Invernadero, sistema de control de la climatización de un invernadero y procedimiento de control de la climatización de un invernadero.

Sistema para la regulación de la climatización de un invernadero por medio de agua de refrigeración,

comprendiendo el sistema un condensador (10),

unos medios (13) para conducir el agua de refrigeración al condensador,

una bomba (15) para conducir la mayor parte del agua desde el condensador de nuevo para su circulación a losmedios (13) para conducir agua de refrigeración al condensador y un ventilador (12) para transferir el airecaliente que se va a enfriar al condensador (10) caracterizado porque comprende además una salida (14) en elcondensador para retirar el agua calentada por el aire del invernadero del condensador (10) y del sistema denuevo a otro sistema de agua y porque la salida (14) también está destinada a retirar el agua condensada en elagua del aire del invernadero.

Invernadero, sistema de control de la climatización de un invernadero y procedimiento de control de la climatización de un invernadero.

Campo técnico

Esta invención comprende un invernadero, un sistema de control de climatización de invernadero y un procedimiento de control de climatización de invernadero.

Antecedentes técnicos En los invernaderos ya conocidos, la climatización se controla por medio de puertas de ventilación o ventiladores. En estos, el exceso de energía solar y el exceso de humedad se eliminan del invernadero por medio de la ventilación. En condiciones óptimas de cultivo, la temperatura es aproximadamente de 18ºC a 25ºC, la humedad del aire es aproximadamente del 70% al 90% y la concentración de dióxido de carbono superior a 1000 ppm. Las condiciones óptimas de cultivo requieren un buen control de la temperatura del aire, de la humedad y de la concentración de dióxido de carbono. Es obvio que esto no puede conseguirse en un invernadero abierto. Puesto que, en un invernadero abierto, la refrigeración se lleva a cabo por medio del aire exterior, la temperatura del invernadero especialmente, durante el mejor periodo de cultivo-, aumentará por encima del objetivo. En verano, el uso de dióxido de carbono en exceso (superior al nivel exterior de 350 ppm) no sirve puesto que el dióxido de carbono emitido puede salir del invernadero debido a la ventilación. Un invernadero abierto tampoco es deseable en cuanto al consumo de energía. Durante el día, se ventila el exceso de energía solar, mientras que por la noche es necesario calentar el invernadero. Además, debe llevarse a cabo una ventilación para eliminar la humedad en primavera y en otoño, lo que requiere calefacción adicional.

El aire interior está prácticamente aislado del aire exterior en un invernadero cerrado. No se deja entrar el aire exterior por las puertas de ventilación ni se insufla al invernadero con ventiladores, sino que el calor adicional es conducido al exterior de forma técnica y el dióxido de carbono que necesitan las plantas también se produce de forma técnica y su concentración se eleva preferentemente a un nivel de al menos 500 ppm a 1500 ppm. Se considera que un invernadero cerrado es la solución ideal para el cultivo de plantas porque la climatización puede controlarse de manera óptima para el cultivo de las plantas. El uso de los invernaderos cerrados no está extendido por el mal funcionamiento o los elevados costes de las soluciones anteriores.

Se han realizado varias patentes internacionales para un sistema de invernadero, en el cual el control climático se lleva a cabo por medio de un sistema cerrado. El documento WO 00/76296 presenta una solución que se basa en el uso de depósitos de agua subterránea. Esta solución es posible solo en casos limitados, ya que por lo general no hay cuencas de agua subterránea disponibles. Además, con el fin de disminuir la necesidad de agua de refrigeración, se usan acumuladores de calor de agua en este tipo de soluciones, en las que se acumula aproximadamente la mitad de la energía solar diaria para utilizarla en el calentamiento del invernadero durante la noche. Sin embargo, el tamaño de estos acumuladores de calor es grande -por ejemplo, aproximadamente 200 m3 para un invernadero de 1000 m2. Los costes de este sistema es una de las razones que se tienen que considerar, y no se ha utilizado generalmente en la práctica.

En la patente EP 0 517 432 A1, se presenta un acumulador de calor de este tipo en el que se recoge la energía solar diaria y de la cual se toma una parte por las noches para el calentamiento del invernadero y se conduce otra parte al aire más frío por la noche. En este caso, el tamaño del acumulador de calor tiene que ser aproximadamente de 400 m3 para un invernadero de 1000 m2. Debido al gran tamaño del acumulador de calor que se necesita, todo el sistema resulta caro y no se usa comúnmente.

Como técnica anterior, también se hace referencia a la patente US no 4.044.078, que presenta un aparato desarrollado para la refrigeración de depósitos, en el que se rocía agua fría desde arriba a través de una estructura de rejilla hacia un flujo de aire y el agua calentada se enfría con un enfriador externo. La velocidad de incidencia del aire y el agua es debida a que la estructura es muy pequeña, por lo que el aparato tendría que ser muy grande si se utilizara para la refrigeración de invernaderos. Además, el aparato no es adecuado para la condensación de la humedad en el aire, porque no hay ninguna salida de agua, solo una entrada. Debido a los datos antes mencionados, la solución no es adecuada para usar en invernaderos.

El documento US 2003/0188477 A1 contiene un sistema de refrigeración abierto convencional para invernaderos, en el que el aire exterior seco es conducido al sistema que se enfría junto con la evaporación de agua de una temperatura ambiente que se rocía en este. Debido a la forma en que se encuentran el aire y el agua, la velocidad es baja, lo que produce un intercambio de calor débil. Como el aire exterior se insufla en el sistema en el interior del invernadero, no es adecuado para la refrigeración de un invernadero cerrado. Tampoco se puede eliminar el exceso de humedad del invernadero por medio de este procedimiento, y la humidificación del aire que se debe insuflar en el interior aumenta la necesidad de eliminar la humedad del invernadero mediante ventilación.

El documento US no 4.707.995 comprende un sistema para el control de la humedad del aire y la temperatura del invernadero, cuya función se basa en el uso de agua salada para eliminar la humedad. Al igual que en la solución anterior, el aire se transporta mediante el rociado de agua y el agua tratada se recoge y se recupera fuera del aparato. El aparato no es generalmente adecuado para la refrigeración de los invernaderos o la eliminación de la humedad.

Una solución similar se presenta en la publicación japonesa 4148123 A 19920521. El agua se rocía desde arriba y también se proporcionan dispositivos de ventilación en el aparato y el aire que estos insuflan está destinado a entrar en contacto de intercambio de calor con el agua rociada.

Asimismo, en la publicación japonesa 2104222 A 19900417, se usa el intercambio de calor entre el agua y el aire para refrigerar el aire en los invernaderos. El aparato comprende un intercambiador de calor que funciona con el agua subterránea fría con la que el invernadero se refrigera desde arriba durante las noches por medio de aire de entrada y la humedad se elimina desde el extremo inferior del dispositivo. La eficiencia del sistema no es suficiente para eliminar el calor diario de un invernadero cerrado.

Objeto de la invención El objeto de esta invención es un invernadero y un procedimiento, que pueden realizarse en diferentes entornos, especialmente, como una aplicación cerrada-, y por medio de los cuales las inversiones adicionales necesarias para un invernadero cerrado son solo una pequeña parte en comparación con las soluciones anteriormente descritas.

Sumario de la invención La invención se refiere a un sistema para controlar la climatización de un invernadero por medio de agua de refrigeración, como se reivindica en la reivindicación 1. El sistema comprende un condensador, unos medios para conducir el agua de refrigeración al condensador y una salida en el condensador para conducir el agua calentada por el aire del invernadero fuera del condensador. Se caracteriza principalmente por que comprende además una bomba para conducir la parte principal del agua desde el condensador de nuevo a los medios para su circulación y un ventilador para transferir al condensador el aire caliente que se va a enfriar.

La invención se refiere también a un invernadero con un sistema para el control de la climatización del invernadero por medio de agua de refrigeración, comprendiendo el sistema un condensador, unos medios para conducir el agua de refrigeración al condensador y una salida en el condensador para conducir el agua calentada por el aire del invernadero fuera del condensador como se reivindica en la reivindicación 14. El sistema en el invernadero comprende, además, una bomba que conduce el agua desde el condensador de vuelta principalmente a los medios para su circulación.

El procedimiento de la invención para controlar la climatización de un invernadero está conectado a un sistema que comprende un condensador, unos medios para conducir el agua de refrigeración al condensador y una salida para evacuar del condensador el agua calentada por el aire del invernadero en el condensador, como se reivindica en la reivindicación 16. En las etapas del procedimiento, el agua de refrigeración se introduce en el condensador desde el cual se permite... [Seguir leyendo]

1. Sistema para la regulación de la climatización de un invernadero por medio de agua de refrigeración, comprendiendo el sistema un condensador (10) ,

unos medios (13) para conducir el agua de refrigeración al condensador,

una bomba (15) para conducir la mayor parte del agua desde el condensador de nuevo para su circulación a los medios (13) para conducir agua de refrigeración al condensador y un ventilador (12) para transferir el aire caliente que se va a enfriar al condensador (10) caracterizado porque comprende además una salida (14) en el condensador para retirar el agua calentada por el aire del invernadero del condensador (10) y del sistema de nuevo a otro sistema de agua y porque la salida (14) también está destinada a retirar el agua condensada en el agua del aire del invernadero.

2. Sistema según la reivindicación 1 caracterizado porque el sistema comprende además un depósito de agua, tal como un sistema de agua o un río, desde el cual el agua es conducida hasta el condensador (10) .

3. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque los medios (13) destinados a conducir agua de refrigeración se encuentran en el extremo superior del condensador.

4. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el ventilador (12) que pertenece al sistema está dispuesto para insuflar aire caliente al extremo inferior del condensador

5. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque comprende además un evaporador (16) ,

unos medios (18) para transferir al evaporador (16) el agua calentada por el calor incluido en el agua calentada por el aire del invernadero, y

unos medios (19) para conducir el agua enfriada en el evaporador (16) al circuito de agua del sistema para ser calentada por medio del calor contenido en el agua calentada por el aire del invernadero procedente del condensador (10) .

6. Sistema según la reivindicación 5, caracterizado porque comprende además un ventilador (17) para transferir el aire exterior al evaporador (16) .

7. Sistema según las reivindicaciones 5 o 6, caracterizado porque están previstos unos medios (18) para conducir el agua calentada del aire del invernadero que procede del condensador (10) al evaporador (16) para enfriar el agua de inmediato por medio del aire exterior, de modo que un flujo de aire recibido del lado exterior fluya contra el flujo de agua en el evaporador (16) , y una bomba (19) para conducir el agua enfriada en el condensador (16) a los medios (13) en el condensador (10) .

8. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque la bomba (15) conectada al condensador (10) está destinada a conducir el agua acumulada en la parte inferior del condensador (10) al evaporador (16) .

9. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizado porque el evaporador está provisto de una entrada de agua.

10. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9, caracterizado porque está previsto un intercambiador de calor intermedio (31) entre el evaporador (16) y el condensador (10) para enfriar el agua procedente del condensador (10) y para calentar el agua que se dirige al evaporador (16) , separando el intercambiador de calor intermedio (31) los circuitos de agua del condensador (10) y del evaporador (16) entre sí, de modo que el agua procedente del condensador calentada allí por el aire del invernadero ha sido conducida a través del intercambiador de calor intermedio a los medios (13) en el condensador (10) enfriada por el agua que circula en el evaporador y el agua procedente del evaporador enfriada en su interior por el aire exterior ha sido conducida mediante el intercambiador de calor intermedio a los medios (13) del evaporador (16) calentado por el agua que circula en el condensador.

11. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 10, caracterizado porque está previsto, además, un intercambiador de calor intermedio entre el depósito de agua y el condensador (10) para enfriar el agua procedente del condensador (10) y conducirla al condensador.

12. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el recubrimiento del condensador está fabricado por una película o un tejido.

13. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque la pared del invernadero forma parte de la estructura del sistema.

14. Invernadero provisto de un sistema para regular la climatización del invernadero por medio de agua de 5 refrigeración según la reivindicación 1, comprendiendo el sistema un condensador (10) ,

unos medios (13) para conducir el agua de refrigeración al condensador,

una bomba (15) para conducir la mayor parte del agua del condensador para su circulación a los medios (13) para conducir agua de refrigeración al condensador,

caracterizado porque el sistema comprende además una salida (14) en el condensador para eliminar el agua 15 calentada en el condensador del aire del invernadero del condensador (10) y del sistema a otro sistema de agua y porque la salida (14) también está destinada a extraer el agua condensada en el agua del aire del invernadero.

15. Invernadero según la reivindicación 14, caracterizado porque el sistema presenta las características según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14. 20

16. Procedimiento para la regulación de la climatización de un invernadero, estando dicho invernadero conectado a un sistema según la reivindicación 1, comprendiendo el sistema un condensador (10) , unos medios (13) para conducir agua de refrigeración al condensador y una salida (14) en el condensador para evacuar del condensador

(10) el agua calentada por el aire del invernadero, introduciendo agua de refrigeración en el condensador (10) desde 25 el cual es conducida hasta que se encuentra con el aire introducido en el condensador (10) para enfriar el mismo,

a) el agua calentada por el aire de invernadero es evacuada del condensador (10) ,

b) la mayor parte del agua que se va a retirar del invernadero es conducida al extremo superior del condensador 30 (10) para que circule hacia la etapa a) ,

caracterizado porque comprende la etapa de retirar el agua regulada según la cantidad procedente de una fuente de agua externa u otra fuente de agua del sistema hacia otro sistema de agua mediante una salida (14) situada en el extremo inferior del condensador y porque también el agua condensada del aire del invernadero en agua es evacuada del extremo inferior del condensador (10) .

17. Procedimiento según las reivindicaciones 15 o 16, caracterizado porque el aire caliente del invernadero se insufla en el condensador (10) .

18. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 17, caracterizado porque el agua de refrigeración se introduce en la etapa a) desde un depósito de agua situado fuera del invernadero.

19. Procedimiento según la reivindicación 18, caracterizado porque el agua de refrigeración se introduce en la etapa a) desde un evaporador (16) conectado al condensador. 45

20. Procedimiento según la reivindicación 19, caracterizado porque el aire exterior es insuflado al evaporador (16) o succionado en éste y el agua calentada en el condensador (10) es conducida al evaporador desde el cual se encuentra, cuando se desplaza hacia abajo, con el aire exterior introducido en el evaporador (16) para enfriar el agua del evaporador.

21. Procedimiento según la reivindicación 19 o 20, caracterizado porque el agua acumulada en la parte inferior del condensador (10) es conducida al evaporador (16) .

22. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 19 y 20, caracterizado porque la acumulación de agua 55 en la parte inferior del evaporador (16) es conducida al condensador (10) .

23. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 20 o 22, caracterizado porque el agua que sale del condensador (10) se enfría y el agua que se dirige al evaporador (16) es calentada por medio de un intercambiador de calor intermedio (31) ubicado entre el evaporador (16) y el condensador (10) .

24. Procedimiento según la reivindicación 23, caracterizado porque los circuitos de agua del condensador (10) y el evaporador (16) están separados entre sí por medio de un intercambiador de calor intermedio (31) ubicado entre el evaporador (16) y el condensador (10) para enfriar el agua que sale del condensador (10) y para calentar el agua que se dirige al evaporador (16) , de modo que en el circuito de agua del condensador

el agua procedente del condensador (10) calentada allí por el aire del invernadero es conducida a los medios (13) en el condensador (10) enfriado por el agua que circula en el evaporador y en el circuito de agua del evaporador

el agua procedente del evaporador (10) enfriada allí por el aire exterior es conducida a los medios (18) en el evaporador (16) calentado por el agua que circula en el condensador.