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Fluidi termochimici nell'agricoltura in serra

Serra in Tunisia

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Il secondo prototipo di TheGreefa si trova presso le strutture di ricerca del Partner INRGREF a Tunisi. Questo dimostratore situato in clima mediterraneo si concentra sulla combinazione di efficienza idrica ed energetica.

Descrizione

L'istituto di ricerca governativo si focalizza sulle strategie di approvvigionamento idrico nelle aree rurali della Tunisia. Il business delle serre è un settore agricolo emergente nel paese, soprattutto nelle zone costiere. Tuttavia, è influenzato dalle crescenti correnti d'aria e dall'intrusione di acqua di mare nelle falde acquifere sotterranee della terra costiera.

Una serra con circolazione interna dell'acqua basata sull'evaporazione e la condensazione dell'acqua ha il potenziale per rendere l'attività più indipendente. Ciò consentirà di ridurre il fabbisogno di acqua dolce e, potenzialmente, consentirà anche di continuare a utilizzare l'acqua di falda salina miscelandola con la condensa.

Il controllo del clima di una serra chiusa è completamente diverso rispetto alle serre standard. In una serra aperta, la radiazione solare viene principalmente convertita in calore latente e viene recuperata come aria umida e leggermente riscaldata dallo scambio d'aria con l'ambiente. Il principale trasferimento di calore è la convezione. Ciò significa anche che tutta l'acqua evaporata dalle piante viene persa nell'ambiente.

In una serra chiusa, la maggior parte dell'energia termica viene rilasciata per trasmissione attraverso la copertura della serra. In questo modo, il vapore acqueo viene trattenuto all'interno e sarà riconvertito in acqua per condensazione.

Per evitare il surriscaldamento in questa situazione, il nuovo prototipo verrà utilizzato per testare e valutare le seguenti funzioni:

• Aumento della superficie della serra per un migliore trasferimento di calore mediante l'aggiunta di un ciclo scambiatore di calore aria-aria.
• Miglioramento del suolo per immagazzinare passivamente il calore nel terreno dal giorno alla notte.
• Trasferimento attivo del calore ad un stoccaggio di calore giorno / notte mediante un sistema di assorbimento con calore diretto e trasferimento di calore ottenuto termochimicamente. Il fluido termochimico concentrato consente l'ottimizzazione del trasferimento di calore latente, poiché il cambiamento di fase tra il vapore acqueo nell'aria della serra e l'acqua può essere ottenuto a temperature più elevate e velocità di trasferimento totali più elevate.
• Rigenerazione (riconcentrazione) del fluido termochimico mediante l'utilizzo di diverse fonti di calore (1) calore dalla serra e (2) calore aggiuntivo da collettori solari esterni.

Ulteriori potenzialità dei sistemi sono:

• Fonti di calore esterne, poiché il calore residuo dei processi industriali o dell'energia solare concentrata (CSP) può essere potenzialmente utilizzato per il processo di rigenerazione e contribuisce anche ai servizi di raffreddamento, poiché il raffreddamento a secco viene sostituito dal raffreddamento evaporativo in un sistema di tubi di calore.
• Una serra chiusa necessita di fornitura di CO2 ma consente anche un uso molto efficiente della CO2 accumulata a livelli di concentrazione maggiori, migliorando così la fotosintesi delle piante.
• Una serra chiusa consente un migliore controllo dei parassiti, poiché gli insetti non possono entrare. Lo sviluppo di malattie fungine può essere controllato mediante miglioramenti dei metodi di deumidificazione dell'aria.