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Fluidi termochimici nell'agricoltura in serra

Soluzione 1

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Controllo dell'umidità, riscaldamento e raffreddamento in un unico sistema attraverso un unico processo

• Utilizzo di fluidi termochimici TCF (soluzione acquosa con MgCl2) per la deumidificazione e il riscaldamento dell'aria in serre chiuse.
• Iniezione dell'aria condizionata direttamente nelle zone di coltura.
• Risparmio energetico dovuto alla riduzione delle dispersioni termiche nell'ambiente e al recupero del calore latente dall'aria umida.
• Combinazione ad effetto evaporativo per un più efficace raffreddamento durante i periodi caldi.

Descrizione

La riduzione del consumo energetico e allo stesso tempo l'aumento dell'utilizzo di energie rinnovabili nell'agricoltura in serra è uno degli obiettivi principali di TheGreefa.

La produzione di ortaggi in serra nei paesi dell'Europa centrale e settentrionale è caratterizzata da un input energetico diretto molto intenso e differisce in modo significativo dal sistema di produzione nei paesi del sud dell'UE. Nell'Europa centrale e settentrionale, oltre il 99% del consumo energetico diretto è dovuto al riscaldamento, alla ventilazione e alla circolazione dell'aria.

Principi
La riduzione dell'energia necessaria per il riscaldamento viene raggiunta in TheGreefa facendo ricircolare l'aria all'interno della serra evitando il ricambio con l'aria esterna. Allo stesso tempo, il calore latente dell'aria umida viene riconvertito in calore sensibile utilizzato per riscaldare l'ambiente.

In TheGreefa, la serra non necessita di regolare l'umidità aprendo le finestre: il TCF rimuove l'eccesso di umidità prodotto dalla traspirazione delle piante, le perdite di energia termica possono essere fortemente ridotte. Allo stesso tempo, il vapore acqueo dell'aria (umidità) si condensa durante il processo di assorbimento liberando calore utile.

Oltre al processo di assorbimento, TheGreefa studia e testa diversi sistemi di distribuzione dell'aria con lo scopo di fornire alle serre aria trattata solo intorno alle colture. Questa soluzione permette di risparmiare energia, perché non è più necessario trattare l'aria dell'intera serra per raggiungere le condizioni richieste dalle colture, ma solo l'aria sopra le colture stesse.

Durante le calde giornate estive, l'umidità viene comunque rimossa dal TCF all'interno dello stesso sistema. L'aria essiccata passa quindi attraverso una superficie bagnata e viene raffreddata per effetto evaporativo.

Principali componenti
Assorbitore
Il componente principale del sistema di climatizzazione è uno „scrubber” in plastica (assorbitore), dove l'aria e il TCF fluiscono in controcorrente. L'assorbitore è riempito materiale plastico di riempimento che aumenta la superficie e il tempo di contatto tra l'aria e il TCF, consentendo il processo di assorbimento. L'umidità dell'aria viene controllata impostando la concentrazione TCF, mentre la temperatura dell'aria impostando la temperatura TCF.

De-assorbitore
Il de-assorbitore è realizzato come l’assorbitore, ma viene utilizzato per rigenerare il TCF, quindi per aumentare la concentrazione di sale nel TCF. L'acqua che evaporata passa dal TCF all’aria e viene rilasciata nell'atmosfera.

Stoccaggi stagionali
I grandi vantaggi di TheGreefa sono gli stoccaggi. L'energia rinnovabile viene utilizzata per rigenerare il TCF e viene stoccata in forma di soluzione salina concentrata (TCF) : puo’ essere quindi stoccata per lungo tempo e trasportata su lunghe distanze senza degrado nelle sue proprietà. Lo stoccaggio deve essere resistente alla corrosione, ad esempio di materiale plastico e non richiede alcun design specifico.

Iniezione d’aria
Sono state testate diverse soluzioni per i sistemi di iniezione d’aria:
• Iniezione sotto i tavoli nel caso in cui le colture crescano sui tavoli (disegno 1),
• Iniezione laterale con copertura sopra le colture (disegno 2),
• Iniezione d'aria attraverso le colture (disegno 3).