FR2480075A1 - Greenhouse ground heat extraction system - involves passing air from interior through drains near buried heating pipes - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne un procédé d'extraction de calories du sol d'une serre au moyen de drains ventilés. Elle concerne également un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé. The invention relates to a method for extracting calories from the soil of a greenhouse by means of ventilated drains. It also relates to a device for implementing this method.
On connait des procédés de chauffage pour des serres, dans lesquels on utilise des tuyaux enterrés dans le sol. Ces tuyaux sont parcourus par un fluide à basse température, tel que des eaux de rejet industrielles ou de pompes à chaleur. La chaleur contenue dans ces fluides est ainsi transmise à la serre par l'intermédiaire du sol. Cependant, les puissances dissipées par mètre carré chauffé sont limitées par la faible conductibilité du sol, même humide. D'autre part, la surface du sol se refroidit rapidement sous l'effet de l'évaporation. On peut estimer qu'une puissance dissipée de 40 watts par mètre carré constitue un ordre de grandeur moyen de la puissancé qu'il est possible d'apporter à une serre au moyen d'un tel procédé de chauffage. Heating methods are known for greenhouses, in which pipes are used buried in the ground. These pipes are traversed by a fluid at low temperature, such as industrial waste water or heat pumps. The heat contained in these fluids is thus transmitted to the greenhouse through the soil. However, the dissipated powers per heated square meter are limited by the low conductivity of the soil, even when wet. On the other hand, the soil surface cools quickly under the effect of evaporation. It can be estimated that a dissipated power of 40 watts per square meter constitutes an average order of magnitude of the power that it is possible to bring to a greenhouse by means of such a heating process.
Ainsi, en cas de baisse de la température extérieure, il arrive que cette puissance dissipée soit insuffisante pour maintenir la température de l'air à l'intérieur de la serre à une valeur supportable par les plantes qui s'y trouvent. I1 est alors nécessaire d'utiliser un chauffage d'appoint. Thus, in the event of a fall in the outside temperature, it sometimes happens that this dissipated power is insufficient to maintain the temperature of the air inside the greenhouse at a value that can be tolerated by the plants there. It is then necessary to use a backup heater.
L'invention a précisément pour objet un procédé d'extraction de calories du sol par circulation d'air dans des drains enterrés sous les canalisations chauffantes, qui permet d'eviter le recours à un chauffage d'appoint ; chaque drain est muni d'un ventilateur qui peut assurer une circulation forcée -d'air. The subject of the invention is precisely a process for extracting calories from the ground by circulation of air in drains buried under the heating pipes, which makes it possible to avoid the need for additional heating; each drain is fitted with a fan which can provide forced air circulation.
Ce procédé permet de doubler les puissances thermiques dissipées par le sol. On augmente ainsi la température de l'air à l'intérieur de la serre d'environ 2 à 30C. This process makes it possible to double the thermal powers dissipated by the ground. This increases the air temperature inside the greenhouse by about 2 to 30C.
I1 permet également un chauffage plus intense de la serre, par exemple en faisant circuler une eau plus chaude à l'intérieur des canalisations, sans surchauffe du sol, les drains évacuant les calories supplémentaires de façon accélérée. It also allows more intense heating of the greenhouse, for example by circulating hotter water inside the pipes, without overheating the soil, the drains evacuating the additional calories in an accelerated manner.
Plus précisément, le procédé d'extraction de calories du sol d'une serre chauffée au moyen de canalisations enterrées dans lesquelles circule un fluide chaud se caractérise en ce que : - on aspire l'air à l'intérieur de la serre - on le fait circuler dans des drains passant sous
les canalisations ; - on le réintroduit à l'intérieur de la serre.More precisely, the process for extracting calories from the soil of a heated greenhouse by means of buried pipes in which a hot fluid circulates is characterized in that: - the air is drawn inside the greenhouse - the circulates in drains passing under
the pipes; - it is reintroduced inside the greenhouse.
Les drains peuvent être disposés parallèlement ou perpendiculairement aux canalisations. Drains can be arranged parallel or perpendicular to the pipes.
Le dispositif selon l'invention d'extraction des calories du sol d'une serre chauffée au moyen de canalisations enterrées dans lesquelles circule un fluide chaud se caractérise en ce qu'il comporte des drains dont les extrémités débouchent à l'intérieur de la serre et qui sont enterrés sous les canalisations, chaque drvin étant muni d'un ventilateur pour assurer une circulation forcée de l'air à l'intérieur de celui-ci. The device according to the invention for extracting calories from the soil of a greenhouse heated by means of buried pipes in which a hot fluid circulates is characterized in that it comprises drains whose ends open into the greenhouse and which are buried under the pipes, each drvin being provided with a fan to ensure a forced circulation of the air inside it.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit faite à titre explicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées sur lesquelles :
- la fig. 1 représente un exemple de réalisation du dispositif selon l'invention.Other characteristics and advantages of the invention will appear further on reading the description which follows, given by way of explanation and in no way limiting, with reference to the appended figures in which:
- fig. 1 shows an embodiment of the device according to the invention.
- la fig. 2 représente une variante de réalisation des drains ventilés. - fig. 2 shows an alternative embodiment of ventilated drains.
La référence 2 désigne une serre. A l'intérieur de cette serre, on trouve des plantes 4. Des canalisations 6 sont enterrées dans le sol sous la serre 2. Un fluide chaud, constitué par exemple par des eaux de rejet industrielles ou provenant d'une pompe à chaleur circule dans les canalisations 6. Cette disposition permet d'apporter de la chaleur à la serre 2 par l'intermédiaire du sol. Reference 2 designates a greenhouse. Inside this greenhouse, there are plants 4. Pipes 6 are buried in the ground under the greenhouse 2. A hot fluid, constituted for example by industrial waste water or coming from a heat pump circulates in the pipes 6. This arrangement makes it possible to bring heat to the greenhouse 2 via the ground.
Cependant, les puissances dissipées par mètre carré chauffé sont limitées car la conductibilité du sol 5, même humide, est faible et sa surface se refroidit rapidement sous l'effet de l'évaporation. However, the powers dissipated per square meter heated are limited because the conductivity of the ground 5, even when wet, is low and its surface cools rapidly under the effect of evaporation.
En cas de baisse de la température extérieure, la température à l'intérieur de la serre peut devenir insuffisante. Pour remédier à cet inconvénient, il est alors nécessaire d'apporter un complément de chaleur à la serre 2 au moyen d'un chauffage d'appoint.If the outside temperature drops, the temperature inside the greenhouse may become insufficient. To remedy this drawback, it is then necessary to provide additional heat to the greenhouse 2 by means of an auxiliary heating.
Le procédé de l'invention permet d'éviter le recours à deux chauffages d'appoint par la mise en oeuvre de drains 8 enterrés à proximité des canalisations 6. Chaque drain est muni d'un ventilateur 10 qui peut assurer une circulation forcée d'air 11. Les drains 8 peuvent être disposés transversalement aux canalisations 6, comme représenté sur la figure 1. The method of the invention makes it possible to avoid the use of two auxiliary heaters by using buried drains 8 close to the pipes 6. Each drain is provided with a fan 10 which can ensure forced circulation of air 11. The drains 8 can be arranged transversely to the pipes 6, as shown in FIG. 1.
Dans le cas de l'exemple de réalisation décrit, la serre est équipée d'un chauffage de sol comportant des canalisations 6 en polyéthylène enterrées à une profondeur de 40 cm et espacées de 80 cm. Les drains 8, disposés transversalement par rapport aux canalisations 6 sont des drains annelés de 100 mm de diamètre et enterrés tous les 80 cm sous les canalisations 6. La serre 2 est d'une longueur de 15 m. In the case of the example of embodiment described, the greenhouse is equipped with underfloor heating comprising pipes 6 of polyethylene buried at a depth of 40 cm and spaced at 80 cm. The drains 8, arranged transversely relative to the pipes 6 are corrugated drains of 100 mm in diameter and buried every 80 cm under the pipes 6. The greenhouse 2 is 15 m long.
L'expérimentation de ce procédé a montré que l'on peut ainsi doubler les puissances thermiques dissipées par le sol, ce qui permet un accroissement de la température de l'air à l'intérieur de la serre d'environ 2 à 30C. Experimentation with this process has shown that the thermal powers dissipated by the ground can thus be doubled, which allows the temperature of the air inside the greenhouse to increase by around 2 to 30C.
Afin de mieux mettre en évidence l'effet des drains ventilés sur la température de l'air à l'intérieur de la serre, on a effectué la comparaison d'une serre munie de drains conformément à l'invention avec une serre-témoin. In order to better highlight the effect of ventilated drains on the temperature of the air inside the greenhouse, a comparison was made of a greenhouse provided with drains according to the invention with a control greenhouse.
Au cours d'une journée type, le débit d'air dans les dix-huit drains a été de 22 m3/h/m2 de serre. During a typical day, the air flow in the eighteen drains was 22 m3 / h / m2 of greenhouse.
La puissance fournie au ventilateur et au transformateur 2 a été de 14 watts/m2 de serre. Dans ces conditions, pour une température extérieure égale à -4,70C, et pour une vitesse du vent nulle, les résultats obtenus ont été les suivants
Serre à drains - température du sol à 5 cm : 8,20C ; - température du sol à 50 cm : 13,30C ; 2 - puissance fournie par le sol : 43 watts/m2 de serre ;
2 - puissance fournie par les drains : 39 watts/m ; - température de paroi d'un drain : 8,8 C. The power supplied to the fan and to the transformer 2 was 14 watts / m2 of greenhouse. Under these conditions, for an outside temperature equal to -4.70C, and for a zero wind speed, the results obtained were as follows
Drain greenhouse - soil temperature at 5 cm: 8.20C; - soil temperature at 50 cm: 13.30 C; 2 - power supplied by the ground: 43 watts / m2 of greenhouse;
2 - power supplied by the drains: 39 watts / m; - wall temperature of a drain: 8.8 C.
Serre témoin - température du sol à 5 cm : 11,50C ; - température du sol à 50 cm : 17,20C ; - puissance fournie par le sol : 40 watts/m2 de serre.Control greenhouse - soil temperature at 5 cm: 11.50C; - soil temperature at 50 cm: 17.20C; - power supplied by the ground: 40 watts / m2 of greenhouse.
Dans le cas de la serre équipée conformément à l'invention, la différence entre la température du sol à 5 cm et la température du sol à 50 cm est de 5,10cri tandis que dans le cas de la sphère témoin, cette valeur est de 5,70C. On constate que les deux valeurs de ces différences sont très proches, en dépit des valeurs différentes des températures. In the case of the greenhouse equipped in accordance with the invention, the difference between the soil temperature at 5 cm and the soil temperature at 50 cm is 5.10cri while in the case of the control sphere, this value is 5.70C. It can be seen that the two values of these differences are very close, despite the different values of the temperatures.
La puissance fournie par les drains est du même ordre que celle du flux émis par le sol luimême, soit environ 40 W/m2 de serre. Cette puissance comprend le réchauffement du moteur du ventilateur 10 qui est de 14 W/m2 de serre. The power supplied by the drains is of the same order as that of the flux emitted by the soil itself, ie around 40 W / m2 of greenhouse. This power includes the heating of the fan motor 10 which is 14 W / m2 of greenhouse.
Grâce à ce surcroît de puissance fournie à- la serre équipée conformément à l'invention, la température à l'intérieur de celle-ci est supérieure de 20C à celle de la sphère témoin, ce qui correspond à un coefficient de dissipation de 20 W/m2/ C. Thanks to this additional power supplied to the greenhouse equipped in accordance with the invention, the temperature inside it is 20C higher than that of the control sphere, which corresponds to a dissipation coefficient of 20 W / m2 / C.
Par ailleurs, on remarque qu'au ras de la paroi de la serre, la température de l'air aspiré est inférieure de 20C à la température moyenne à l'intérieur de la serre, ce qui va dans le sens de l'efficacité du déstockage thermique du sol. In addition, we note that at the level of the greenhouse wall, the temperature of the intake air is 20C lower than the average temperature inside the greenhouse, which goes in the direction of the efficiency of the thermal destocking of the ground.
Selon une variante de réalisation du procédé représentée en traits pointillés sur la figure I, les drains 8' ne sont plus disposés transversalement par rapport aux canalisations 6, mais longitudinalement, entre les canalisations 6 de chauffage du sol. Dans l'exemple de réalisation décrit, l'aspiration de l'-air se fait du côté sud de la serre et l'extraction du côté nord. Il y a neuf drains longitudinaux de 15 m de long chacun. According to an alternative embodiment of the method shown in dotted lines in Figure I, the drains 8 'are no longer arranged transversely to the pipes 6, but longitudinally, between the pipes 6 for floor heating. In the example of embodiment described, the suction of the air is done on the south side of the greenhouse and the extraction on the north side. There are nine longitudinal drains, each 15 m long.
Les bouches de sortie d1air ont été placées au ras du sol afin de limiter le brassage de l'air vers la paroi. La ventilation sera également effectuée au ras du sol, car cette disposition améliore l'échange de chaleur entre l'air de la serre et le sol 5, surtout si celui-ci est humide. The air outlet vents were placed at ground level to limit the mixing of air towards the wall. Ventilation will also be carried out at ground level, because this arrangement improves the heat exchange between the greenhouse air and the soil 5, especially if the latter is humid.
On a effectué une campagne de cultures dans cette serre. Un thermostat mettait en marche la ventilation des drains à partir de 80C. Au cours de cette période de culture, la température minimale de l'air pendant la nuit à l'intérieur de la serre a été de 5,50C. On peut comparer cette valeur avec la température minimale qui aurait été obtenue avec une serre équipée de drains transversaux, soit environ 70C. A crop campaign was carried out in this greenhouse. A thermostat started the ventilation of the drains from 80C. During this growing period, the minimum nighttime air temperature inside the greenhouse was 5.50C. We can compare this value with the minimum temperature that would have been obtained with a greenhouse equipped with transverse drains, or about 70C.
On a également fait fonctionner la ventilation 10 des drains 8 pendant la journée, pour refroidir l'air de la serre, et afin de faciliter le réchauffage du sol. On a ainsi obtenu une chute de 4,50C de la température de l'air lors de la mise en route des ventilateurs 10, pour une température du sol de 24,50C et pour une température d'air de 280C. The ventilation 10 of the drains 8 was also operated during the day, to cool the air in the greenhouse, and in order to facilitate the heating of the soil. There was thus obtained a drop of 4.50C in the air temperature when the fans 10 were started, for a floor temperature of 24.50C and for an air temperature of 280C.
Selon une variante de réalisation représentée sur la fig. 2, de l'aspiration de l'air à l'intérieur des drains 8, on a prévu deux clapets 12 et 13, qui permettent d'aspirer l'air soit à l'intérieur de la serre 2, soit à l'extérieur de celle-ci. Cette disposition, aisément réalisable étant donné que l'extrémité du drain ventilé 8, sur laquelle est monté le ventilateur 10, se trouve à proximité de la paroi de la serre, permet un refroidissement et une déshumidification de l'air se trouvant à l'intérieur de la serre. According to an alternative embodiment shown in FIG. 2, from the suction of the air inside the drains 8, two valves 12 and 13 are provided, which make it possible to draw the air either inside the greenhouse 2, or outside of it. This arrangement, easily achievable given that the end of the ventilated drain 8, on which the fan 10 is mounted, is located near the wall of the greenhouse, allows cooling and dehumidification of the air located at the interior of the greenhouse.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8008058A FR2480075A1 (en) | 1980-04-10 | 1980-04-10 | Greenhouse ground heat extraction system - involves passing air from interior through drains near buried heating pipes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| FR8008058A FR2480075A1 (en) | 1980-04-10 | 1980-04-10 | Greenhouse ground heat extraction system - involves passing air from interior through drains near buried heating pipes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2480075A1 true FR2480075A1 (en) | 1981-10-16 |
| FR2480075B1 FR2480075B1 (en) | 1984-03-09 |
Family
ID=9240712
Family Applications (1)
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| FR8008058A Granted FR2480075A1 (en) | 1980-04-10 | 1980-04-10 | Greenhouse ground heat extraction system - involves passing air from interior through drains near buried heating pipes |
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| FR (1) | FR2480075A1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH338046A (en) * | 1955-08-11 | 1959-04-30 | Teuwen Wilhelm | greenhouse |
| DE2515363A1 (en) * | 1975-04-09 | 1976-10-28 | Heinz Hoelter | Air-conditioner and humidifier for greenhouses - consists of air and/or water-suction pipe embedded in the ground, and ventilators pumps in the greenhouse |
-
1980
- 1980-04-10 FR FR8008058A patent/FR2480075A1/en active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH338046A (en) * | 1955-08-11 | 1959-04-30 | Teuwen Wilhelm | greenhouse |
| DE2515363A1 (en) * | 1975-04-09 | 1976-10-28 | Heinz Hoelter | Air-conditioner and humidifier for greenhouses - consists of air and/or water-suction pipe embedded in the ground, and ventilators pumps in the greenhouse |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2480075B1 (en) | 1984-03-09 |
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