WO2014202801A1 - Sistema de climatización de invernaderos - Google Patents

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WO2014202801A1
WO2014202801A1 PCT/ES2014/000080 ES2014000080W WO2014202801A1 WO 2014202801 A1 WO2014202801 A1 WO 2014202801A1 ES 2014000080 W ES2014000080 W ES 2014000080W WO 2014202801 A1 WO2014202801 A1 WO 2014202801A1
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greenhouse
air
conditioning system
liquid
air conditioning
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PCT/ES2014/000080
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English (en)
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Inventor
Manuela BELMONTE MULA
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New Growing Systems, S.L.
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • A01G9/246—Air-conditioning systems
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
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    • A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/25—Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor

Definitions

  • the present invention relates to a greenhouse air conditioning system, based on the storage of a high amount of latent energy that is captured naturally and, in turn, also transferred naturally, with minimal energy consumption, using for this, water or any other liquid stored in a reservoir located in the lower part of the greenhouse, specifically under a false soil located below the plantation areas, or in an outdoor tank.
  • the system is preferably intended for application in hydroponic greenhouses, in which the plants are located in receptacles of different types located above the false soil, although it is equally applicable in any other type or cultivation system, provided that Plants are located in pots, planters or other receptacles.
  • BACKGROUND ⁇ T A TNVENCT ⁇ N In a greenhouse a structure participates as a support for a cover and plastic sides, based on resistant sheets that allow the total entry of light.
  • said sheets of plastic material have to withstand outside temperatures that at certain times are very low, and at others very high, so that in those conditions, for example when it comes to very low indoor temperatures, the development of the plants slows down or is interrupted, and can even reach freeze, so it is essential to provide greenhouses with heating means that raise the internal temperature of it.
  • the outside temperature when the outside temperature is high, the same problem will occur, but vice versa, so in this case it is necessary to cool the inside of the greenhouse using air conditioning systems that, while fulfilling their function satisfactorily, do so with a high consumption of energy that can become economically unfeasible in regards to the installation of the air conditioning system.
  • the reservoir of liquid preferably water
  • the reservoir of liquid is constituted by accumulator bags located under a false floor affected by holes for the exit of cold or hot air into the cultivation area, which is logically located by Above the false floor.
  • the reservoir is constituted by an external tank.
  • a suction motor pump is provided and water supply from said reservoir to the heat exchanger system, based on wind turbines through which the water or liquid cooled / heated circulates, sucking hot or cold air from the greenhouse and being cooled or heated as it passes through the exchange surface corresponding radiator type, all in such a way that the cold or hot air, in the first variant of embodiment, is passed through the false soil and is forced out through holes provided in said false soil towards the cultivation area, while in the second variant of embodiment the cold or hot air is forced to pass through plastic sleeves or other material, to exit through holes towards the corresponding cultivation areas.
  • the system also includes the corresponding pipes or conduits for water transfer. DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
  • Figure 1. Represents an example of a part of a conventional greenhouse, with the air conditioning system object of the invention.
  • Figure 2 Represents a variant embodiment of the system of the invention.
  • the air conditioning system of the invention is intended for application in a plant growing greenhouse, which includes a general structure (1), as is conventional, as a support for a top cover and lateral enclosure (2) of the aforementioned structure (1), to constitute the greenhouse itself, including a natural soil (3), on which it is planned, above it and distanced, a false soil (4), of so that between said natural soil (3) and the false soil (4) there is a water or liquid storage system (5), based on containers, bags or other similar elements, provided that they constitute a reservoir or reservoirs for water or liquid
  • the system also includes wind turbines (6) through which the water or cooled / heated liquid circulates, so that through these wind turbines (6) hot / cold air is drawn from the greenhouse and is cooled / heated as it passes through a radiator type exchange surface, such that cold / hot air is passed through the holes (8) of the false soil (4) towards the greenhouse cultivation areas.
  • the system also includes a suction and discharge pump (7) of the water or liquid into the heat exchanger system, as well as a suction manifold (1 1) of the hot / cold water or liquid coming from the reservoir or reservoirs.
  • the greenhouse comprises a reservoir constituted in this case by an external tank (12) located outside the greenhouse, filling with water or liquid through a pipe (13).
  • the structure of the greenhouse (1) with the lateral enclosure (2) is intended to be placed on a natural soil (3), without artificial soil, where in correspondence with the cultivation area in this variant embodiment of Figure 2, a polycarbonate plate (14), the suction manifold and the wind turbine system (6) are provided laterally, the impeller pump (7) and the orifice zone for air outlet at the height being also seen of the crop ,.
  • These outlet holes are provided in plastic sleeves (15).
  • the system draws hot / cold air from the greenhouse and is cooled / heated as it passes through the radiator-type exchange surface, so that the hot / cold air is forced to pass through sleeves (15), which will be made of plastic or other material, to exit through the holes or exit openings towards the cultivation area.
  • the system of the invention is based on the cooling / heating of the greenhouse air to the optimum cultivation temperature, passing water or any other liquid stored in the corresponding reservoir, and which is driven by the pump of drive (7) through the wind turbine elements (6).
  • the system can be for heating or cooling the air inside the greenhouse, operating the system differently when it comes to cooling or heating the greenhouse air.
  • the water whose temperature has been lowered is driven, once conditioned to the desired temperature, through the wind turbines, lowering the temperature of the air that is passed through them, and whose air passes through the bottom of the false soil, leaving through the holes made in said false soil, towards the cultivation areas.

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  • Environmental Sciences (AREA)
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Abstract

El sistema está basado en la acumulación de energía mediante la provisión de agua o cualquier otro líquido en reservorios ubicados bien en la parte inferior del invernadero, en cuyo caso es necesario un falso suelo por debajo del nivel de cultivo, o bien en un reservorio acumulador constituido por un tanque situado en el exterior del invernadero. El líquido desde el reservorio correspondiente se hace circular por el invernadero mediante un sistema de intercambio de calor, pudiéndose enfriar/calentar el aire que circula a través del mismo y que a su vez calentará o enfriará el invernadero.

Description

STSTFMA T)F, CT IMATTZACTÓN DE TNVFRNAnFROS n F S C R T P T T Ó N
O .TFTO Γ>Ε T A TNVENfTÓN
La presente invención se refiere a un sistema de climatización de invernaderos, basándose en el almacenamiento de una elevada cantidad de energía latente que se capta de forma natural y se cede, en su momento, también de forma natural, con un consumo energético mínimo, utilizando para ello agua o cualquier otro líquido almacenado en un reservorio ubicado en la parte inferior del invernadero, concretamente bajo un falso suelo situado por debajo de las zonas de plantación, o en un tanque exterior.
El sistema está previsto preferentemente para su aplicación en invernaderos de cultivo hidropónico, en los que las plantas se sitúan en receptáculos de diferentes tipos situados por encima del falso suelo, aunque es igualmente aplicable en cualquier otro tipo o sistema de cultivo, siempre y cuando las plantas estén ubicadas en macetas, jardineras u otros receptáculos.
ANTECEDENTES ΏΕ T A TNVENCTÓN En un invernadero participa una estructura como soporte para un cubierta y laterales de plástico, a base de láminas resistentes que permiten la total entrada de luz.
Es evidente que dichas láminas de material plástico tienen que soportar temperaturas exteriores que en determinados momentos son muy bajas, y en otros muy altas, de manera que en esas condiciones, por ejemplo cuando se trate de temperaturas interiores muy bajas, el desarrollo de las plantas se ralentiza o se interrumpe, pudiendo incluso llegar a helarse, por lo que se hace imprescindible dotar a los invernaderos de medios calefactores que elevan la temperatura interior del mismo. Lógicamente cuando la temperatura exterior es alta ocurrirá el mismo problema pero a la inversa, por lo que en este caso es necesario refrigerar el interior del invernadero mediante sistemas de aire acondicionado que, si bien cumplen satisfactoriamente su función, lo hacen con un alto consumo de energía que puede llegar a ser inviable económicamente en lo que respecta a la instalación del sistema de aire acondicionado.
DESCRIPCIÓN Í)E LA TNVENCTÓN El sistema de climatización que se preconiza, previsto para invernaderos, se basa en el enfriamiento/calentamiento del aire del interior del invernadero, hasta la temperatura óptima de cultivo, haciendo pasar agua o cualquier otro líquido, almacenado en un recipiente o reservorio como acumulador del líquido, a través de unos intercambiadores de calor, mediante la aspiración e impulsión por medios de bombeo apropiados.
Concretamente, en una primera realización el reservorio de líquido, preferentemente agua, está constituido por unas bolsas acumuladoras situadas baja un falso suelo afectado de orificios para la salida de aire frío o caliente hacia el interior de la zona de cultivo, estando ésta situada lógicamente por encima del falso suelo. En otra variante de realización el reservorio está constituido por un tanque exterior.
En cualquier caso, se ha previsto una motobomba de aspiración e impulsión del agua desde dicho reservorio hacia el sistema intercambiador de calor, basado éste en unos aerogeneradores por los que circula el agua o líquido enfriado/calentado, aspirando aire caliente o frío del invernadero y siendo enfriado o calentado al pasar a través de la superficie intercambiadora correspondiente tipo radiador, todo ello de forma tal que el aire frío o caliente, en la primera variante de realización, se hace pasar por el falso suelo y es forzado a salir a través de orificios previstos en dicho falso suelo hacia la zona de cultivo, mientras que en la segunda variante de realización el aire frío o caliente se fuerza a pasar a través de unas mangas plásticas o de otro material, para salir a través de orificios hacia las zonas de cultivo correspondientes.
El sistema incluye además las correspondientes tuberías o conductos para el trasiego del agua. DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de planos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1.- Representa a un ejemplo de una parte de un invernadero convencional, con el sistema de climatización objeto de la invención.
La figura 2 - Representa una variante de realización del sistema de la invención. REAT JZACTÓN PREFERENTE ΠΕ T A ΤΝΥΕΝΓΤΟΝ
Como se puede ver en la figura 1, el sistema de climatización de la invención está previsto para su aplicación en un invernadero de cultivo de plantas, que incluye una estructura general (1), como es convencional, como soporte de una cubierta superior y de cerramiento lateral (2) de la estructura (1) referida, para constituir el invernadero propiamente dicho, incluyendo un suelo natural (3), sobre el que se ha previsto, por encima del mismo y distanciado, un falso suelo (4), de manera que entre dicho suelo natural (3) y el falso suelo (4) se dispone un sistema acumulador de agua o líquido (5), a base de recipientes, bolsas u otros elementos similares, siempre que constituyan un reservorio o reservónos para el agua o líquido.
El sistema incluye además unos aerogeneradores (6) por los que circula el agua o líquido enfriado/calentado, de manera que a través de esos aerogeneradores (6) se aspira aire caliente/frío del invernadero y es enfriado/calentado al pasar a través de una superficie intercambiadora tipo radiador, de manera tal que el aire frío/caliente se hace pasar por los orificios (8) del falso suelo (4) hacia las zonas de cultivo del invernadero.
El sistema incluye además una bomba de aspiración e impulsión (7) del agua o líquido hacia el sistema intercambiador de calor, así como un colector de aspiración (1 1) del agua o líquido caliente/frío procedente del reservorio o reservónos.
En una variante de realización mostrada en la figura 2, el invernadero comprende un reservorio constituido en este caso por una tanque exterior (12) situado en el exterior del invernadero, llenándose con agua o líquido a través de una tubería (13). En esta variante de realización la estructura del invernadero (1) con el cerramiento lateral (2) está prevista para situarse sobre un suelo natural (3), sin suelo artificial, en donde en correspondencia con la zona de cultivo en esta variante de realización de la figura 2, se ha previsto lateralmente una placa de policarbonato (14), el colector de aspiración y el sistema de aerogeneradores (6), viéndose igualmente la bomba de impulsión (7) y la zona de orificios para salida del aire a la altura del cultivo,. Estos orificios de salida están previstos en unas mangas plásticas (15). En dicha variante de realización el sistema aspira aire caliente/frío del invernadero y es enfriado/calentado al pasar a través de la superficie intercambiadora tipo radiador, de manera que el aire frio/caliente se fuerza a pasar a través de mangas (15), que serán de plástico u otro material, para salir a través de los orificios o aberturas de salida hacia la zona de cultivo.
De acuerdo con las características referidas, el sistema de la invención se basa en el enfriamiento/calentamiento del aire del invernadero hasta la temperatura óptima de cultivo, haciendo pasar agua o cualquier otro líquido almacenado en el reservorio correspondiente, y que es impulsado por la bomba de impulsión (7) a través de los elementos aerogeneradores (6).
El sistema puede ser para el calentamiento o enfriamiento del aire del interior del invernadero, funcionando el sistema de forma diferente cuando se trate de enfriar o de calentar el aire del invernadero.
El agua cuya temperatura se ha bajado, es impulsada, una vez acondicionada a la temperatura deseada, a través de los elementos aerogeneradores, bajando la temperatura del aire que se hace pasar por éstos, y cuyo aire pasa por la parte inferior del falso suelo, saliendo por los orificios practicados en dicho falso suelo, hacia las zonas de cultivo.

Claims

R F. I V I N D i r A C I O N E S
1. - Sistema de climatización de invernaderos, previsto para enfriar o calentar el aire de un invernadero, cuando la temperatura en el interior de éste es elevada o baja, respectivamente, se caracteriza porque comprende un reservorio de liquido (5) ó (12), así como medios de aspiración e impulsión de dicho líquido hacia un sistema intercambiador de calor (6) para enfriamiento/calentamiento del aire del propio invernadero, de acuerdo con la temperatura óptima para el cultivo.
2. - Sistema de climatización de invernaderos, según reivindicación 1, caracterizado porque el sistema intercambiador de calor está formado por aerogeneradores (6) por los que circula líquido enfriado/calentado, a través de cuyos aerogeneradores (6) se aspira aire caliente/frío del interior del invernadero, para enfriado/calentado de dicho aire.
3. - Sistema de climatización de invernaderos, según reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque en el interior del invernadero se incluye un falso suelo (4), por debajo del nivel de cultivo, estando dicho falso suelo (4) afectado de orificios (8) para salida del aire enfriado/calentado, al interior de la zona de cultivo.
4. - Sistema de climatización de invernaderos, según reivindicaciones 1, 2 y 3, caracterizado porque el reservorio está constituido por bolsas (5) acumuladoras del líquido, situadas por debajo del nivel del falso suelo (4).
5. - Sistema de climatización de invernaderos, según reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el reservorio del líquido está constituido por un tanque exterior (12).
6. - Sistema de climatización de invernaderos, según reivindicación 1, caracterizado porque los medios de aspiración e impulsión del líquido hacia el sistema intercambiador de calor (6), están constituidos por una motobomba (7), en combinación con respectivos conductos para el trasiego del líquido.
7. - Sistema de climatización de invernaderos, según reivindicaciones 1, 5 y 6, caracterizado porque se incluye una o mas mangas plásticas (15) para forzar el flujo del aire calentado/enfriado hacia el interior de la zona de cultivo.
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