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ES2966491T3 - Un invernadero que tiene un sistema de climatización y sistema de climatización para controlar el clima del invernadero en la zona de cultivo - Google Patents

Un invernadero que tiene un sistema de climatización y sistema de climatización para controlar el clima del invernadero en la zona de cultivo Download PDF

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ES2966491T3
ES2966491T3 ES19829325T ES19829325T ES2966491T3 ES 2966491 T3 ES2966491 T3 ES 2966491T3 ES 19829325 T ES19829325 T ES 19829325T ES 19829325 T ES19829325 T ES 19829325T ES 2966491 T3 ES2966491 T3 ES 2966491T3
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Abstract

Un invernadero (10) para el cultivo de plantas comprende un área de cultivo (12) para el cultivo de cultivos y un sistema de control climático para controlar el clima interior del invernadero en el área de cultivo. Este sistema de control comprende un condensador (48) para deshumidificar el aire del invernadero, un intercambiador de calor de aire del invernadero (32) para el intercambio de calor entre el aire del invernadero derivado del área de cultivo aguas arriba de la entrada de aire del condensador y en el aire deshumidificado del invernadero aguas abajo del condensador. de la salida de aire del condensador, un primer bypass controlable (42; 5) para permitir que el aire del invernadero pase por alto el intercambiador de calor de aire del invernadero, un ventilador controlable (56), una cámara de mezcla (14) en comunicación fluida con la descarga de aire de el intercambiador de calor y con el área de cultivo y que tiene una entrada controlable (62) para introducir aire ambiente desde el ambiente exterior del invernadero, y una salida (65) que tiene un ventilador controlado (17) para aire en comunicación fluida con el área de cultivo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Un invernadero que tiene un sistema de climatización y sistema de climatización para controlar el clima del invernadero en la zona de cultivo
[0001]En general, la presente invención se refiere a un invernadero para el cultivo de plantas como flores, cultivos, frutas y/o verduras y similares que tiene un sistema de climatización y un sistema de climatización para controlar el clima interior del invernadero en la zona de cultivo.
[0002]En un invernadero se controlan las condiciones del clima interior para permitir un crecimiento óptimo de las plantas. Estas condiciones de crecimiento suelen estar orientadas a maximizar el rendimiento y los beneficios en términos de calidad y cantidad por área superficial con respecto a las inversiones en equipos y los costes de explotación. Dependiendo de los requisitos específicos del tipo de plantas que se cultiven y de las condiciones exteriores reales, incluyendo la temperatura, la humedad y la incidencia de la luz (radiación solar y/o lámparas), estas condiciones de crecimiento afectan principalmente a la humedad del aire, la temperatura del aire y el nivel de dióxido de carbono del aire interior del invernadero.
[0003]Durante su crecimiento, las plantas evaporan el agua. En vista de ello, la humedad del aire que tiene el aire interior del invernadero aumenta continuamente, a menos que se tomen contramedidas para deshumidificar el aire del invernadero y mantener un nivel de humedad deseado. Tradicionalmente, parte del aire interior húmedo se ventilaba al ambiente abriendo las ventanas (del techo) del invernadero y se sustituía por aire fresco y relativamente seco procedente del exterior. Hoy en día se utilizan sistemas de ventilación activa, que incluyen ventiladores para aspirar el aire exterior y soplarlo hacia el interior del invernadero.
[0004]Un ejemplo de un sistema de este tipo se conoce a través del documento US2008/000151A1, donde el aire ambiente opcionalmente enfriado en un dispositivo de enfriamiento de panel evaporativo se introduce a través de una parte separada (también conocida en el campo como "pasillo") en el invernadero a través de tubos u otros medios de distribución para enfriar y deshumidificar el aire interior del invernadero. El aire interior del invernadero se recicla a través del pasillo y se mezcla con el aire ambiente introducido para establecer una temperatura y humedad deseadas antes de ser devuelto al interior del invernadero. Los tubos o el pasillo pueden estar provistos de un intercambiador de calor para enfriar o calentar el aire que fluye por ellos. El aire sobrante puede ventilarse del invernadero por los orificios de ventilación convencionales. En sus realizaciones prácticas, en particular en climas cálidos (tanto de alta como de baja humedad), se conoce un invernadero que tiene un pasillo y un dispositivo de enfriamiento de panel evaporativo para el enfriamiento adiabático del aire exterior por evaporación de agua, donde circulan grandes volúmenes de aire (combinación de aire del invernadero y aire ambiente) (por ejemplo, 60-120 m3/m2h) con el fin de deshumidificar el aire del invernadero con un déficit de humedad relativamente pequeño (diferencia entre la humedad real del aire del invernadero aspirado con respecto a la humedad máxima del mismo).
[0005]En general, la sustitución del aire interior húmedo del invernadero por aire seco del exterior presenta una serie de inconvenientes. Una preocupación importante, sobre todo en los volúmenes elevados en la práctica, es que el nivel de dióxido de carbono del aire interior se reduce con esta sustitución, ya que las condiciones óptimas de crecimiento en un invernadero incluyen un nivel de CO2 que suele ser de 2 a 3 veces el contenido de CO2 del aire exterior. Un nivel más bajo de CO2 provoca una reducción de la tasa de crecimiento. Con el fin de mantener el nivel de CO2 en un valor o intervalo deseado, puede añadirse dióxido de carbono, por ejemplo, derivado de los gases de combustión o mediante inyección directa de CO2. Si el CO2 procede de gases de combustión generados localmente, en algún lugar se produce calor, que no siempre puede utilizarse de forma beneficiosa al mismo tiempo. Por lo tanto, la eficiencia energética general puede verse afectada. Las condiciones óptimas de crecimiento también incluyen una alta incidencia de la luz solar y temperaturas adecuadas. En condiciones óptimas de crecimiento, la producción de agua debida a la fotosíntesis es la más alta y, por tanto, la necesidad de eliminación de la humedad es la mayor. La ventilación de grandes volúmenes que se propone en el documento US2008/000151A1 no es económica en vista del mantenimiento del nivel de CO2.
[0006]Además, en las realizaciones prácticas de pasillo del documento US2008/000151A1, el enfriamiento de panel evaporativo aumenta la humedad del aire ambiente procedente del entorno. Con el fin de deshumidificar el aire interior del invernadero se necesitan grandes volúmenes de aire ambiente.
[0007]Otro inconveniente es que, al ventilar el aire del invernadero, se pierde todo el calor contenido en el aire del invernadero.
[0008]Otro inconveniente de refrescar el clima del aire interior del invernadero con aire ambiente procedente del exterior es que, normalmente, el aire ambiente tiene una temperatura inferior a la del aire interior del invernadero y debe precalentarse hasta aproximadamente la temperatura predominante del aire interior del invernadero en el invernadero con el fin de mantener una temperatura de crecimiento deseada. Este precalentamiento también repercute negativamente en la eficiencia energética del invernadero.
[0009]El documento US5050390A ha descrito un aparato para acondicionar el aire en un recinto, tal como un invernadero, que se basa en intercambiadores de calor de aire-vapor-salmuera por contacto directo. Este sistema conocido incluye un depósito de salmuera, un intercambiador de calor de aire-salmuera-vapor por contacto directo, un evaporador de salmuera y un sistema de circulación de salmuera para intercambiar salmuera entre el depósito y el intercambiador de calor, y entre el depósito y la evaporación. El aparato también incluye un condensador asociado con el evaporador, un sistema de circulación de aire primario para intercambiar aire entre el intercambiador de calor y el recinto con el fin de secar el aire, y un sistema de circulación de aire secundario para intercambiar aire entre el evaporador y el condensador para evaporar el agua de la salmuera.
[0010]Con el fin de paliar estas desventajas, se han desarrollado los denominados conceptos de invernadero cerrado, donde el aire interior del invernadero se mantiene esencialmente dentro del invernadero sin ningún (o sólo de forma muy limitada debido a fugas inevitables, como las que se producen a través de compuertas) intercambio con aire ambiente ni sustitución del mismo, lo que hace que sea más económico mantener el aire interior del invernadero a la temperatura y el nivel de dióxido de carbono requeridos. Estos conceptos suelen incluir la deshumidificación del aire interior del invernadero por condensación en una superficie de intercambio de calor enfriada.
[0011]Sin embargo, como se dijo en párrafos anteriores, la producción de agua por parte de las plantas en crecimiento es la más alta en condiciones óptimas, lo que requiere la mayor capacidad de condensación. Por tanto, con el fin de que el invernadero pueda funcionar en estas condiciones, la capacidad de intercambio de calor para la condensación debe diseñarse en consecuencia, lo cual implica elevados gastos de inversión.
[0012]Es probable que esta necesidad de la mayor capacidad de condensación sólo se produzca durante un periodo de tiempo limitado a lo largo de un año y de un día, en función de la ubicación geográfica del invernadero y de las condiciones climáticas asociadas. El solicitante ha estimado que, en total, esta necesidad sólo existe durante el 8-15 % de todo un año.
[0013]Otra razón por la que los gastos de inversión son elevados en el funcionamiento de un invernadero cerrado es el hecho de que el aire del invernadero sólo puede enfriarse y deshumidificarse hasta una determinada temperatura mínima. Por debajo de este umbral se produce condensación cuando el aire enfriado se mezcla con el aire de invernadero con una temperatura y humedad más elevadas. Las gotas de condensado que gotean sobre los cultivos tienen un efecto negativo en la calidad del cultivo.
[0014]Un objeto de la invención es proporcionar un invernadero que pueda funcionar en un estado esencialmente cerrado permitiendo mantener las condiciones de cultivo durante una parte esencial del año dada una cierta capacidad de condensación instalada, y cuando la capacidad de condensación instalada es insuficiente, permitir operarlo en un estado semicerrado bajo un consumo de energía eficiente. Otro objeto de la invención es proporcionar un sistema de climatización que pueda funcionar a bajas temperaturas aguas abajo del condensador (por consiguiente, deshumidificación profunda), que permita una reducción del número de unidades de climatización en comparación con los sistemas de la técnica anterior, mientras que al mismo tiempo mantenga la posibilidad de alcanzar la temperatura y la humedad deseadas del aire del invernadero reciclado.
[0015]Otro objeto más es evitar el riesgo de condensado presente en el flujo de aire después del acondicionamiento, que regresa a la zona de cultivo.
[0016]Por consiguiente, la invención proporciona un invernadero para el cultivo de plantas, que comprende una zona de cultivo para cultivar cultivos,
un sistema de climatización para controlar el clima interior del invernadero en la zona de cultivo, donde el sistema de climatización comprende
un condensador para deshumidificar aire del invernadero que tiene, en el lado del aire, una entrada de aire para suministrar aire del invernadero y una salida de aire para descargar aire deshumidificado y, en el lado del líquido, una entrada de líquido para suministrar un flujo de líquido acuoso y una salida de líquido para descargar un flujo de líquido acuoso sometido a intercambio de calor en el condensador; y
un intercambiador de calor de aire de invernadero para el intercambio de calor entre aire de invernadero derivado de la zona de cultivo aguas arriba de la entrada de aire del condensador y en el condensador aire de invernadero deshumidificado aguas abajo de la salida de aire del condensador, que comprende una entrada de aire del aire de invernadero procedente del clima interior del invernadero, donde la entrada de aire está conectada a la entrada de aire del condensador a través del intercambiador de calor de aire de invernadero, y una descarga de aire del aire de invernadero deshumidificado y sometido a intercambio de calor, donde la salida de aire del condensador está conectada a la descarga de aire a través del intercambiador de calor de aire de invernadero
una primera derivación controlable para permitir que el aire de invernadero evite el intercambiador de calor de aire de invernadero;
un ventilador controlable configurado para generar un flujo de aire de invernadero a través del intercambiador de calor de aire de invernadero y el condensador,
una cámara de mezcla en comunicación fluida con la descarga de aire del intercambiador de calor de aire de invernadero y en comunicación fluida con la zona de cultivo para introducir aire de invernadero y que tiene una entrada controlable para introducir aire ambiente procedente del ambiente exterior del invernadero, y una salida de aire en comunicación fluida con la zona de cultivo; y un ventilador controlado en la salida para generar un flujo de aire de la cámara de mezcla a la zona de cultivo del invernadero.
[0017]El invernadero según la invención comprende una zona de cultivo, donde se cultivan plantas, y un sistema de climatización configurado para ajustar el aire interior de invernadero a unas condiciones predeterminadas mediante un condensador, un intercambiador de calor de aire de invernadero, que puede desviarse al menos parcialmente, una cámara de mezcla, en caso necesario con una alimentación de aire ambiente procedente del exterior del invernadero, y medios de bombeo adecuados para establecer los diversos flujos, tales como ventiladores. Los diversos componentes están conectados mediante conductos, provistos de sensores y válvulas de control adecuadas y similares. Un sistema de control está presente para controlar los componentes y las válvulas del sistema y está conectado operativamente a los mismos.
[0018]Normalmente, el aire interior de invernadero se extrae de la sección de cultivo, al menos una parte del cual pasa al intercambiador de calor de aire de invernadero, que preferentemente tiene una configuración en contraflujo. En el intercambiador de calor de aire de invernadero, el aire de invernadero entrante transfiere calor al aire de invernadero deshumidificado saliente, que ha sido sometido a condensación en el condensador. El flujo de aire a través del intercambiador de calor de aire de invernadero y el condensador se determina mediante el ventilador controlable, por ejemplo, en la entrada de aire o en la salida de aire del intercambiador de calor de aire de invernadero, y la derivación controlable sobre el intercambiador de calor de aire de invernadero. La derivación controlable puede disponerse en la alimentación del intercambiador de calor, en la descarga del mismo, o tanto en la alimentación como en la descarga.
[0019]El aire deshumidificado y sometido a intercambio de calor que sale del intercambiador de calor de aire de invernadero se alimenta a la cámara de mezcla, normalmente mediante un distribuidor de aire dispuesto en el interior de la cámara de mezcla. El aire de invernadero procedente de la zona de cultivo que evita el conjunto de intercambiador de calor y condensador y el aire de invernadero sometido a intercambio de calor que se somete a condensación se mezclan en la cámara de mezcla. La cámara de mezcla está provista de una salida configurada para devolver el aire de la cámara de mezcla a la zona de cultivo. Este flujo de aire de retorno se determina por el ventilador controlado en la salida. El condensador está normalmente configurado para enfriar profundamente el aire del invernadero y, de esta manera, deshumidificar el aire de invernadero. La humedad del aire de invernadero que regresa a la zona de cultivo puede ser demasiado baja para los cultivos que se están cultivando. En tal situación, ventajosamente, el aire de invernadero deshumidificado y sometido a intercambio de calor se mezcla con aire de invernadero que evita el conjunto de intercambiador de calor y condensador en lugar de ajustar el funcionamiento del condensador. Esto permite mantener el condensador en su modo de funcionamiento energéticamente eficiente, mientras que la humedad del aire que regresa a la zona de cultivo se determina ajustando el ventilador controlado en la salida y/o el ventilador controlable que extrae aire de invernadero en el conjunto de intercambiador de calor de aire de invernadero y condensador que determinan los flujos respectivos. La cámara de mezcla también está provista de una entrada controlada para introducir aire ambiente del ambiente exterior a la cámara de mezcla.
[0020]Antes de entrar en el condensador, que preferentemente tiene una configuración en contraflujo, el aire de invernadero que se va a deshumidificar se enfría previamente en el intercambiador de calor de aire de invernadero contra el flujo de aire de invernadero deshumidificado que regresa del condensador, el aire de invernadero deshumidificado que se precalienta de este modo. El intercambiador de calor de aire de invernadero, que preferentemente también tiene una configuración en contraflujo, es capaz de extraer aproximadamente el 35-50 % del frío necesario para la deshumidificación mediante el precalentamiento del aire de invernadero deshumidificado que regresará al interior del invernadero a través de la cámara de mezcla. Esto permite una reducción similar del condensador y de la capacidad de enfriamiento del mismo.
[0021]De este modo, en el intercambiador de calor de aire de invernadero, la temperatura del aire de invernadero tras la condensación se aproxima de nuevo a la temperatura de la sección de cultivo del invernadero y fluye a través de la cámara de mezcla sin introducción de aire ambiente fresco de regreso a la zona de cultivo. Esto permite ajustar el nivel de CO2, la temperatura y la humedad a sus valores óptimos para ese momento, sin pérdidas de CO2 al ambiente, mientras que al mismo tiempo el consumo de energía se mantiene bajo. El calor que llega a estar disponible en el condensador puede reutilizarse para fines de calentamiento, por ejemplo, mediante una bomba de calor. El condensado (agua) también puede reutilizarse en la sección de cultivo.
[0022]Normalmente, la capacidad de condensación instalada es suficiente para hacer funcionar el invernadero manteniendo un nivel deseado de temperatura, humedad y dióxido de carbono en un estado cerrado durante un periodo principal de un año, es decir, sin ventilar aire de invernadero al ambiente a propósito ni introducir aire fresco del ambiente. Sin embargo, en momentos en los que la capacidad de condensación instalada es insuficiente, el invernadero funciona en una condición semicerrada, donde parte del aire de invernadero debe ventilarse y sustituirse por aire fresco del exterior. Normalmente, en una situación de este tipo, la temperatura del aire ambiente es superior a la temperatura deseada para introducirlo en la zona de cultivo. A continuación, el aire ambiente se introduce en la cámara de mezcla de forma controlada y se mezcla con el aire de invernadero deshumidificado y sometido a intercambio de calor para luego alimentarlo como un flujo mixto a la zona de cultivo. Si el aire ambiente está demasiado caliente, entonces se permite que una parte del aire de invernadero derivado de la zona de cultivo evite el intercambiador de calor de aire de invernadero y se alimente directamente al condensador y/o se permite que el aire de invernadero tras la condensación evite el intercambiador de calor de aire de invernadero y se alimente directamente a la descarga de aire del intercambiador de calor. De este modo, el aire deshumidificado no se recalienta completamente en el intercambiador de calor de aire de invernadero y se utiliza para enfriar el aire ambiente caliente que se introduce en la cámara de mezcla, al tiempo que se reduce la humedad del aire de invernadero reciclado. El recalentamiento parcial del aire de invernadero enfriado a la salida del condensador sigue siendo necesario con el fin de evitar la condensación tras la mezcla con aire ambiente de mayor temperatura y humedad.
[0023]En una realización preferida, la derivación está dispuesta en el lado de descarga del intercambiador de calor, en otras palabras, aguas abajo del condensador. En la práctica puede resultar beneficioso dejar pasar un flujo parcial del aire deshumidificado aguas abajo del condensador directamente a la cámara de mezcla. Incluso así se evita la condensación en la cámara de mezcla. En particular, cuando el invernadero no puede funcionar en una condición completamente cerrada y, por lo tanto, se ventila parte del aire de invernadero y se introduce aire ambiente para sustituir la cantidad ventilada, mientras se mantienen las condiciones adecuadas (casi óptimas), también se evita la condensación si este flujo parcial de aire deshumidificado pasa a la alimentación de aire ambiente. El aire ambiente está seco y no formará condensado cuando se mezcle con el aire frío deshumidificado que se deriva directamente del condensador.
[0024]Los diversos flujos, en particular las relaciones de mezcla adecuadas del aire de invernadero que evita el conjunto, el aire de invernadero deshumidificado y el aire exterior fresco opcional, se controlan mediante el ventilador situado en la salida de la cámara de mezcla a la zona de cultivo, el ventilador controlable asociado con el conjunto del intercambiador de calor de aire de invernadero y el condensador y las diversas válvulas de aire ambiente y aire de invernadero. Ajustando adecuadamente estos flujos, las condiciones casi óptimas se pueden establecer también en condiciones donde la capacidad de condensación instalada en sí es insuficiente para un funcionamiento completamente cerrado. En una realización ventajosa, el ventilador controlable está dispuesto en la salida del intercambiador de calor de aire de invernadero. En vista de la compacidad y accesibilidad del conjunto de intercambiador de calor de aire de invernadero y condensador, una posición preferida del ventilador controlable es en la entrada de aire del intercambiador de calor de aire de invernadero. Ambas posiciones permiten hacer funcionar el ventilador con aire que no está demasiado húmedo ni frío.
[0025]El número de unidades de climatización, en particular el número de condensadores e intercambiadores de calor de aire de invernadero asociados y la bomba de calor apropiada, se selecciona de tal manera que hasta con una determinada cantidad de incidencia de luz, el invernadero puede funcionar en un estado esencialmente cerrado. El aire mezclado en la cámara de mezcla se devuelve de la cámara de mezcla a la zona de cultivo mediante un ventilador y tubos de aplicación común situados por encima, en o debajo de los lechos o canaletas de cultivo en las secciones de cultivo.
[0026]En una realización, la descarga de aire del intercambiador de calor de aire de invernadero está conectada a un distribuidor de aire, colocado en la cámara de mezcla, para distribuir el aire de invernadero deshumidificado y sometido a intercambio de calor en la cámara de mezcla. Preferentemente, la entrada de aire del intercambiador de calor está colocada en una posición más alta que la entrada controlable para introducir aire ambiente, más preferentemente la entrada de aire está colocada por encima del distribuidor de aire. Ventajosamente, la salida de la cámara de mezcla está colocada por debajo de la entrada de aire del intercambiador de calor de aire de invernadero. Cada una de estas características contribuye a una mezcla adecuada del aire de invernadero reciclado, aire de invernadero condensado y sometido a intercambio de calor y aire ambiente, si lo hubiera, así como a evitar completamente el acceso de la zona de mezcla en la cámara de mezcla.
[0027]En una realización adicional, se proporciona un conducto de derivación adicional entre la entrada de aire y la descarga de aire del intercambiador de calor de aire de invernadero. Este conducto de derivación adicional puede igualar el flujo de aire de invernadero a través del conjunto de intercambiador de calor de aire de invernadero y condensador, en particular cuando hay un flujo parcial de aire de invernadero a través de la primera derivación controlada sobre el intercambiador de calor de aire de invernadero. El conducto de derivación de aire de invernadero entre la entrada y la salida de aire también aumentará la humedad a la salida de la cámara de mezcla cuando las unidades de climatización funcionen a bajas temperaturas aguas abajo del condensador, controlando con ello las condiciones deseadas de temperatura y humedad a la salida de la cámara de mezcla.
[0028]En una realización, el condensador y el intercambiador de calor de aire de invernadero está colocado dentro de la cámara de mezcla, siendo la cámara de mezcla preferentemente un espacio de trabajo y mantenimiento (llamado "pasillo") del invernadero, separado de la zona de cultivo. En los climas cálidos ya se utiliza un invernadero que tiene un pasillo de este tipo que también funciona como una cámara de mezcla para mezclar el aire de invernadero con el aire fresco del exterior. En estos pasillos de la técnica anterior, el aire exterior caliente puede enfriarse en paredes evaporativas (los llamados paneles evaporativos) antes de su introducción en el pasillo. En la invención, las propiedades del aire que se será devuelto desde el espacio de trabajo y mantenimiento al invernadero (de esta manera, la mezcla de aire del aire deshumidificado en el condensador del sistema de climatización para acondicionar el aire de invernadero según la invención y, opcionalmente, el aire ambiente) se controlan mediante el condensador y el intercambiador de calor de aire de invernadero, de esta manera, sin la necesidad de paneles evaporativos que aumentan la humedad del aire ambiente entrante. Como se ha explicado, en la invención, el aire de invernadero que se ha deshumidificado en el condensador no se calienta completamente a la temperatura predominante en la zona de cultivo mediante el intercambiador de calor de aire de invernadero, sino a una temperatura algo inferior. En caso de que la capacidad sea insuficiente, el aire deshumidificado se mezcla con el aire ambiente en la relación adecuada para conseguir una mezcla de aire que tiene la temperatura y la humedad deseadas que se devuelve a la zona de cultivo del invernadero.
[0029] En otra realización, el condensador y el intercambiador de calor de aire de invernadero están colocados fuera de la cámara de mezcla. En esta realización, el espacio para recibir el condensador de calor local y el intercambiador de calor de aire de invernadero puede diseñarse adecuadamente entre las columnas de soporte de techo, normalmente de acero, adyacentes a la pared de cabecera de panel (de vidrio), del invernadero. Normalmente, un invernadero tiene columnas de soporte de techo distribuidas uniformemente a lo largo de la pared de cabecera de panel (de vidrio), por ejemplo, separadas aproximadamente 8 m. La zona de cultivo entre columnas adyacentes se denomina "espalderas". En cada "espaldera" suele haber de 4 a 6 canaletas de cultivo. Las canaletas de cultivo están normalmente dispuestas perpendicularmente al panel de cabecera (de vidrio) dejando libre un hueco (aproximadamente de varias decenas de centímetros, tal como 30 cm). Este hueco podría utilizarse parcialmente de forma favorable para colocar el condensador, el intercambiador de calor de aire de invernadero y la cámara de mezcla del sistema según la invención, mientras que la entrada de aire ambiente del exterior a la cámara de mezcla puede disponerse en los paneles de vidrio adyacentes del invernadero. Ventajosamente, en esta realización, la cámara de mezcla también está provista de una entrada, preferentemente una entrada controlada, para la introducción directa de aire de invernadero. De este modo se aumenta la flexibilidad de control de los diversos flujos y, por tanto, la robustez del sistema para hacer frente a condiciones variables.
[0030] En una realización adicional, el invernadero comprende una bomba de calor configurada para enfriar el flujo de líquido acuoso que se ha sometido a intercambio de calor en el condensador, preferentemente hasta el punto de congelación del agua o inferior, que tiene una entrada de bomba de calor para introducir el flujo de líquido acuoso que se ha utilizado para el intercambio de calor en el condensador, y una salida de bomba de calor para descargar el flujo de líquido acuoso enfriado, donde la entrada de bomba de calor está conectada a la salida de líquido del condensador y la salida de bomba de calor está conectada a la entrada de líquido del condensador.
[0031] Preferentemente, el invernadero también comprende un almacenamiento para almacenar temporalmente el flujo de líquido acuoso enfriado y hielo que tiene una entrada de almacenamiento para suministrar el flujo de líquido desde la bomba de calor, cuya entrada de almacenamiento está conectada a la salida de la bomba de calor a través de un conducto intermedio; y una salida de almacenamiento para descargar un flujo de líquido acuoso, cuya salida de almacenamiento está conectada a la entrada de líquido del condensador a través de un conducto de suministro de líquido refrigerante acuoso.
[0032] En el condensador, el aire de invernadero aspirado desde el interior del invernadero se enfría con un fluido refrigerante acuoso, por ejemplo, con una temperatura inferior a 6 °C, preferentemente inferior a 1 °C, tal como aproximadamente 0 °C, de forma que el agua se condensa a partir del aire de invernadero, y el aire deshumidificado se devuelve al interior del invernadero. En su camino hacia el condensador, el aire de invernadero que se va a deshumidificar se enfría previamente en el intercambiador de calor de aire de invernadero contra el flujo de aire de invernadero deshumidificado que regresa del condensador, que se precalienta de este modo. El intercambiador de calor de aire de invernadero, que tiene preferentemente una configuración en contracorriente, es capaz de extraer aproximadamente el 35-50 % del frío necesario para la deshumidificación mediante el precalentamiento del aire deshumidificado que se devuelve al interior del invernadero. Esto permite una reducción similar de la capacidad del condensador y de la bomba de calor. La contribución de este intercambiador de calor de aire de invernadero puede aumentar si la temperatura del aire deshumidificado aguas abajo del condensador es inferior. Del mismo modo, si se reduce la temperatura del flujo de líquido acuoso circulante o se aumenta el flujo, aumenta la capacidad de deshumidificación general de la combinación de intercambiador de calor de aire de invernadero y condensador. Se puede lograr un aumento de aproximadamente el 50 % si la temperatura del flujo de líquido acuoso alimentado al condensador es de aproximadamente 1 °C o menos en lugar de los típicos 7 °C.
[0033] Ventajosamente, el condensador y el intercambiador de calor de aire de invernadero están configurados para deshumidificar profundamente el aire de invernadero, tal como por debajo de 8,5 g de agua/kg de aire, preferentemente por debajo de 6,5 g de agua/kg de aire, más preferentemente por debajo de 5,5 g de agua/kg.
[0034] El condensado se separa y se retira del condensador. El flujo de líquido acuoso después del contacto de intercambio de calor con el aire de invernadero en el condensador se enfría en la bomba de calor, a una temperatura igual o inferior al punto de congelación del agua. En caso de que el flujo de líquido acuoso consista únicamente en agua, el agua presente en el fluido refrigerante acuoso derivado del condensador se solidifica parcialmente obteniéndose así una mezcla de flujo de líquido acuoso y hielo, que se almacena temporalmente en el almacenamiento (almacenamiento intermedio o depósito). El flujo de líquido acuoso también puede estar compuesto por una mezcla de agua y un agente de reducción del punto de congelación adecuado, tal como glicol. En una realización de este tipo, el almacenamiento puede comprender una pluralidad de recipientes llenos de agua, que pueden ser congelados indirectamente por el flujo de líquido acuoso a través del intercambio de calor. Ejemplos de recipientes de este tipo son una pluralidad de bolas o cubos relativamente pequeños, por ejemplo, de plástico, que tienen suficiente flexibilidad y elasticidad para dar cabida al volumen aumentado cuando el agua del interior se convierte en hielo. Otro ejemplo de almacenamiento es un depósito de agua con tubos de intercambio de calor para distribuir el fluido acuoso. El flujo de líquido acuoso para el condensador se extrae del almacenamiento. La disminución de la temperatura del flujo de líquido acuoso circulante o el aumento del flujo en el condensador aumenta la capacidad general de deshumidificación de la combinación de intercambiador de calor de aire de invernadero y condensador sin haber aumentado el área superficial de intercambio de calor de estos intercambiadores.
[0035] El sistema según la invención utiliza ventajosamente la solidificación del agua/energía de fusión del hielo para almacenar energía en forma de frío en el almacenamiento temporal. Esto permite almacenar mucha más energía (frío) en el mismo volumen de líquido refrigerante acuoso que en los sistemas según la técnica anterior.
[0036] Los sistemas de invernadero cerrados conocidos hoy en día funcionan a temperaturas del agua de enfriamiento suministrada al condensador del orden de 7 °C y superiores. El agua de enfriamiento aguas abajo del condensador se encuentra a aproximadamente 17 °C. La diferencia entre el calor recuperado del aire de invernadero en el condensador que da lugar a un flujo de líquido que tiene una temperatura de aproximadamente 17 °C y la temperatura del agua de enfriamiento aguas abajo de la bomba de calor, normalmente de aproximadamente 7 °C, es de sólo 10 °C. Con respecto a la capacidad calorífica del agua que tiene una diferencia de temperatura de 10 °C entre el flujo entrante y saliente, el hielo puede almacenar aproximadamente 80 veces más energía.
[0037] En esta realización de la invención, el líquido refrigerante acuoso frío alimentado al condensador es inferior a 6 °C, preferentemente inferior a 1 °C. El intercambiador de calor/almacenamiento donde se genera el hielo puede ser un intercambiador de calor de contacto directo abierto. A diferencia de los sistemas de la técnica anterior, esta realización de la invención no requiere un intercambiador de calor adicional entre su almacenamiento y el suministro de líquido refrigerante acuoso enfriado al condensador. El uso de un acuífero requiere un intercambiador de calor adicional entre el acuífero y el suministro de agua fría, lo que suele provocar una pérdida de temperatura de aproximadamente 2 °C. De esta manera, en la técnica anterior, el almacenamiento a 6 °C da lugar a agua de enfriamiento a una temperatura de aproximadamente 8 °C que se dirige al condensador.
[0038] En esta realización de la invención, el almacenamiento de hielo, en cualquier forma como se ha explicado anteriormente, y líquido refrigerante acuoso frío es el componente que desacopla los requisitos de calor o función del clima interior de los requisitos de enfriamiento (frío) para la deshumidificación en el condensador. En una situación equilibrada, el requerimiento de calor del invernadero se deriva a través de la bomba de calor del frío necesario para la deshumidificación. El calor de condensación del aire húmedo se utiliza para calentar el invernadero. En caso de una mayor demanda para calentar el invernadero, la cantidad de hielo (la cantidad de frío) aumenta, mientras que a una mayor demanda de líquido refrigerante acuoso frío para deshumidificar el aire del invernadero, la cantidad de hielo se reduce. Debido a que las tarifas de energía durante las horas nocturnas son normalmente inferiores a las diurnas, se puede aprovechar para aumentar la cantidad de hielo durante esas horas nocturnas baratas. Durante las horas diurnas, el invernadero puede funcionar de una manera sustancialmente cerrada (sin ventilación forzada/controlada a través de ventanas abiertas) con unos costes energéticos razonables. Cuando se produce frío sin la necesidad directa de calentamiento, el exceso de calor producido por el sistema de bomba de calor se almacena, por poner un ejemplo, en un tanque de agua caliente o se enfría en un intercambiador de calor adicional, que podría ser un refrigerador con aletas de aire. El modo de funcionamiento óptimo es el resultado de la fase de crecimiento del cultivo, las condiciones meteorológicas previstas, el coste de la electricidad (precio al contado) y la disponibilidad de almacenamiento. El frío (energía) almacenado en el hielo puede utilizarse directamente para enfriar el líquido refrigerante acuoso que ha sido sometido a intercambio de calor en el condensador al hacer pasar este líquido refrigerante acuoso sobre o a través del recipiente de almacenamiento para el intercambio de calor con el hielo. El almacenaje intermedio de hielo/líquido refrigerante acuoso permite además ofrecer una alta capacidad máxima y responder adecuadamente a una mayor demanda de energía fría en vista de la deshumidificación durante las horas con alta incidencia de luz solar, sin la necesidad de disponer de un sistema de bomba de calor de una capacidad máxima igualmente elevada.
[0039] Esta realización de la invención permite satisfacer las demandas de energía requeridas también durante las horas punta sin la necesidad de una bomba de calor diseñada para satisfacer esta capacidad máxima y los correspondientes condensadores de gran tamaño.
[0040] El sistema de bomba de calor utilizado está configurado para transferir calor desde un lado de extracción de calor (donde se enfría el flujo de líquido acuoso) a un lado de liberación de calor que tiene una temperatura más alta. Una bomba de calor basada en la compresión, una bomba de calor basada en la absorción o una bomba de calor termoacústica son ejemplos adecuados.
[0041]Ventajosamente, el conducto de retorno de líquido refrigerante acuoso y el conducto de suministro de líquido refrigerante acuoso al condensador están conectados a través de un tercer conducto de derivación provisto de una válvula de mezcla con el fin de mezclar el flujo de líquido refrigerante acuoso del almacenamiento con el flujo de líquido acuoso sometido a intercambio de calor del condensador. La provisión de este tercer conducto de derivación permite reutilizar una parte del fluido refrigerante sometido a intercambiado de calor en el condensador sin más circulación sobre ni tratamiento de refrigeración en la bomba de calor y el almacenamiento en una situación donde los requisitos de deshumidificación son bajos, siempre que el flujo mezclado tenga una temperatura suficientemente baja (< punto de rocío del aire de invernadero) para forzar la condensación del agua del aire de invernadero en el condensador.
[0042]En una realización adicional, el conducto de retorno y el conducto de suministro de líquido refrigerante acuoso en el condensador están conectados entre sí mediante un cuarto conducto de derivación provisto de una válvula de derivación, estableciendo con ello un circuito de derivación sobre el condensador. Esta realización es útil si el condensador no se utiliza lo suficiente para igualar el frío producido por la bomba de calor. A continuación, el flujo de líquido refrigerante acuoso circula por la bomba de calor y el almacenamiento, aumentando así la cantidad de frío en forma de hielo.
[0043]Con el fin de derivar la bomba de calor, se proporciona ventajosamente un quinto conducto de derivación entre el conducto de retorno del flujo de líquido acuoso y el almacenamiento. Este modo de funcionamiento se aplica ventajosamente cuando el frío previamente almacenado del almacenamiento se consume cuando la bomba de calor está funcionando a su máxima capacidad o, por ejemplo, parada por mantenimiento.
[0044]Si el frío almacenado en el acumulador es insuficiente para proporcionar el flujo de líquido acuoso para el condensador con una temperatura baja adecuada, el almacenamiento se puede evitar (parcialmente). En vista de ello, ventajosamente se dispone una sexta derivación entre la descarga de la bomba de calor y la entrada de líquido del condensador.
[0045]Un aspecto adicional no según la invención se refiere a un procedimiento de funcionamiento del invernadero según la invención, donde si la capacidad de condensación de los condensadores es suficiente para mantener el clima interior del invernadero a un nivel predeterminado de temperatura, humedad y dióxido de carbono, el invernadero funciona en una condición cerrada sin introducción de aire ambiente a través de la entrada de aire ambiente en la cámara de mezcla, y si la capacidad de condensación de los condensadores es insuficiente para mantener el clima interior del invernadero a un nivel predeterminado de temperatura, humedad y dióxido de carbono, el invernadero funciona en una condición semicerrada con introducción de aire ambiente a través de la entrada de aire ambiente en la cámara de mezcla.
[0046]En otro aspecto más, la invención se refiere a un sistema de climatización para controlar el clima interior del invernadero en la zona de cultivo, tal como se ha explicado anteriormente.
[0047]La invención se ilustra en el dibujo adjunto, donde:
La Fig. 1 es una representación esquemática en vista lateral de una realización de un invernadero provisto de un sistema de climatización según la invención;
La Fig. 2 es otra vista lateral de la realización de la Fig. 1;
La Fig. 3 es una vista superior de la realización de la Fig. 1;
La Fig. 4 muestra una representación esquemática en vista lateral de otra realización de un invernadero provisto de un sistema de climatización según la invención;
La Fig. 5 es otra vista lateral de la realización de la Fig.4;
La Fig. 6 es una vista superior de la realización de la Fig. 4;
La Fig. 7 muestra una realización de un sistema de suministro de agua fría al condensador del sistema de climatización del invernadero según la invención; y
La Fig. 8 muestra una realización de un invernadero según la invención.
Las Fig. 9-10 muestran varias realizaciones de la derivación sobre el intercambiador de calor de aire de invernadero.
[0048]En las diversas Figuras, las mismas partes se indican con los mismos números de referencia.
[0049]Las Fig. 1-3 muestran una realización de un invernadero para el cultivo de plantas, el cultivo de flores, frutas y/o verduras que incluye un sistema de climatización según la invención. Un invernadero se indica en su totalidad mediante el número de referencia 10 y su periferia se representa mediante líneas de puntos. El invernadero 10 comprende una zona de cultivo 12 y un espacio de trabajo y mantenimiento ("pasillo") 14. La zona de cultivo 10 comprende una pluralidad de secciones de cultivo, cada una con su propio canalón y manguera perforada asociada (mostrada esquemáticamente como un rectángulo 16 en la Fig. 3 con su ventilador dedicado 17). El espacio 14 que tiene la función de cámara de mezcla está separado de la zona de cultivo 12 por una pared de separación 19 y delimitado además por un fondo 18, un techo 20 y una pared 22 lateral de panel de vidrio adyacente vertical y las paredes 24 y 26 de cabecera de panel de vidrio. El espacio 14 se extiende esencialmente a lo largo de toda la pared lateral 22. La pared de separación 19 está provista de una solapa abisagrada 28 en la parte superior que cubre una abertura 30 de entrada de la zona de cultivo 12 al espacio 14. En el espacio 14 se ha dispuesto un intercambiador de calor 32 de invernadero. El intercambiador de calor 32 tiene una entrada de aire 34 para introducir aire de invernadero del espacio 14, preferentemente dispuesta cerca de la abertura 30. En caso necesario, puede proporcionarse un conducto de alimentación 36 que se extiende de las proximidades de la abertura 30 a la entrada 34 de aire, tal como se muestra. El intercambiador de calor 32 también tiene una salida 38 de aire, por ejemplo, un conducto, provisto de una válvula de control 40 y una primera derivación 42 que tienen una válvula de control 44. La salida 38 de aire está conectada a la entrada 46 del condensador 48, donde el aire de invernadero derivado del intercambiador de calor 32 y, opcionalmente, de la derivación 42 se deshumidifica mediante enfriamiento con agua fría, que fluye desde un conducto de suministro 50 en una disposición en contracorriente a través del condensador 48 para regresar a un conducto 52. El aire deshumidificado fluye desde el condensador 48 a través de la salida 54 de regreso al intercambiador de calor 32, donde el aire deshumidificado es calentado por el aire de invernadero entrante. Se proporciona una primera derivación 55 controlable adicional que tiene una válvula de control 57 entre la salida 54 de aire del condensador 48 y una descarga 58 de aire del intercambiador de calor 32. En esta realización, el ventilador 56 en la descarga 58 de aire del intercambiador de calor 32 extrae el aire de invernadero a través del conjunto del intercambiador de calor 32 y condensador 48 y alimenta el aire deshumidificado sometido a intercambio de calor a un distribuidor 60 de aire. A una altura por debajo del distribuidor 60 de aire, un conducto 62 de entrada provisto de una válvula de control 64 para introducir aire del ambiente en el espacio 14 se dispone en la pared lateral 22. Si se abre la válvula de control 64, el aire fresco y el aire deshumidificado sometido a intercambio de calor, y parte del aire de invernadero reciclado que evita tanto el condensador 48 como al intercambiador de calor 32, se mezclan y son forzados a fluir por el ventilador 17 a través de la salida 65 hacia la zona de cultivo 12 a través de la manguera 16 respectiva. Como se aprecia, en el espacio 14, están dispuestos varios conjuntos de condensadores 48 e intercambiadores de calor 30-32 asociados y distribuidores 60 de aire, sirviendo cada conjunto a una pluralidad de ventiladores 17 y mangueras 16. Un controlador 100 ajusta los diversos flujos a través de las válvulas de control, preferentemente en función de las mediciones, por ejemplo, de sensores, de humedad, temperatura y nivel de dióxido de carbono.
[0050]Las Fig. 4-6 muestran otra realización de un invernadero provisto de un sistema de climatización según la invención. En esta realización, los conjuntos de intercambiador de calor 32 y condensador 48 están dispuestos por encima de las cámaras de mezcla 14, cada uno entre soportes 66 en la pared de cabecera 24. Los distribuidores 60 de aire están colocados dentro de la cámara de mezcla 14. La cámara de mezcla 14 está provista de una entrada 68 de aire de invernadero.
[0051]El agua condensada se recoge del condensador 48 en 69. Esta agua puede reutilizarse para regar los cultivos que crecen de la zona de cultivo 12.
[0052]La Fig. 7 muestra una realización de un suministro de agua fría a los condensadores 48 locales de un sistema 70 de bomba de calor central dispuesto para enfriar un flujo de líquido acuoso del condensador 48 a través de un conducto de retorno 52, y un almacenamiento 72 para mantener un volumen de líquido acuoso y hielo conectados al condensador a través del conducto de suministro 50.
[0053]En particular, en el lado del líquido (lado frío), el condensador 48 está conectado al conducto de suministro 50 para suministrar un flujo de un líquido acuoso, normalmente agua, por ejemplo, que tiene una temperatura inferior a 6 °C, preferentemente 1 °C o menos, y al conducto de retorno 52 para descargar el líquido acuoso sometido a intercambio de calor, por ejemplo, que tiene una temperatura de aproximadamente 5-15 °C. El flujo de líquido acuoso procede del almacenamiento 72, de donde sale con una temperatura de aproximadamente 0 °C. El conducto de suministro 50 está provisto de una bomba de suministro 74. El flujo de líquido acuoso que sale del condensador 48 se descarga a través del conducto de retorno 52 a la bomba de calor 70, y la mezcla de hielo y agua o la mezcla enfriada de agua y agente de congelación obtenida en el mismo se transfiere al almacenamiento 72 a través de una sección 76 intermedia de canal de líquido refrigerante acuoso. Una sección 78 de bucle puede proporcionarse entre el conducto de retorno 52 y el conducto de suministro 50 que permite, mediante una válvula de control 80 y una bomba de circulación 82, hacer circular el flujo de agua acuoso sobre el condensador 48. Asimismo, el flujo de líquido acuoso puede circular por la bomba de calor 70 y el almacenamiento 72 evitando el condensador 48 a través de una sección 84 de derivación dispuesta entre el conducto de suministro 50 y el conducto de retorno 52 provista de una válvula 86 de derivación. El sistema 70 de bomba de calor transfiere el calor extraído en su lado de extracción de calor del flujo de líquido acuoso en el circuito de líquido refrigerante acuoso a su lado de liberación de calor en un sistema 90 de calentamiento general del invernadero, tal como un sistema de carril de tubo que proporciona tanto una función de calentamiento como una función de transportador. Un enfriador 92, por ejemplo, un intercambiador de calor enfriado por aire se puede proporcionar para enfriar el medio de calentamiento que fluye por el sistema de calentamiento 90 mediante la bomba 94 de circulación de medio de calentamiento, en particular entre una línea de suministro 90a y una línea de retorno 90b.
[0054]La Fig. 8 muestra otra realización de un invernadero según la invención, donde el ventilador 56 controlable está dispuesto en el conducto de alimentación 36 al intercambiador de calor 32 de aire de invernadero. La derivación 42 sobre el intercambiador 32 está conectada con uno de sus extremos al conducto 36 aguas abajo del ventilador 56. El otro extremo que tiene una válvula de control 44 controlada por el controlador 100 está conectado al ducto de conexión que se extiende entre la salida 38 del intercambiador de calor 32 y la entrada 46 del condensador 48. Opcionalmente una derivación 55 controlable adicional que tiene una válvula de control 57 se dispone entre la salida 54 de aire del condensador 48 y la descarga 58 de aire del intercambiador de calor 32. El ventilador 56 aspira aire de invernadero y lo impulsa a través del intercambiador de calor 32 de aire de invernadero y la derivación 42 controlada. A continuación, el flujo combinado se somete a condensación en el condensador 48. El flujo de aire resultante de la condensación se recalienta en el intercambiador de calor 32 contra el aire de invernadero entrante. Opcionalmente, se permite que un flujo de aire parcial aguas abajo del condensador 48 evite el intercambiador de calor 32 a través de la derivación 55.
[0055]La Fig. 9 muestra otra realización de una derivación 55 sobre el intercambiador de calor 32 de aire de invernadero. Esta realización es principalmente similar a la de la Fig. 1, excepto que en el lado de alimentación del intercambiador de calor 32 y del condensador 48, la primera derivación 42 y las válvulas de control 44 y 40 están ausentes.
[0056]La Fig. 10 muestra otra realización más de una derivación 55 sobre el intercambiador de calor 32 de aire de invernadero aguas abajo del condensador 48. En esta realización, un flujo parcial de aire deshumidificado del condensador 48 pasa a través de la válvula de control 57 y la derivación 55 directamente a la cámara de mezcla, preferentemente a la entrada de aire ambiente (no mostrado). En esta realización, el ventilador 56 está dispuesto en el conducto de alimentación 36.
[0057]La Fig. 11 ilustra aún otra realización de una derivación 55 sobre el intercambiador de calor 32 de aire de invernadero aguas abajo del condensador 48, cuya realización es similar a la de la Fig. 9, salvo que el ventilador 56 está dispuesto en el conducto de alimentación 36.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Un invernadero (10) para el cultivo de plantas, que comprende
una zona de cultivo (12) para el cultivo de plantas,
un sistema de climatización para controlar el clima interior del invernadero en la zona de cultivo, donde el sistema de climatización comprende
un condensador (48) para deshumidificar aire de invernadero que tiene, en el lado del aire, una entrada (46) de aire para suministrar aire de invernadero y una salida (54) de aire para descargar aire deshumidificado y, en el lado del líquido, una entrada (50) de líquido para suministrar un flujo de líquido acuoso y una salida (52) de líquido para descargar un flujo de líquido acuoso sometido a intercambio de calor en el condensador; y
un intercambiador de calor (32) de aire de invernadero para el intercambio de calor entre aire de invernadero derivado de la zona de cultivo aguas arriba de la entrada de aire del condensador y en el condensador aire de invernadero deshumidificado aguas abajo de la salida de aire del condensador, que comprende una entrada (34) de aire del aire de invernadero procedente del clima interior del invernadero, donde la entrada (34) de aire está conectada a la entrada (46) de aire del condensador a través del intercambiador de calor de aire de invernadero, y una descarga (58) de aire del aire de invernadero deshumidificado y sometido a intercambio de calor, donde la salida (54) de aire del condensador está conectada a la descarga de aire a través del intercambiador de calor de aire de invernadero, una primera derivación controlable (42; 55) para permitir que el aire del invernadero evite el intercambiador de calor de aire de invernadero
un ventilador controlable (56) configurado para generar un flujo de aire de invernadero a través del intercambiador de calor de aire de invernadero y el condensador,
una cámara de mezcla (14) en comunicación fluida con la descarga de aire del intercambiador de calor de aire de invernadero y en comunicación fluida con la zona de cultivo para introducir aire de invernadero y que tiene una entrada controlable (62) para introducir aire ambiente del entorno exterior del invernadero, y una salida (65) para aire en comunicación fluida con la zona de cultivo; un ventilador controlado (17) en la salida para generar un flujo de aire de la cámara de mezcla a la zona de cultivo del invernadero.
2. El invernadero según la reivindicación 1, donde la primera derivación controlable (42) está conectada de forma fluida a la entrada de aire del condensador.
3. El invernadero según la reivindicación 1 o 2, donde la primera derivación controlable (55) se proporciona entre la salida de aire del condensador y la descarga de aire del intercambiador de calor de aire de invernadero.
4. El invernadero según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la descarga (58) de aire del intercambiador de calor de aire de invernadero está conectada a un distribuidor (60) de aire, colocado en la cámara de mezcla, para distribuir el aire de invernadero deshumidificado y sometido a intercambiado de calor en la cámara de mezcla.
5. El invernadero según la reivindicación 4, donde la entrada (34) de aire del intercambiador de calor de aire de invernadero está colocada en una posición más alta que la entrada controlable para introducir aire ambiente, preferentemente la entrada (34) de aire está colocada en una posición más alta que el distribuidor (60) de aire.
6. El invernadero según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la salida (65) de aire en comunicación fluida con la zona de cultivo está colocada por debajo de la entrada de aire del intercambiador de calor de aire de invernadero.
7. El invernadero según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el condensador (48) y el intercambiador de calor (32) de aire de invernadero están colocados dentro de la cámara de mezcla, siendo la cámara de mezcla preferentemente un espacio de trabajo y mantenimiento (denominado "pasillo") del invernadero.
8. El invernadero según cualquiera de las reivindicaciones 1 -6 anteriores, donde el condensador (48) y el intercambiador de calor (32) de aire de invernadero están colocados fuera de la cámara de mezcla, estando la cámara de mezcla preferentemente dispuesta en una pared de cabecera del invernadero, más preferentemente entre los postes (66) de soporte de cabecera.
9. El invernadero según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una bomba de calor (70) configurada para enfriar el flujo de líquido acuoso que se ha sometido a intercambio de calor en el condensador, preferentemente hasta el punto de congelación del agua o inferior, que tiene una entrada de bomba de calor para introducir el flujo de líquido acuoso que se ha utilizado para el intercambio de calor en el condensador, y una salida de bomba de calor para descargar el flujo de líquido acuoso enfriado, donde la entrada de bomba de calor está conectada a la salida de líquido del condensador y la salida de bomba de calor está conectada a la entrada de líquido del condensador.
10. El invernadero según la reivindicación 9, que comprende además un almacenamiento (72) para almacenar temporalmente el flujo de líquido acuoso enfriado y hielo, que tiene una entrada de almacenamiento para suministrar el flujo de líquido de la bomba de calor, cuya entrada de almacenamiento está conectada a la salida de la bomba de calor a través de un conducto intermedio (76) y una salida de almacenamiento para descargar un flujo de líquido acuoso, cuya salida de almacenamiento está conectada a la entrada de líquido del condensador a través del conducto (50) de suministro de líquido refrigerante acuoso.
11. El invernadero según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la zona de cultivo (12) comprende una pluralidad de secciones de cultivo (16), donde cada sección de cultivo está conectada al menos a un sistema de climatización.
12. El invernadero según la reivindicación 11, donde los condensadores de los sistemas de climatización están conectados a una única bomba de calor (70) según la reivindicación 9 y/o al almacenamiento (72) según la reivindicación 10.
13. El invernadero según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el ventilador controlable (56) está dispuesto aguas arriba del intercambiador de calor (32) de aire de invernadero, y la derivación controlable (42) está conectada en un extremo a la entrada de aire (34) del intercambiador de calor de aire de invernadero y en el otro extremo a la entrada (46) de aire del condensador (48).
14. Un sistema de climatización configurado para controlar el clima interior del invernadero en la zona de cultivo (12) en un invernadero según cualquiera de las reivindicaciones 1-13 anteriores.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2585014A (en) * 2019-06-24 2020-12-30 Gentle Green B V Structural arrangement, climate control system and method
CN113875461B (zh) * 2021-05-13 2023-02-14 山东建筑大学 一种适用于夏季温室大棚的苦咸水淡化系统
US11749989B2 (en) * 2021-09-09 2023-09-05 Local Bounti Operating Company, Llc Controlled environment agriculture electricity optimization

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5050390A (en) * 1984-04-16 1991-09-24 Geophysical Engineering Company Method of and means for controlling the condition of air in an enclosure
AU2004215035A1 (en) * 2003-02-28 2004-09-10 Delta S Technologies Limtied Improved efficiency dehumidifier drier with reversible airflow and improved control
FI20041572A (fi) * 2004-12-03 2006-06-04 Biolan Oy Kasvihuone, kasvihuoneen ilmastonsäätöjärjestelmä ja menetelmä kasvihuoneen ilmaston säätämiseksi
US8707617B2 (en) 2006-06-29 2014-04-29 Houweling Nurseries Oxnard, Inc. Greenhouse and forced greenhouse climate control system and method
US9730397B2 (en) * 2006-06-29 2017-08-15 Houweling Nurseries Oxnard, Inc. Greenhouse and forced greenhouse climate control system and method
PT2214471T (pt) * 2007-11-08 2021-01-07 State Of Israel Ministry Of Agriculture & Rural Development Agricultural Res Organization A R O Volc Método e sistema para aquecimento e desumidificação
CN201248293Y (zh) * 2008-06-26 2009-06-03 陈绍希 温室暖圈用机电一体化控温通风干燥节能装备
NL2003671C2 (nl) * 2009-10-19 2011-04-20 Level Holding Bv Inrichting voor klimaatbeheer van kassen.
GB201005445D0 (en) * 2010-03-31 2010-05-19 Seawater Greenhouse Ltd Humidified and cooled greenhouse
KR101229676B1 (ko) * 2011-04-27 2013-02-04 주식회사 경동나비엔 하이브리드 냉방 장치
EP2774478A1 (en) * 2013-03-07 2014-09-10 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO System and method for dehumidifying greenhouse air
NL2011217C2 (en) * 2013-07-25 2015-01-27 Vb Group B V Greenhouse having an air mixing chamber which is equipped with a heating unit at an ambient air inlet.
AT517237B1 (de) * 2015-07-21 2016-12-15 Michael Babeluk Kühl- und kondensationseinrichtung für ein gewächshaus
CN205540354U (zh) * 2016-01-28 2016-08-31 中国计量学院 一种太阳能空气集热器热性能检测用的空气控温控湿装置
NL2016574B1 (en) * 2016-04-08 2017-11-02 Hoeven J M Van Der Bv Process to reduce the temperature of a feed of air and greenhouse.
CN108064607A (zh) * 2016-11-10 2018-05-25 湖北绿安生物科技有限公司 空气水农业系统
CN107182635A (zh) * 2017-06-12 2017-09-22 兰州交通大学 一种日光温室除湿与通风换气系统

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