso es relativamente eficiente energeticamente y se caracteriza por fluctuaciones relativamente moderadas en la temperatura del aire del invernadero que resultan del intercambio del aire del interior del invernadero con aire del exterior.

De acuerdo con una realizacion de la invencion, el sistema GECO consta de un sistema de circulacion del aire y de intercambio de calor, y un controlador que controla selectivamente el sistema de circulacion e intercambio de calor para operar en modo “descarga” o en modo “mantenimiento”. El sistema de circulacion del aire y de intercambio de calor consta de un primer intercambiador de calor de “ventilacion” sumado a un fluido refrigerante y un sistema de flujo de refrigerante unido a un segundo intercambiador de calor de “aspiracion”. El intercambiador de calor de ventilacion consta de un sistema de ventiladores de evacuacion controlable selectivamente para conducir aire caliente y humedo desde dentro del invernadero hacia fuera del invernadero, o para conducir aire desde el exterior hacia el interior del invernadero, a traves de un recorrido del flujo de aire relativamente largo en un radiador de “evacuacion” grande y eficiente. El intercambiador de calor de aspiracion consta de un sistema de ventiladores de aspiracion controlable para recoger aire relativamente frfo desde el exterior del invernadero hacia dentro del invernadero a traves de una trayectoria del flujo de aire relativamente larga en un radiador de “aspiracion” grande y eficiente.

En el modo de descarga, el controlador GECo controla el sistema de ventiladores de evacuacion para conducir aire caliente y humedo desde el invernadero a traves del radiador de ventilacion hacia el exterior, y el sistema de ventiladores de aspiracion para recoger aire desde el exterior hacia el interior del invernadero a traves del radiador de aspiracion para reemplazar el aire evacuado. El radiador de evacuacion extrae el calor del aire evacuado para calentar el fluido refrigerante y enfriar el aire evacuado. El sistema de flujo de refrigerante transporta el refrigerante calentado mediante el calor extrafdo por el radiador de evacuacion desde el aire evacuado hacia el radiador de aspiracion. El radiador de aspiracion calienta el aire aspirado hacia dentro del invernadero mediante el sistema de ventiladores de aspiracion y enfrfa el refrigerante. Despues de que el calor se ha extrafdo del refrigerante para calentar el aire aspirado, el refrigerante enfriado se recicla mediante el sistema de flujo de refrigerante hacia el radiador de evacuacion, donde se vuelve a calentar y se recicla de nuevo hacia el radiador de aspiracion. Opcionalmente, el intercambiador de calor de evacuacion enfrfa el aire evacuado hasta una temperatura sustancialmente igual a la temperatura ambiente del aire exterior, y el radiador de aspiracion calienta el aire aspirado hasta una temperatura deseada en el invernadero. De DE 23 16 030 A1, se conoce un aparato para controlar el ambiente de un habitaculo.

DE 23 16 030 A1 divulga:

Un aparato para controlar el ambiente en un invernadero, aparato que comprende: un primer intercambiador de calor, que comprende un primer radiador y un primer sistema de ventiladores para conducir el aire a traves del primer radiador y un segundo intercambiador de calor, que comprende un segundo radiador y un segundo sistema de ventiladores para conducir el aire a traves del segundo radiador; un primer sistema de circulacion de refrigerante que circula el fluido refrigerante entre y a traves del primer y segundo radiadores; un controlador que controla el aparato para operar en el modo de descarga, donde el primer sistema de ventiladores evacua aire desde el interior hacia el exterior del invernadero a traves del primer radiador para depositar el calor en el refrigerante y el segundo sistema de ventiladores conduce el aire desde el exterior hacia el interior del invernadero a traves del segundo radiador para adquirir el calor depositado en el refrigerante.

En el modo de mantenimiento el sistema GECO opera para mantener la temperatura y la humedad relativa en el invernadero dentro los intervalos deseados mediante la generacion de una entrada de aire relativamente lenta y constante de aire calentado hacia dentro del invernadero. Para generar la entrada, el controlador GECO controla tanto el sistema de ventiladores de evacuacion como el de aspiracion, para aspirar el aire exterior hacia dentro del invernadero y calentar el aire aspirado hasta una temperatura deseada en el invernadero. La

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

velocidad de entrada es determinada para crear una presion del aire en el interior del invernadero que es ligeramente mayor que la presion atmosferica, y una perdida resultante de aire hacia fuera del invernadero igual a la velocidad de entrada. Opcionalmente, la perdida de aire hacia fuera del invernadero que tiene un area de alrededor de 1000 m2 (metros cuadrados) y una altura de alrededor de 3 m es mayor o igual que aproximadamente 2500 m3/h (metros cubicos por hora). Opcionalmente, la perdida de aire es menor que aproximadamente 3500 m3/h. En una realizacion de la invencion la perdida de aire puede ser igual a aproximadamente 3000 m3/h (metros cubicos por hora). Opcionalmente, la temperatura deseada en el invernadero es igual a 22 °C aproximadamente. Para proporcionar calor para calentar el aire aspirado exterior, el controlador acopla el sistema de flujo de refrigerante a una fuente de calor.

Mediante el control de las duraciones y frecuencias de cambio entre los modos de operacion de descarga y mantenimiento de acuerdo con una realizacion de la invencion, el sistema GECO proporciona ahorros sustanciales en las cantidades de energfa requeridas para controlar la temperatura y la humedad relativa en un invernadero y reduce la amplitud de las fluctuaciones en la temperatura y la humedad relativa del aire en el invernadero.

Una realizacion de la invencion se refiere a proporcionar un sistema, de aquf en adelante un agitador de agua (WAGIT), que opera para limpiar las superficies de las hojas y de las partes de la planta de la humedad que se puede haber acumulado en las superficies. El sistema consta de una fuente de energfa acustica controlable para transmitir ondas de sonido que generan vibraciones en las hojas y en las partes de planta que agitan y sacuden las gotitas de agua de sus superficies. En una realizacion de la invencion, la fuente acustica es ajustable para transmitir ondas acusticas a la frecuencia de resonancia de las hojas de la planta.

Por lo tanto, se proporciona de acuerdo con la invencion, un aparato para controlar el ambiente en un invernadero de acuerdo con la primera reivindicacion.

Opcionalmente, el aparato comprende un tercer intercambiador de calor controlable para calentar el aire del interior del invernadero. Opcionalmente, el tercer intercambiador de calor consta de un radiador, un segundo sistema de flujo de refrigerante que transmite un refrigerante a traves del radiador, un calentador que calienta el refrigerante en el segundo sistema de flujo de refrigerante y un sistema de ventiladores que conducen el aire hacia dentro del invernadero a traves del radiador para que adquiera el calor del refrigerante y permanezca en el invernadero.

Opcionalmente, el aparato consta de una valvula de control de flujo de fluido controlable para conectar el primer y segundo sistemas de flujo de refrigerante de modo que el refrigerante calentado del segundo sistema de flujo de refrigerante pueda fluir hacia el primer sistema de flujo de refrigerante. Opcionalmente, en el modo de mantenimiento, el controlador controla la valvula de control de fluido para conectar el primer y segundo sistemas de flujo de refrigerante.

En una realizacion de la invencion, en el modo de mantenimiento, el controlador controla el tercer intercambiador de calor para abstenerse sustancialmente de calentar el aire dentro del invernadero.

En una realizacion de la invencion, el controlador controla el tercer intercambiador de calor para calentar el aire de dentro del invernadero cuando la temperatura del aire de dentro del invernadero desciende por debajo de un mfnimo predeterminado en la temperatura del aire.

En una realizacion de la invencion, en el modo de mantenimiento el controlador controla el sistema de ventiladores del primer y segundo intercambiadores de calor para aspirar aire desde el exterior hacia el interior del invernadero a una velocidad media que es sustancialmente proporcional al volumen del invernadero. Opcionalmente, la velocidad del flujo es mayor que 2500 m3/h (metros cubicos por hora) aproximadamente para un volumen del invernadero de 3000 m3. Adicional o alternativamente, la velocidad del flujo es menor que 3500 m3/h aproximadamente para un volumen del invernadero de 3000 m3. Opcionalmente, la velocidad del flujo es igual a 3000 m3/h para un volumen del invernadero de 3000 m3.

En una realizacion de la invencion, el controlador controla el aparato para operar en el modo de descarga si la humedad relativa en el invernadero es mayor que la humedad relativa minima predeterminada.

En una realizacion de la invencion, el controlador cambia la operacion del aparato entre los modos de descarga y mantenimiento en intervalos regulares. Opcionalmente, la duracion de un periodo de operacion en el modo de descarga es la misma para una pluralidad de periodos consecutivos de operacion en el modo de descarga. Opcionalmente, los periodos del modo de descarga se repiten a una frecuencia de repeticion mayor que 0,8 por hora aproximadamente. Adicional o alternativamente, la frecuencia de repeticion es menor de 1,2 por hora. En una realizacion de la invencion, la frecuencia de repeticion es igual a 1 por hora.

En una realizacion de la invencion, los periodos de operacion en el modo de descarga tienen una duracion menor o igual a diez minutos aproximadamente. En una realizacion de la invencion, los periodos de operacion en el modo de descarga tienen una duracion mayor o igual a 5 minutos aproximadamente. En una realizacion de la invencion, los periodos de operacion en el modo de descarga tienen una duracion igual a 6 minutos aproximadamente. En una realizacion de la invencion, el controlador inicia los periodos de operacion en el modo de mantenimiento sustancialmente a la vez que acaban los periodos de operacion en el modo de descarga.

Se proporciona ademas, no referido a una realizacion de la invencion, un metodo de control del ambiente en un invernadero, comprendiendo el metodo: periodicamente, durante los primeros periodos, la expulsion de aire

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

desde el interior hacia el exterior del invernadero mientras se aspira aire desde el exterior hacia el interior del invernadero y se calienta el aire aspirado con el calor extrafdo del aire expulsado; y durante los segundos periodos entre los primeros periodos, la aspiracion de ayer del exterior hacia el interior del invernadero y el calentamiento del aire mientras se aspira.

Opcionalmente el metodo comprende unos primeros periodos que se inician cuando la humedad relativa se torna mayor que una humedad relativa predeterminada. Alternativa o adicionalmente el metodo comprende cambios entre el primer y el segundo periodos a intervalos regulares. Opcionalmente el metodo comprende la determinacion de la misma duracion para una pluralidad de primeros penodos consecutivos.

En una realizacion no de acuerdo con la invencion el metodo comprende la iniciacion de los segundos periodos sustancialmente a la vez que los primeros periodos acaban.

En una realizacion no de acuerdo con la invencion la velocidad media que flujo a la que el aire es aspirado desde el exterior hacia el interior del invernadero durante el segundo periodo es sustancialmente proporcional al volumen del invernadero. Opcionalmente la velocidad del flujo es mayor que 2500 m3/h para 3000 m3 de volumen del invernadero. Adicional o alternativamente, la velocidad del flujo es menor que 3500 m3/h aproximadamente para 3000 m3 de volumen del invernadero. Opcionalmente, la velocidad del flujo es igual a 3000 m3/h para 3000 m3 de volumen del invernadero.

En una realizacion no de acuerdo con la invencion, los primeros penodos tienen una duracion menor o igual a 10 minutos aproximadamente. En una realizacion no de acuerdo con la invencion, los primeros en diodos tienen una duracion mayor o igual a 5 minutos aproximadamente. En una realizacion no de acuerdo con la invencion, los primeros periodos tienen una duracion igual a 6 minutos aproximadamente.

Se proporciona ademas, no de acuerdo con una realizacion de la invencion, un metodo de extraccion de las gotitas de agua de las superficies de las plantas que crecen en un invernadero, comprendiendo el metodo: la provision de un generador acustico configurado para generar ondas acusticas en el invernadero; y operando el generador acustico para transmitir ondas de sonido que inciden en, y generan vibraciones sobre, las superficies de las plantas que causan que las gotas de agua en las superficies resbalen o se sacudan fuera de las superficies. Opcionalmente las ondas de sonido estan caracterizadas por una frecuencia que es sustancialmente igual a la frecuencia de resonancia de vibracion de las superficies de la planta. Adicional o alternativamente, las ondas de sonido estaban caracterizadas por una frecuencia que es el sustancialmente igual a la frecuencia de resonancia de vibracion de las gotas de agua.

En la exposicion, a menos que se indique lo contrario, los adverbios tales como "sustancialmente" y "aproximadamente" modificado una condicion o relacion de una caractenstica o caractensticas de una realizacion de la invencion, se entienden para decir que la condicion o la caractenstica la esta definida dentro de unas tolerancias que son aceptables para la operacion de la realizacion para una aplicacion para la que esta propuesta.

Este resumen se proporciona para introducir una seleccion de conceptos en una forma simplificada que ademas estan descritos debajo en la descripcion detallada. Este resumen no esta propuesto para identificar las caractensticas clave de la materia sometida a reivindicacion, ni esta propuesto para ser utilizado para limitar el alcance de la materia sometida a reivindicacion.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS

Los ejemplos no limitantes de las realizaciones de la invencion estan descritos debajo con referencia a las figuras adjuntas que estan listadas siguiendo a este parrafo. Las estructuras identicas, elementos o partes que aparecen en mas de una figura estan generalmente etiquetadas con la misma numeracion en todas las figuras en las que aparecen. Las dimensiones de los componentes y las caractensticas mostradas en las figuras estan elegidas por conveniencia y claridad de la presentacion y no se muestran necesariamente a escala.

La Fig. 1A muestra un sistema de control convencional del ambiente en un invernadero operando para mantener la temperatura y la humedad relativa en un invernadero;

La Fig. 1B muestra un diagrama de flujo descriptivo de la operacion del sistema de control convencional del ambiente mostrado en la Fig. 1A;

Las Figs. 1C y 1D muestran graficos de la humedad relativa y la temperatura respectivamente del aire en el ambiente de un invernadero controlado por el sistema de control convencional del ambiente mostrado en la Fig. 1A; y

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

La Fig.2A muestra un sistema de control GECO del ambiente en un invernadero operando para mantener la temperatura y la humedad relativa en un invernadero, de acuerdo con una realizacion de la invencion;

La Fig. 2B muestra un diagrama de flujo descriptivo de la operacion del sistema GECO mostrado en la Fig. 1A, de acuerdo con una realizacion de la invencion;

Las Figs. 2C y 2D muestran graficos de la humedad relativa y la temperatura respectivamente del aire en el ambiente de un invernadero controlado por el sistema GECo mostrado en la Fig. 2A, de acuerdo con una realizacion de la invencion; y

La Fig. 3 muestra esquematicamente la operacion del sistema de eliminacion de la humedad WAGIT operando para eliminar la humedad de una hoja de acuerdo con una realizacion de la invencion.

DESCRIPCION DETALLADA

En la siguiente descripcion detallada, los componentes y la operacion de un sistema de control convencional del ambiente de un invernadero se describen y analizan con referencia a las Figs. 1A y 1B. Las Figs. 1C y 1D muestran graficos de la humedad relativa y la temperatura del aire en un ambiente de un invernadero controlado por un sistema de control convencional del ambiente tal y como se muestra en la Fig. 1A. Los componentes y la operacion del sistema de control del ambiente GECO de acuerdo con una realizacion de la invencion, estan descritos y tratados con referencia a las Figs. 2A y 2B. Las Figs. 2C y 2D muestran graficos de la humedad relativa y la temperatura del aire en un ambiente de un invernadero controlado por un sistema de control del ambiente GECO tal y como se muestra en la Fig. 1A. La operacion del sistema WAGIT para acelerar la extraccion de agua de las superficies de la planta se trata con referencia a la Fig.3.

La Fig. 1A muestra esquematicamente un invernadero 20 que tiene ventanas 22 y ventiladores de evacuacion 24 montados respectivamente en paredes opuestas 26 y 28 del invernadero. El invernadero comprende un sistema convencional del control del ambiente 30 para controlar la temperatura y la humedad relativa en el invernadero. El sistema de control del ambiente comprende un intercambiador de calor "interior" 40 para calentar el aire interior del invernadero 20 hasta una temperatura deseada, conductos de distribucion del flujo 60 para distribuir el aire caliente a regiones diferentes en el invernadero y sensores 31 y 32 para monitorizar la temperatura y la humedad relativa respectivamente del aire interior del invernadero. Un controlador 33 controla el sistema de control del ambiente, las ventanas 22 y los ventiladores de evacuacion 24 del invernadero 20 reaccionan a las medidas de temperatura y humedad relativa proporcionadas por los sensores 31 y 32.

El intercambiador de calor 40 comprende un radiador 42 y un sistema de flujo de refrigerante que comprende un calentador de refrigerante 41 y una bomba de refrigerante (no se muestra) que impulsa el refrigerante calentado, generalmente agua, dentro y fuera del radiador. El sistema de flujo de refrigerante esta conectado al radiador 42 mediante tuberfas internas y externas 43 y 44 respectivamente. Opcionalmente, el intercambiador de calor 40 comprende dos extractores 46 controlables para dirigir el aire en el invernadero a traves del radiador 42, donde el aire se calienta la hasta una temperatura deseada mediante el intercambio con el refrigerante a traves del radiador. El refrigerante calentado entra al radiador 42 a traves de la tuberfa interior 43 y despues de calentar el aire del invernadero se extrae a traves del radiador mediante los extractores 46, el refrigerante se enfrfa la ley sale del radiador a traves de la tuberfa exterior 44 para volver al sistema de flujo de refrigerante y al calentador 41, donde es recalentado y retornado para fluir otra ver a traves del radiador. Es notado que en la Fig.1A y las figuras que le siguen, el calentador 41 se muestra esquematicamente situado en el invernadero 20 y cerca del intercambiador de calor 40. El calentador 41 no tiene por que estar situado dentro del invernadero 20, y en la practica el calentador se situa a generalmente fuera del invernadero, y tambien lejos del invernadero.

El aire fluye a traves y se calienta en el radiador 42 sale del intercambiador de calor 40 y, opcionalmente, dentro de los conductos de distribucion de flujo 60 a traves de conductos acoplados 62. Los conductos colectores las estan hechas tfpicamente de laminas de plastico y/o fabricadas, y estan infladas por el aire calentado que entra en ella desde el intercambiador de calor. Los conductos 60 se forman provistos de agujeros (no se muestran) a traves de los cuales el aire calentado del intercambiador de calor 40 fluyendo en las mangas sale de las mangas para mezclarse con el aire en el invernadero para mantener una temperatura del aire y una humedad relativa deseadas en el invernadero. Las flechas 64 el representante esquematicamente el aire fluyendo fuera de las mangas 62. Mientras que en la Fig. 1A el aire calentado que sale del intercambiador de calor 40 se dirige hacia dentro de las mangas colectoras 60 para dispersarse dentro del volumen del invernadero, en muchos invernaderos el aire calentado se dispersa de forma diferente. Por ejemplo, en muchos invernaderos el aire calentado del intercambiador de calor fluye directamente desde el intercambiador de calor hacia dentro del volumen del invernadero. A modo de otro ejemplo, en muchos invernaderos el agua calentada se impulsa a traves de una red de tuberfas en el suelo del invernadero para calentar el aire de dentro del invernadero.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

El controlador 33 opcionalmente controla el sistema de control del ambiente 30 para controlar la temperature y la humedad relativa en el invernadero 20 mediante el reemplazo periodico o del aire humedo y caliente de dentro del invernadero con aire aspirado desde el exterior y calentado, de acuerdo con el algoritmo convencional representado esquematicamente mediante un diagrama de flujo 100 mostrado en la Fig.lB. La numeracion 100 se utiliza para referirse al diagrama de flujo y al algoritmo que representa.

Generalmente, un sistema de control del ambiente de un invernadero, tal como el sistema de control del ambiente 30, esta apagado durante el dfa en climas y los cuales es suficiente con la energfa solar incidente sobre el invernadero para mantener la temperatura del aire del invernadero por encima de una temperatura minima deseada. En el diagrama de flujo 100 se asumen que inicialmente, como se muestra en el 102 del diagrama de flujo, el controlador 33 controla el intercambiador de calor xl para estar apagado y por lo tanto el sistema de control del ambiente 30 para abstenerse de calentar el aire en el invernadero 20.

En el bloque 104, el controlador 33 adquiere opcionalmente una medida "T" de la temperatura del aire del invernadero 20 desde el sensor de temperatura 31. En el bloque de decision 106 el controlador determinar si la temperatura medida T es menor que la temperatura minima deseable predeterminada "TMin". Mientras que TMin es dependiente del tipo de plantas que crecen el invernadero 20 el, para muchas plantas TMin es ventajosamente igual a 20 °C. El si como en el bloque de decision 106, el controlador 33 determina que T es menor que TMin, como generalmente suele ocurrir hacia la cafda de la noche, el controlador opcionalmente continuan hacia el bloque 108 y enciende el intercambiador de calor 40 el para calentar el aire en el invernadero 20 hasta una temperatura superior a TMin. El encendido del intercambiador de calor generalmente conlleva el encendido de los extractores 46 y en el sistema de flujo de refrigerante para impulsar el refrigerante caliente a traves del radiador 42 (Fig.1A). A partir de ahf, el controlador 33 opcionalmente continua hacia el bloque 110.

Si en lugar de encontrarse en el bloque de decision 106 siendo T menor que TMin como se asumen en el parrafo precedente, el controlador 33 encuentra que T es mayor o igual que TMin, el controlador se salta el bloque 108 y continua hacia el bloque 110.

En el bloque 110, sin importar si el controlador 33 se salta el bloque 108, el controlador adquiere la medida "RH" de la humedad relativa del aire del invernadero 20 desde el sensor de humedad 32 y en el bloque 112, el controlador compara RH el con un valor maximo deseado "RMax". En el bloque de decision 112 el controlador tambien, opcionalmente, determina si en el tiempo en el que se adquiere RH en el bloque 110, un tiempo transcurrido desde que el aire en el invernadero fue reemplazado por ultima vez por aire calentado desde el exterior es mayor que un intervalo de tiempo opcional predeterminado “t”. Si en el bloque de decision 112 RH es menor que RHMax, o el tiempo transcurrido es menor que t, el controlador 33 salta el bloque 114 analizado anteriormente, y avanza hacia el bloque 116.

En el bloque 116, el controlador adquiere la medida de la temperatura T, y en el bloque de decision 118 determina si T > TMin. Si T es mayor que TMin, el controlador vuelve al bloque 102 y apaga el intercambiador de calor 40. Por otro lado, si T < TMin, el controlador 33 vuelve al bloque 110, adquiere la nueva medida RH, y determina en el bloque si la nueva RH es mayor que RHMax.

Si en el bloque de decision 112 el controlador 33 determina que RH es mayor que RHMax y que el tiempo transcurrido es mayor que t, el controlador 33 procede hacia el bloque 114 para reemplazar el exceso de aire humedo en el invernadero 20 con aire exterior para reducir la humedad en el invernadero. Para conseguir el reemplazo, el controlador abre las ventanas 22 y controla los ventiladores 24 para expulsar el aire del interior del invernadero 20 y aspirar aire desde el exterior a traves de las ventanas 22 para reemplazar el aire expulsado.

En el bloque 116, despues del reemplazo de aire en el invernadero 20, el controlador 33 adquiere la medida de la temperatura T, y en el bloque de decision 118, si T > TMin el controlador vuelve al bloque 102 y apaga el intercambiador de calor 40. Por otro lado, si T < TMin, el controlador 33 continua calentando el aire (bloque 108) en el invernadero 20 y vuelve al bloque 110.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Generalmente el aire aspirado desde el exterior del invernadero 20 para reemplazar el aire interior del invernadero es relativamente trio, y usualmente tiene una temperatura que es sustancialmente inferior a TMin. Como resultado, inmediatamente despues del reemplazo del aire interior del invernadero 20 con aire exterior, la temperatura del aire en el invernadero es menor que TMin. Para el periodo despues de que el aire se haya reemplazado, desde el bloque de decision 108 el controlador 33 generalmente vuelve repetidamente al bloque 110 para repetir a traves de los bloques 110-108, calentando el aire en el invernadero 20 hasta que el controlador determina en el bloque de decision 108 que la temperatura del aire en el invernadero es mayor que la temperatura minima deseada TMin.

Para muchos ambientes de invernadero, RHMax es ventajosamente igual al 85% aproximadamente. El intervalo de tiempo t es determinado para prevenir que el aire trio del exterior del invernadero 20 que esta siendo aspirado para reemplazar e aire del invernadero tan frecuentemente que la velocidad a la que el aire trio se aspira hacia el invernadero 20 debe calentarse para mantener una temperatura deseada en el invernadero exceda la capacidad del intercambiador de calor para calentar el aire aspirado.

Las Figs. 1C y 1D muestran los graficos 201 y 202 de la humedad relativa y la temperatura respectivamente del aire interior y exterior del invernadero 20 que tiene un sistema de control del ambiente 30 operando de acuerdo con un algoritmo similar al algoritmo 100. En los graficos 201 y 202 las curvas solidas 211 y 212 muestran la humedad relativa y la temperatura respectivamente del interior del invernadero 20 en funcion del tiempo para un periodo de dos dias. El tiempo en horas se muestra en el eje de abscisas. Las curvas punteadas 214 y 215 muestran la humedad relativa y la temperatura respectivamente del exterior del invernadero 20 en funcion del tiempo para el mismo periodo de dos dias. Las curvas 201 y 202 fueron determinadas experimentalmente para un invernadero, de aquf en adelante tambien referidas a un invernadero de 3 m x 1000 m2 , que tiene una altura iguala 3 m aproximadamente y una superficie de suelo de 1000 m2 aproximadamente. El intercambiador de calor 40 cuando esta encendido proporciona 290 kW de energfa para calentar el intercambio de aire a 14000 m3/h (metros cubicos/hora) a traves del radiador 42. En promedio, para cada ciclo diurno el intercambiador de calor opera alrededor de 7 horas. En consecuencia, el sistema de control convencional del ambiente 30 consume 2030 kWh (kilovatios hora) de energfa durante cada ciclo diurno.

De los graficos se observa que tanto la humedad relativa como la temperatura del aire en el invernadero 20 fluctuan con amplitudes relativamente grandes en cadencia con el reemplazo repetido del aire humedo y caliente del interior del invernadero con aire exterior frio y relativamente poco humedo. La temperatura fluctua con una amplitud de 7°C aproximadamente entre 14°C aproximadamente hasta 21°C aproximadamente y la humedad relativa fluctua con una amplitud del 20% aproximadamente entre el 75% y el 95% aproximadamente.

La Fig. 2A muestra esquematicamente un invernadero 320 que comprende un sistema de control del ambiente de un invernadero 330, que es el sistema GECO 330, tambien referido como GECO 330, utilizado para controlar el ambiente en el invernadero, de acuerdo con una realizacion de la invencion.

El sistema GECO 330 opcionalmente comprende componentes, tales como un intercambiador de calor interior 40 y ventiladores de expulsion 24 comprendidos en el sistema de control del ambiente 30, y ademas comprende un sistema de circulacion de aire y de intercambio de calor 340, de aquf en adelante tambien referido como sistema de control de clima (CCS) 340, de acuerdo con una realizacion de la invencion.

Opcionalmente, el CCS 340 comprende un controlador 342 y un intercambiador de calor de expulsion 350 unido mediante un sistema de flujo de fluido refrigerante 360 a un intercambiador de calor de aspiracion 370. El intercambiador de calor de expulsion 350 comprende un radiador de expulsion 352 y un sistema de ventiladores de expulsion 354. El sistema de ventiladores de expulsion se controla selectivamente para conducir el aire humedo y caliente desde el interior del invernadero hacia el exterior del invernadero o para conducir aire desde el exterior hacia el interior del invernadero, a traves de un recorrido del flujo de aire relativamente largo en un radiador de “evacuacion” grande y eficiente 352. Las lfneas de flujo de aire 355 apuntando desde el intercambiador de calor de expulsion 350 hacia el exterior del invernadero 320 y las flechas de flujo de aire 356 apuntando desde el intercambiador de calor hacia el interior del invernadero, representan esquematicamente las direcciones seleccionables en las que el sistema de ventiladores 354 puede conducir el aire. El intercambiador de calor de aspiracion 370 comprende un sistema de ventiladores de aspiracion 374

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

controlable para aspirar el aire relativamente frfo desde el exterior del invernadero en la direccion indicada por las flechas de flujo de aire 371 hacia el interior del invernadero a traves de un recorrido del flujo de aire relativamente largo en un radiador de “aspiracion” grande y eficiente 372.

El sistema de control de flujo de fluido 360 comprende tuberfas de circulacion de refrigerante 362 que conectan el radiador de aspiracion 372 con el radiador de expulsion 352 y una bomba de refrigerante 364 controlable para bombear refrigerante en las tuberfas de circulacion entre el radiador de aspiracion y el radiador de expulsion. Las tuberfas de circulacion 362 estan conectadas mediante una valvula de control de flujo de fluido 366 con la tuberfa de entrada 43 a traves de la cual el refrigerante caliente del calentador de refrigerante 41 se introduce en el radiador 42. Opcionalmente, las tuberfas de circulacion estan conectadas por una union en forma de T 367 a la tuberfa de salida 44 a traves de la cual el refrigerante relativamente frfo sale del radiador 42. El controlador 342 controla el intercambiador de calor 40, y controla la valvula de flujo 366, la bomba 364, los intercambiadores de calor de aspiracion y expulsion 350 y 370 para operar selectivamente el CCS en el modo de descarga o en el modo de mantenimiento.

En el modo de descarga, el controlador 342 controla el sistema de ventiladores de expulsion 354 para conducir el aire desde el interior del invernadero 320 en la direccion indicada por las flechas de flujo de aire 350 hacia el exterior del invernadero y el sistema de ventiladores de aspiracion 374 para conducir el aire desde el exterior del invernadero hacia el interior del invernadero en la direccion indicada por las flechas de flujo de aire 371. En el modo de descarga el controlador cierra la valvula de flujo 366 y opera la bomba de refrigerante 364 para circular el refrigerante desde el radiador de expulsion 352 hacia el radiador de aspiracion 372.

El aire humedo y caliente conducido mediante el sistema de ventiladores de expulsion 354 a traves del radiador de expulsion 352 en la direccion de las flechas de flujo de aire 355 se enfrfa en el paso a traves del radiador de expulsion y calienta el fluido refrigerante en el radiador. La bomba 364 bombea el refrigerante calentado desde el radiador de expulsion hacia el radiador de aspiracion 372 donde este se enfrfa calentando el aire conducido por el sistema de ventiladores de aspiracion 374 a traves del radiador de aspiracion. En el modo de descarga, el CCS 340 reemplaza el aire caliente y humedo expulsado por el intercambiador de calor de expulsion 350 desde el interior del invernadero 320 con aire frfo aspirado hacia el interior del invernadero por el intercambiador de calor de aspiracion 370 y calienta el aire aspirado con el calor que el intercambiador de calor de expulsion extrae del aire expulsado. En una realizacion de la invencion, el calor extrafdo del aire expulsado es suficiente para calentar el aire aspirado hasta una temperatura sustancialmente iguala la temperatura desead en el aire del invernadero.

En el modo de mantenimiento, el controlador 342 controla el sistema de ventiladores de expulsion 354 para conducir el aire desde el exterior del invernadero 320 hacia el interior del invernadero en la direccion de las flechas de flujo de aire 356 y el sistema de ventiladores de aspiracion para conducir el aire desde el exterior hacia el interior en la direccion de las flechas de flujo de aire 371. El controlador tambien abre la valvula de flujo 366 para conectar las tuberfas de circulacion 362 desde la tuberfa de entrada 43 de modo que el fluido refrigerante en la tuberfa de entrada calentado por el calentador 41 que calienta el fluido refrigerante para el intercambiador de calor 40 pueda entrar en las tuberfas de circulacion 362. El controlador 342 opera la bomba para circular el fluido refrigerante calentado que entra en las tuberfas desde la el tuberfa de entrada 43 a traves de los radiadores 352 y 372 para calentar el aire aspirado desde el exterior mediante los sistemas de ventiladores de expulsion y aspiracion 354 y 374. El controlador controla la velocidad del flujo a la que el aire el aspirado y calentado entra en el invernadero 320 de modo que la presion del aire en el invernadero es ligeramente mayor que la presion atmosferica y el aire calentado fluye desde el exterior hacia el interior del invernadero a una velocidad moderada y reemplaza el aire interior del invernadero.

En una realizacion de la invencion, el controlador 342 controla el cambio entre los modos de mantenimiento y descarga del CCS 340, y las duraciones de los modos, para mantener una respuesta relativamente constante a los cambios en la temperatura y la humedad relativa del aire en el invernadero 320. El cambio de ciclo del CCS 340 entre los modos de descarga y mantenimiento obvia los reemplazos periodicos del aire del invernadero que caracterizan la operacion de un sistema de control convencional del ambiente de un invernadero y proporciona un control relativamente eficiente de la temperatura y la humedad relativa del invernadero. La Fig. 2B muestra un diagrama de flujo 400 de un algoritmo de ejemplo, tambien referenciado mediante la

5

10

15

20

25

30

35

40

45

numeracion 400, que describe la operacion del GECO 330 en el control de la temperatura y la humedad en el invernadero 320, de acuerdo con una realizacion de la invencion.

En el diagrama de flujo 400 se asume que, como en el diagrama de flujo 100 (Fig. 1B), inicialmente, el GECO 330 esta en estado inactivo, en el que los radiadores 42, 352 o 372 no estan operando para calentar el aire que esta siendo aspirado hacia el invernadero 320. De acuerdo con esto, un bloque 402 del diagrama de flujo muestra que el calentamiento del invernadero esta apagado. En un bloque 404 el controlador 342 recibe una medida "T" de la temperatura del invernadero 320 desde el sensor de temperatura 31 y una medida "RH" de la humedad relativa del aire en el invernadero desde el sensor de humedad 32. En el bloque de decision 406, si T es mayor a una temperatura minima deseada TMin, por ejemplo 20°C, el controlador 342 vuelve al bloque 402. No obstante, si T es menor o igual a TMin, en un bloque 408 el controlador enciende el intercambiador de calor 40, y en un bloque 410 enciende el CCS 340 (Fig. 2A) en el modo de descarga. Como se ha indicado arriba, en el modo de descarga el intercambiador de calor 350 se enciende para expulsar aire desde el interior del invernadero 320 y extraer calor desde el aire expulsado y el intercambiador de calor 370 se enciende para aspirar aire hacia dentro del invernadero desde el exterior y calentar el aire aspirado con el calor extraido del aire expulsado. En un bloque 412 el controlador 342 adquiere otra medida T de la temperatura y otra medida RH de la humedad relativa.

En un bloque de decision 414 el controlador 342 determina si T es menor que o igual a TMin. Si T < TMin, el controlador dejan el intercambiador de calor 40 encendido y el CCS 340 en el modo de descarga, y vuelve al bloque 412, para adquirir varias medidas de T y RH y en el bloque de decision 414 para comparar T con TMin. Si por otro lado, en el bloque de decision 414 el controlador determina que T > TMin, el controlador continua hacia el bloque de decision 416 y determina si RH < RHMax. Si RH es mayor o igual que RHMax, el controlador opcionalmente apaga el intercambiador de calor interior 40 en el bloque 418 y vuelve al bloque 412 para volver a hacer el ciclo a traves del bloque 418 dejando el intercambiador de calor interior 40 apagado, hasta que el bloque de decision 416 el controlador 342 determina que una medida de RH es menor que RHMax. En cuanto se determina que RH es menor que RHMax el controlador procede haca el bloque 420 y cambia el CCS 340 al modo de mantenimiento.

En el bloque 422 el controlador 342 adquiere las medidas de T y RH y en el bloque 424 determina si T < TMin. Si T es menor o igual que TMin, el controlador vuelve al bloque 408 para encender el intercambiador de calor interior 40, enciende el CCS 340 en el modo de descarga, y realiza el ciclo a traves de los bloques en el diagrama de flujo 400 hasta el bloque 424. Si en el bloque de decision 424 T > TMin, en el bloque 426 el controlador 342 determina si la temperatura T es mayor que una temperatura maxima deseable TMax. Si T es mayor que TMax el controlador vuelve al bloque 402 y para el calentamiento del aire interior del invernadero 320. Opcionalmente, TMax es una temperatura igual a 22°C aproximadamente. Si por otro lado, T es menor o igual que TMax, el controlador procede al bloque de decision 428 para determinar si RH < RHMax. Si RH es menor que RHMax, el controlador deja el CCS 340 en el modo de mantenimiento y vuelve al bloque 422. Si por otro lado RH es mayor o igual que RHMax, el controlador vuelve al bloque 410 y cambia el CCS 340 para que opere en el modo de descarga.

La operacion del sistema GECO 330 de acuerdo con un algoritmo, tal como el algoritmo 400 reduce la magnitud de las fluctuaciones en la temperatura y la humedad relativa del invernadero, y resulta en ahorros sustanciales en costes y cantidades de energia requerida para controlar la temperatura y la humedad relativa en el invernadero. Las Figs. 2C y 2D muestran los graficos 501 y 502 de la humedad y la temperatura respectivamente del aire interior y exterior del invernadero 320 controlado por el sistema GECO similar al sistema GECO 330 que opera de acuerdo con un algoritmo similar al algoritmo 400.

En los graficos 501 y 502 las curvas solidas 511 y 512 muestran respectivamente la humedad relativa y la temperatura del aire interior del invernadero 320 como funcion del tiempo para un periodo de dos dias. El tiempo en horas se muestra en el eje de abscisas. Las curvas punteadas 514 y 515 muestran la humedad relativa y la temperatura respectivamente para el aire exterior del invernadero 20 como funcion del tiempo para el mismo periodo de dos dias.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Las curvas en los graficos 501 y 502, como las curvas en los graficos 201 y 202 (Figs. 1C y 1D), fueron determinadas experimentalmente para un invernadero de 3m x 1000m2. Los radiadores de expulsion y aspiracion 352 y 372 tenfan una longitud en la direccion del flujo de aire a traves de los radiadores de 100 cm aproximadamente y una seccion transversal perpendicular al flujo de aire igual a 60 cm x 60 cm aproximadamente. Cada radiador comprendfa 100 cm x 60cm x 60 cm de volumen, y una matriz de 16 conjuntos de 16 hileras de tuberfas de cobre de 5/8 pulgadas. Los sistemas de ventiladores 354 y 374 fueron capaces de impulsar 1500 m3/h (metros cubicos por hora) a traves de sus respectivos radiadores asociados. Los intercambiadores de calor 350 y 370 fueron capaces de extraer el calor del agua calentada fluyendo a traves de sus tuberfas de cobre, o de introducir calor en el agua enfriada fluyendo a traves de sus tuberfas con una potencia de 10 kW aproximadamente. Los intercambiadores de calor 350 y 370 se encendieron durante 7 horas aproximadamente durante el ciclo diurno. Mientras que, cuando esta encendido, el intercambiador de calor 40 en el sistema GECO 330 opera con un consumo de energfa de 290 kW aproximadamente, durante el ciclo diurno estuvo encendido durante tres horas y un tercio aproximadamente. El consumo total de energfa del sistema GECO 330 por ciclo diurno fue de 1030 kW aproximadamente.

De los graficos 501 y 502 se ve que ni la humedad relativa, curva 511, ni la temperatura del aire, curva 512, en el invernadero exhiben los grandes cambios cfclicos exhibidos en la humedad relativa y la temperatura controladas por el sistema de control convencional del ambiente 30 en el invernadero 20 (Fig. 1A). La temperatura en el invernadero 320 fluctua con una amplitud de 2°C entre 20°C y 22°C, y la humedad relativa en el invernadero fluctua con una amplitud del 8% aproximadamente entre 80% y 87% aproximadamente. El sistema GECO 330 no solo proporciona un control sustancialmente mejorado de la temperatura y la humedad relativa en un invernadero, sino tambien una reduccion sustancial del consumo de energfa comparado con un sistema de control convencional del ambiente en un invernadero.

Por ejemplo, como se indica arriba, para condiciones externas de la temperatura y humedad relativa del aire exterior indicadas por la curva 215 en el grafico 202 y la curva 214 en el grafico 201 respectivamente, el sistema convencional de control del ambiente en un invernadero 30 puede consumir 2030 kWh aproximadamente de energfa por ciclo diurno para controlar el aire en el invernadero 20 con la capacidad representada por las curvas 212 y 211 en los graficos. Por otra parte, un sistema GECO de acuerdo con una realizacion de la invencion similar al sistema GECO 330, para condiciones de humedad relativa y temperatura del aire exterior indicadas por la curva 514 en el grafico 501 y por la curva 515 en el grafico 502 respectivamente, puede controlar la humedad y la temperatura para el invernadero 320 con una mejora sustancial de la capacidad exhibida en las curvas 511 y 512 en los graficos con un coste de energfa de 1030 kW por ciclo diurno. Mientras que las condiciones de la temperatura y la humedad relativa del aire exterior bajo las que opera el sistema GECO 330 para controlar la temperatura y la humedad relativa del aire en el invernadero 320 son sustancialmente mas exigentes que las condiciones de la temperatura y la humedad relativa del aire exterior bajo las que opera el sistema de control convencional del ambiente 30, el sistema GECO opera con un consumo medio de energfa que es la mitad aproximadamente del consumo del sistema convencional.

Esta indicado que el consumo de energfa y las velocidades de flujo mencionadas anteriormente para el sistema GECO 330 que controla el ambiente de un invernadero de 3 m x 1000 m2 y proporciona sustancialmente un funcionamiento como el mostrado en los graficos 501 y 502, escalado de forma sustancialmente lineal con el tamano del invernadero. Por ejemplo, un sistema GECO de acuerdo con una realizacion utilizada para controlar el ambiente en un invernadero de 3 m x 2000 m2 puede configurarse para consumir el doble de energfa y proporcionar el doble de tasas de flujo proporcionadas por el sistema GECO que controla el ambiente en un invernadero de 3 m x 1000 m2.

En algunas realizaciones de la invencion, el controlador 342 controla el sistema GECO 330 para cambiar entre los modos de descarga y mantenimiento a intervalos regulares predeterminados. Por ejemplo, el sistema GECO similar al GECO 330 de acuerdo con una realizacion de la invencion puede operar en los modos de descarga y mantenimiento sobre seis y cincuenta y cuatro minutos respectivamente cada hora y puede mantener la temperatura del invernadero entre 20°C y 22°C aproximadamente, y la humedad relativa entre 80% y 87% aproximadamente, para temperatura y humedad relativa exterior de las que se han obtenido los graficos 501 y 502.

5

10

15

20

25

30

Para proporcionar una proteccion anadida a las plantas contra las dolencias fomentadas o promovidas por la condensacion del agua en las hojas de las plantas o en partes del cuerpo, un invernadero puede comprender un WAGIT de acuerdo con una realizacion de la invencion que opera para limpiar sonicamente las superficies de las hijas y las partes de la planta de la humedad que puede haberse acumulado en las superficies.

La Fig. 3 muestra esquematicamente un WAGIT 600 operando para eliminar las gotas de agua 650 condensadas en una hoja de la planta 652, de acuerdo con una realizacion de la invencion. El WAGIT 600 opcionalmente comprende un transductor acustico 602, tal como un cristal piezoelectrico, alimentado por una fuente de energfa 604 para generar ondas acusticas, representadas esquematicamente por arcos discontinuos 610 que se propagan por la hoja 652. Cuando las ondas sonicas 610 inciden en la hoja 652 generan vibraciones de gran amplitud, representadas por las siluetas discontinuas 654 en la hoja que sacuden las gotas de agua 650 fuera de la hoja. La eliminacion de las gotas de agua esta indicada esquematicamente mediante flechas 656.

En una realizacion de la invencion, la fuente de energfa 604 alimenta un transductor 602 para que genere ondas 610 a una frecuencia sustancialmente coincidente con la frecuencia de resonancia de la hoja 652. Como resultado, las ondas acusticas 610 generan vibraciones relativamente grandes en la hoja 652 que son relativamente eficientes en la sacudida de las gotas 650 fuera de la hoja. Opcionalmente, la fuente de energfa 604 alimenta el transductor acustico 602 para que genere ondas a la frecuencia de resonancia de las gotas de agua 650, que generan vibraciones relativamente grandes en el cuerpo de las gotas. Las vibraciones hacen que la hoja se deslice fuera de la hoja 652.

En la descripcion y las reivindicaciones de la presente solicitud, los verbos “comprende”, “incluye” y “tiene”, y todas sus conjugaciones, se utilizan para indicar que el objeto u objetos del verbo no son necesariamente una lista completa de componentes, elementos o partes del sujeto o sujetos del verbo.

Las descripciones de las realizaciones dela invencion en la presente solicitud se proporcionan a modo de ejemplo y no tienen la intencion de limitar el alcance de la invencion. Las realizaciones descritas comprenden diferentes caracterfsticas, no siendo todas ellas requeridas en todas las realizaciones de la invencion. Algunas realizaciones solo utilizan alguna de las caracterfsticas o posibles combinaciones de las caracterfsticas. Las personas relacionadas con el sector tecnico consideraran las variaciones de las realizaciones de la invencion que se describen, y las realizaciones de la invencion que comprendan diferentes combinaciones de caracterfsticas indicadas en las realizaciones descritas El alcance de la invasion esta limitado unicamente por las reivindicaciones.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

REIVINDICACIONES

1. - Un aparato para controlar el ambiente en un invernadero, que comprende:

un primer intercambiador de calor (350), que comprende un primer radiador (352) y un primer sistema de ventiladores (354) para que conduzcan el aire a traves del primer radiador y un segundo intercambiador de calor (370) que comprende un segundo radiador (372) y un segundo sistema de ventiladores (374) para que conduzcan el aire a traves del segundo radiador;

un primer sistema de circulacion de refrigerante (360) que circula el fluido refrigerante entre y a traves del primer y segundo radiadores;

un calentador (41) controlable para calentar el refrigerante;

un controlador (342) que controla el aparato para que opere selectivamente en el modo de mantenimiento o en el modo de descarga, donde en el modo de mantenimiento el calentador calienta el refrigerante y el primer y segundo sistemas de ventiladores conducen el aire desde el exterior hacia el interior del invernadero a traves del primer y segundo radiadores para que adquiera el calor desde el refrigerante, y en el modo de descarga el primer sistema de ventiladores expulsa el aire desde el interior hacia el exterior del invernadero a traves del primer radiador para que deposite el calor en el refrigerante y el segundo sistema de ventiladores conduce el aire desde el exterior hacia el interior del invernadero y a traves del segundo radiador para que adquiera el calor depositado en el refrigerante.
2. - Un aparato de acuerdo con la reivindicacion 1 y que comprende un tercer intercambiador de calor

controlable para calentar el aire interior del invernadero, donde el tercer intercambiador de calor comprende un radiador, un segundo sistema de flujo de refrigerante que impulsa el refrigerante a traves del radiador, un calentador que calienta el refrigerante en un segundo sistema de flujo de refrigerante y un sistema de ventiladores que conducen el aire interior del invernadero a traves del radiador para que adquiera el calor desde el refrigerante y permanezca en el invernadero.
3. - Un aparato de acuerdo con la reivindicacion 2 y que comprende una valvula de control de flujo de fluido

(366) controlable para conectar el primer y segundo sistemas de flujo de refrigerante de modo que el refrigerante calentado desde el segundo sistema de flujo de refrigerante pueda fluir hacia el primer sistema de flujo de refrigerante, donde en el modo de mantenimiento, el controlador controla la valvula de control de fluido para que conecte el primer y segundo sistemas de flujo de refrigerante.
4. - Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2 o 3, donde en el modo de mantenimiento,

el controlador controla el tercer intercambiador de calor para abstenerse de calentar el aire interior del invernadero.
5. - Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, el donde el controlador controla el

tercer intercambiador de calor para que caliente el aire interior del invernadero cuando la temperatura del aire interior extiende por debajo de una temperatura minima predeterminada del aire.
6. - Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde en el modo de

mantenimiento el controlador controla los sistemas de ventiladores del primer y segundo intercambiadores de calor para aspirar el aire desde el exterior hacia el interior del invernadero a una velocidad media del flujo que es sustancialmente proporcional al volumen del invernadero.
7. - Un aparato de acuerdo con la reivindicacion 6 donde la velocidad de flujo es de entre 2500 m3/h (metro

cubicos por hora) y 3500 m3/h para 3000 m3 de volumen del invernadero.
8. - Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el controlador controla

el aparato para que opere en el modo de descarga si la humedad relativa en el invernadero es mayor que una humedad relativa minima predeterminada.
9. - Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el controlador cambia

la operacion del aparato entre los modos de descarga y mantenimiento a intervalos regulares, donde la duracion del perfodo de operacion en el modo de descarga es la misma para una pluralidad de periodos consecutivos de operacion en el modo de descarga.

10
10. - Un aparato de acuerdo con la reivindicacion 9, donde en el modo de descarga los perfodos se repiten a

una frecuencia de repeticion mayor que 0,8 por hora aproximadamente y menor que 1,2 por hora aproximadamente.
11. - Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde los perfodos de

operacion en el modo de descarga tienen una duracion de 5 minutos aproximadamente a 10 minutos aproximadamente.
12. - Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el controlador inicia los

periodos de operacion en el modo de mantenimiento sustancialmente al mismo tiempo en el que los periodos de operacion en el modo de descarga finalizan.