Ciecze termochemiczne w uprawie szklarniowej

Program pracy
LC-FNR-06-2020 Defosforyzacja rolnictwa – rozwiązania i ścieżki prowadzące do rolnictwa wolnego od kopalnej energii

Październik 2020
Miesiąc rozpoczęcia

4,6 mln euro
Koszt projektu

101000801
Numer projektu

12 partnerów
Konsorcjum

44 miesiące
Czas trwania projektu

4 mln euro
Finansowanie UE

Ogólna koncepcja projektu opiera się na innowacyjnym wykorzystaniu procesów absorpcyjnych w klimatyzacji szklarniowej (określanej również jako klimatyzacja sorpcyjna). Koncepcja ta jest realizowana z wykorzystaniem właściwości higroskopijnych płynnego roztworu soli, zwanego termochemicznym płynem nośnym (TCF), który ma zdolność do zapewnienia wielu funkcji i usług, takich jak ogrzewanie, chłodzenie i odwilżanie w ramach jednego urządzenia, zwanego absorberem. Wodny roztwór chlorku magnezu (MgCl₂) okazał się bardziej odpowiedni (wydajność/koszt) do kontroli powietrza w szklarniach (patrz projekt H2020 H-Disnet, (GA 695780).

Kiedy TCF o wysokiej koncentracji czynnika higroskopijnego wchodzi w kontakt z wilgotnym powietrzem wytwarzanym przez transpirację roślin w szklarni, absorbuje część wilgoci z powietrza uwalniając ciepło utajone wilgoci w postaci ciepła jawnego, ok. 1 tona wilgoci z powietrza zaabsorbowana w TCF w postaci wody, zgodnie z energią przemiany fazowej uwalnia 680 kWh ciepła (prawa część poniższej grafiki). Pobór wody powoduje rozcieńczenie TCF.

Gdy TCF zostanie rozcieńczona do pewnego stopnia, proces nie może być kontynuowany i TCF musi zostać zregenerowana. Zaabsorbowana woda musi zostać ponownie wyparta. W tym celu należy ponownie wprowadzić do systemu taką samą ilość energii, jaka została uwolniona w procesie absorpcji, czyli ponownie ok. 680 kWh/tonę odparowanej wody. Woda jest uwalniana w postaci pary wodnej pobieranej przez suche powietrze (lewa część powyższej grafiki). Temperatury źródła ciepła poniżej 60°C są w dużej mierze wystarczające dla procesu regeneracji, dokładna temperatura zależy od równowagi fazowej pary pod ciśnieniem między TCF a powietrzem otoczenia.

Klimatyzacja w szklarniach jest odpowiednia do tego typu zastosowań, ponieważ rośliny uwalniają dużą ilość wilgoci poprzez transpirację, która musi zostać usunięta. TCF ma za zadanie usunąć ten nadmiar wilgoci produkując jednocześnie ciepło użytkowe (przekształcenie ciepła utajonego w ciepło jawne).