FR2994371A1

FR2994371A1 - Thermal regulation device for agricultural greenhouse, has heat storage tank sensor to be exposed to solar radiation, and including water and phase change material in encapsulated form, and metal bar arranged vertically inside sensor

Info

Publication number: FR2994371A1
Application number: FR1257728A
Authority: FR
Inventors: Vincent Stauffer
Original assignee: AGRITHERMIC
Current assignee: AGRITHERMIC
Priority date: 2012-08-09
Filing date: 2012-08-09
Publication date: 2014-02-14
Anticipated expiration: 2032-08-09
Also published as: FR2994371B1

Abstract

The device (7) has a regulation system including a heat storage tank sensor (11) intended to be exposed to solar radiation (9), where the heat storage tank sensor includes water (15) and a phase change material in an encapsulated form. The phase change material is encapsulated in form of tubes (17). The heat storage tank sensor includes a metal bar arranged vertically inside the heat storage tank sensor, and a metal wall intended to be directed to an exposed side of the heat storage tank sensor.

Description

Dispositif de régulation thermique pour serre agricole La présente invention est relative à un dispositif de régulation thermique pour serre agricole. L'invention s'applique plus 5 particulièrement au chauffage d'une serre agricole et à la stabilisation de sa température en utilisant le rayonnement solaire. Afin de pouvoir cultiver des plantes en serre agricole, il est nécessaire d'apporter de la lumière et de la chaleur en proportion appropriée. En effet, les plantes poussent dans une gamme de 10 température restreinte. De façon générale, les serres agricoles utilisant le rayonnement solaire stockent la chaleur du rayonnement solaire pendant la journée, et restituent cette chaleur pendant la nuit ou dans des conditions nuageuses. Pour cela, on expose des réservoirs calorifiques au rayonnement solaire dans la serre agricole. Les réservoirs 15 calorifiques contiennent par exemple de l'eau ou des pierres ou peuvent être un mur en terre. En effet, l'eau et/ou les pierres et/ou la terre stockent la chaleur du rayonnement solaire et la réémettent lentement pendant la nuit. Cependant, l'eau et/ou les pierres/terre ne restituent pas la 20 chaleur de façon stable, c'est-à-dire avec une température constante. La restitution de chaleur dépend des conditions climatiques extérieures et de la serre agricole. La température du réservoir calorifique dépend de l'ensoleillement, des températures intérieures et extérieures de la serre. Cette température est donc difficilement contrôlable, fluctuante et 25 rarement adaptée aux températures demandées par les plantes. De plus, la quantité de chaleur stockée par l'eau et/ou les pierres et/ou la terre n'est pas toujours suffisante pour maintenir une serre agricole hors gel sur de longues périodes. On connaît aussi des réservoirs calorifiques contenant des 30 matériaux à changement de phase (MCP ou PCM pour « Phase Change BRT1005 Material » en langue anglaise). Un matériau à changement de phase est une substance présentant une chaleur latente de fusion élevée, c'est-à-dire une substance capable de stocker et restituer une grande quantité de chaleur lors d'un changement de phase. Dans le cas de la régulation 5 thermique, c'est le changement de phase solide/liquide ou vice versa qui est généralement utilisé. Les réservoirs calorifiques de MCP permettent ainsi de stocker une quantité de chaleur plus grande que des réservoirs calorifiques contenant de l'eau et/ou des pierres et/ou de la terre. De plus, les réservoirs calorifiques de MCP permettent de mieux stabiliser 10 la température de la serre agricole dans la gamme de température de pousse des plantes. Cependant, les réservoirs calorifiques de MCP de l'art antérieur présentent certains inconvénients. D'une part lors du changement de phase des MCP, l'échange de 15 chaleur à lieu à une interface solide/liquide aussi appelée front de solidification/fusion. En se déplaçant, le front de solidification laisse une épaisseur d'une nouvelle phase solide que la chaleur doit traverser avant d'atteindre le front de solidification. Plus l'épaisseur de cette nouvelle phase est importante et plus les échanges thermiques seront 20 réduits. Dans le cas des réservoirs calorifiques de MCP quand la température de la serre agricole baisse, le MCP se trouvant le plus proche des parois des réservoirs voit sa température baisser en premier et commence à restituer sa chaleur puis à se solidifier. Une couche de MCP se solidifie le long des parois des réservoirs quand la température 25 de la serre agricole baisse. Cette couche de MCP solidifié présente une faible conductivité thermique, significativement inférieure à celle du MCP liquide. En conséquence, le MCP encore liquide au-delà de la couche de MCP solidifié ne peut plus céder sa chaleur à la serre agricole. Le réservoir calorifique de MCP ne peut donc plus assurer sa fonction de 30 régulation thermique. BRT1005 Un autre inconvénient est le prix élevé des MCP, par exemple 2C à 6 C par kilo, ce qui peut être prohibitif quand la serre agricole présente un grand volume à réguler en température.The present invention relates to a thermal regulation device for a greenhouse. The invention applies more particularly to heating an agricultural greenhouse and stabilizing its temperature using solar radiation. In order to be able to grow plants in an agricultural greenhouse, it is necessary to bring light and heat in appropriate proportion. Indeed, the plants grow in a restricted temperature range. In general, agricultural greenhouses using solar radiation store the heat of solar radiation during the day, and return the heat during the night or in cloudy conditions. For this, heat storage tanks are exposed to solar radiation in the greenhouse. The heat tanks 15 contain, for example, water or stones or may be an earthen wall. In fact, water and / or stones and / or earth store the heat of the solar radiation and re-emit slowly during the night. However, water and / or stones / earth do not provide heat stability, i.e. with a constant temperature. The return of heat depends on the outdoor climate conditions and the agricultural greenhouse. The temperature of the heating tank depends on the sunshine, the internal and external temperatures of the greenhouse. This temperature is therefore difficult to control, fluctuating and rarely adapted to the temperatures required by the plants. In addition, the amount of heat stored by water and / or stones and / or soil is not always sufficient to maintain an agricultural greenhouse frost free for long periods. Heat storage tanks containing phase change materials (PCM or PCM for "Phase Change BRT1005 Material" in English) are also known. A phase change material is a substance with a high latent heat of fusion, that is, a substance capable of storing and returning a large amount of heat upon a phase change. In the case of thermal regulation, it is the change of solid / liquid phase or vice versa which is generally used. The heat tanks of MCP thus make it possible to store a larger quantity of heat than heat tanks containing water and / or stones and / or earth. In addition, the heat storage tanks of MCP make it possible to better stabilize the temperature of the agricultural greenhouse within the plant growth temperature range. However, the prior art MCP heat tanks have certain disadvantages. On the one hand, during the phase change of the MCPs, the exchange of heat takes place at a solid / liquid interface also called the solidification / melting front. As it moves, the solidification front leaves a thickness of a new solid phase that the heat must pass through before reaching the solidification front. The greater the thickness of this new phase, the more heat exchange will be reduced. In the case of MCP storage tanks when the temperature of the farm is dropping, the MCP closest to the tank walls sees its temperature drop first and begins to return heat and then solidify. A layer of MCP solidifies along the walls of the tanks as the temperature of the greenhouse decreases. This layer of solidified MCP has a low thermal conductivity, significantly lower than that of the liquid MCP. As a result, the MCP still liquid beyond the solidified MCP layer can no longer give up heat to the agricultural greenhouse. The heat reservoir of MCP can no longer perform its function of thermal regulation. BRT1005 Another disadvantage is the high price of MCP, for example 2C at 6 C per kilogram, which can be prohibitive when the agricultural greenhouse has a large volume to regulate temperature.

Un des buts de la présente invention est de pallier au moins partiellement à ces inconvénients en proposant un dispositif de régulation et de chauffage thermique pour serre agricole permettant de restituer la chaleur stockée avec une meilleure homogénéité et une plus faible dépendance aux conditions climatiques extérieures et présentant un coût réduit par rapport à l'art antérieur. A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif de régulation thermique pour serre agricole, ledit système de régulation comprenant au moins un réservoir capteur accumulateur de chaleur destiné à être exposé au rayonnement solaire, caractérisé en ce que ledit réservoir capteur accumulateur de chaleur comprend de l'eau et un matériau à changement de phase sous forme encapsulé. Un tel dispositif de régulation thermique permet de restituer la chaleur stockée avec une meilleure homogénéité et une plus faible 20 dépendance aux conditions climatiques extérieures ainsi d'améliorer la pousse des plantes. Selon une ou plusieurs caractéristiques du dispositif de chauffe, prise seule ou en combinaison : le matériau à changement de phase est encapsulé sous forme 25 de tubes, le matériau à changement de phase est encapsulé sous forme sphérique, le réservoir capteur accumulateur de chaleur comprend au moins une barre métallique arrangée verticalement à l'intérieur 30 dudit réservoir calorifique, BRT1005 ^ le réservoir capteur accumulateur de chaleur comprend une paroi inférieure et une paroi destinée à être orientée côté sombre, ladite paroi inférieure et ladite paroi destinée à être orientée côté sombre comprenant un isolant thermique. ^ le réservoir capteur accumulateur de chaleur comprend une paroi en métal destinée à être orientée coté exposé. ^ le dispositif de régulation thermique comprend un échangeur géothermique, ^ l'échangeur géothermique comprend un tube souterrain dont une première ouverture débouche à l'extérieur de la serre agricole, une deuxième ouverture débouche à l'intérieur de la serre agricole et un système de ventilation forcée, caractérisé en ce que le tube souterrain présente une partie courte située sous la serre agricole et une partie longue située au-delà de la serre agricole. ^ le dispositif de régulation thermique comprend un réflecteur disposé sur une face nord interne de la serre agricole. ^ le réflecteur comprend un isolant thermique en contact avec une enveloppe de la serre agricole.One of the aims of the present invention is to overcome at least partially these drawbacks by proposing a regulation device and thermal heating for agricultural greenhouse to restore the stored heat with better homogeneity and lower dependence on external climatic conditions and having a reduced cost compared to the prior art. For this purpose, the subject of the present invention is a thermal regulation device for a greenhouse, said regulation system comprising at least one heat accumulator storage tank intended to be exposed to solar radiation, characterized in that said heat accumulator storage tank comprises water and a phase-change material in encapsulated form. Such a thermal control device makes it possible to restore the stored heat with a better homogeneity and a lower dependence on the external climatic conditions, thus improving the growth of the plants. According to one or more characteristics of the heating device, taken alone or in combination: the phase change material is encapsulated in the form of tubes, the phase change material is encapsulated in spherical form, the heat accumulating sensor reservoir comprises less a metal bar arranged vertically within said heat reservoir, BRT1005; the heat accumulating sensor reservoir comprises a bottom wall and a dark side oriented wall, said bottom wall and said dark side oriented wall comprising thermal insulation. the heat accumulating sensor reservoir comprises a metal wall intended to be oriented on the exposed side. The thermal control device comprises a geothermal heat exchanger, the geothermal heat exchanger comprises an underground tube, a first opening of which opens out from the agricultural greenhouse, a second opening opens into the greenhouse and a control system. forced ventilation, characterized in that the underground tube has a short portion located under the greenhouse and a long portion located beyond the agricultural greenhouse. the thermal control device comprises a reflector disposed on an inner north face of the greenhouse. the reflector comprises a thermal insulator in contact with an envelope of the agricultural greenhouse.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée à titre d'exemple, sans caractère limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente une vue schématique en coupe d'une serre agricole comprenant un dispositif de régulation thermique, ainsi que des transferts de chaleur ayant lieu pendant la journée, - la figure 2 représente une vue schématique en coupe de la serre agricole comprenant le dispositif de régulation BRT1005 thermique, ainsi que des transferts de chaleur ayant lieu pendant la nuit ou lors de séquences nuageuses, - la figure 3 représente une vue schématique du dessus de la serre agricole, - la figure 4 représente un réservoir calorifique du dispositif de régulation thermique comprenant des capsules de matériau à changement de phase ainsi que de l'eau, - la figure 5 représente un réservoir calorifique du dispositif de régulation thermique comprenant une barre métallique verticale, - la figure 6 représente une serre agricole multichapelles pour la production de plants comprenant un échangeur d'air géothermique.Other features and advantages of the invention will emerge from the following description, given by way of example, without limitation, with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 shows a schematic sectional view of a greenhouse comprising a thermal regulation device, as well as heat transfers occurring during the day, - Figure 2 shows a schematic sectional view of the greenhouse including the thermal control device BRT1005, as well as heat transfers taking place during at night or during cloud sequences, - Figure 3 shows a schematic view from above of the greenhouse, - Figure 4 shows a heat reservoir of the thermal control device comprising phase change material capsules and the water, - Figure 5 shows a heat storage tank of the thermal control device comprising a metal bar v Figure 6 shows a multi-purpose greenhouse for the production of plants comprising a geothermal air exchanger.

Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence. La figure 1 représente une vue schématique générale en coupe d'une serre agricole 1. Les figures ne sont pas à l'échelle. La serre agricole 1 comprend une charpente (non représentée) réalisée par exemple en bois et/ou en métal. La charpente maintient une enveloppe 3 de la serre agricole 1, l'enveloppe 3 est par exemple réalisée en plastique translucide, par exemple en polyéthylène (PE), éthylène vinyle acétate (EVA), en polycarbonate(PC), ou en verre. La serre agricole 1 peut être de type tunnel, bitunnel ou multichapelles. La serre agricole 1 comprend des cultures de plantes 5. Chaque plante 5 présente une gamme de température dans laquelle elle pousse de façon optimale. Au-delà, ou en deçà de cette gamme de température, la plante 5 est soumise à un stress qui l'empêche de se développer. On définit donc une température cible correspondant à la température à BRT1005 laquelle on veut maintenir la serre agricole 1 lors de conditions climatiques extérieures défavorable. Pour cela, on utilise un dispositif de régulation thermique 7. Durant une journée ensoleillée, le soleil émet un rayonnement 5 solaire 9 représenté par des flèches évidées. Afin de stocker la chaleur du rayonnement solaire 9, le dispositif de régulation thermique 7 comprend au moins un réservoir calorifique 11 destiné à être exposé au rayonnement solaire. Le réservoir capteur accumulateur de chaleur 11 est placé de préférence du côté sombre de la serre agricole 1 de manière 10 à capter le rayonnement solaire sans ombrage pour les plantes. On entend par côté sombre, le côté ou la face d'un objet qui est le moins exposé au rayonnement solaire. A contrario, on parle de côté exposé pour le côté ou la face d'un objet qui est le plus exposé au rayonnement solaire Dans l'hémisphère nord, le côté sombre est 15 généralement le côté ou la face d'un objet orienté au nord et le côté exposé celui exposé au sud. Dans l'hémisphère sud, l'orientation des cotés sombre et exposé est inversé. Le réservoir capteur accumulateur de chaleur 11 comprend une pluralité de parois 13, par exemple, le réservoir capteur accumulateur 20 de chaleur 11 présente une forme sensiblement parallélépipédique et comprend donc six parois 13 (voir figure 4 et 5). Une paroi supérieure 131 comprend un couvercle amovible. Bien sûr, d'autres formes, comme une forme cylindrique, sont envisageables. Les parois 13 du réservoir sont par exemple en plastique, tel que du polyéthylène (PE), 25 polypropylène (PP) ou polychlorure de vinyle (PVC). Pour faciliter la compréhension, certaines parois ont été représentées en transparence. Il est cependant préférable que la paroi orientée côté exposé soit de couleur foncée afin de mieux absorber le rayonnement solaire 9. La paroi orientée côté sombre et celle touchant le sol peuvent comprendre 30 un isolant thermique 14 pour que la chaleur absorbée ne soit restituée BRT1005 la nuit qu'au niveau de la paroi orientée côté exposé, c'est-à-dire vers l'intérieur de la serre agricole 1. Dans le cas où plusieurs réservoirs capteurs accumulateurs 11 sont placés dans la serre agricole 1 (figure 3), les réservoirs capteurs accumulateurs 11 peuvent être placés côte à côte et alignées de sorte que les parois latérales desdits réservoirs capteurs accumulateurs 11 soient en contact les unes les autres. Ainsi il n'y pas de perte thermique et l'isolation des parois latérales n'est pas nécessaire. Le réservoir capteur accumulateur 11, représenté par la figure 4, comprend de l'eau 15 et un matériau à changement de phase (MCP) sous forme encapsulé 17. Le MCP est une substance capable de stocker une grande quantité de chaleur par rapport aux substances traditionnellement utilisées telle que l'eau et/ou les pierres/terre. De plus, contrairement à l'eau et/ou les pierres/terre qui stockent l'énergie par chaleur spécifique dans la plage de température 3-98 °C, la température du MCP est constante lors de la fusion ou de la cristallisation en stockant ou restituant l'énergie par chaleur latente. En conséquence, la température du MCP ne dépend pas de la température de la serre agricole 1. Le MCP permet donc de maintenir une température stable dans la serre agricole 1. La composition du MCP, ainsi que les proportions MCP/eau sont choisies en fonction de gamme de températures dans laquelle les plantes 5 poussent de façon optimale. Le MCP peut comprendre des composés minéraux ou bien des composés organiques.In these figures, the identical elements bear the same reference numbers. Figure 1 shows a general schematic sectional view of a greenhouse 1. The figures are not to scale. The agricultural greenhouse 1 comprises a frame (not shown) made for example of wood and / or metal. The frame maintains an envelope 3 of the agricultural greenhouse 1, the envelope 3 is for example made of translucent plastic, for example polyethylene (PE), ethylene vinyl acetate (EVA), polycarbonate (PC), or glass. The agricultural greenhouse 1 can be tunnel type, bitunnel or multichapelles. The agricultural greenhouse 1 comprises plant crops 5. Each plant 5 has a temperature range in which it grows optimally. Beyond or below this temperature range, the plant 5 is subjected to a stress which prevents it from developing. We therefore define a target temperature corresponding to the temperature at BRT1005 which we want to maintain the agricultural greenhouse 1 during adverse weather conditions. For this, a thermal control device 7 is used. During a sunny day, the sun emits solar radiation 9 represented by recessed arrows. In order to store the heat of the solar radiation 9, the temperature control device 7 comprises at least one heat tank 11 intended to be exposed to solar radiation. The heat storage accumulator reservoir 11 is preferably placed on the dark side of the agricultural greenhouse 1 so as to capture solar radiation without shading for the plants. Dark side means the side or face of an object that is least exposed to solar radiation. On the other hand, we are talking about the exposed side for the side or face of an object that is most exposed to solar radiation. In the northern hemisphere, the dark side is generally the side or the face of a north-facing object. and the exposed side the one facing south. In the southern hemisphere, the orientation of dark and exposed sides is reversed. The heat accumulating sensor reservoir 11 comprises a plurality of walls 13, for example, the heat storage accumulator reservoir 11 has a substantially parallelepipedal shape and therefore comprises six walls 13 (see FIGS. 4 and 5). An upper wall 131 comprises a removable cover. Of course, other forms, such as a cylindrical shape, are conceivable. The walls 13 of the tank are for example plastic, such as polyethylene (PE), polypropylene (PP) or polyvinyl chloride (PVC). To facilitate understanding, some walls have been represented in transparency. However, it is preferable that the exposed side oriented wall be dark in color to better absorb solar radiation. The dark side and ground facing wall may include heat insulator 14 so that the absorbed heat is not restored. BRT1005 at night at the wall facing exposed side, that is to say towards the inside of the greenhouse 1. In the case where several accumulator storage tanks 11 are placed in the greenhouse 1 (Figure 3), the accumulator storage tanks 11 may be placed side by side and aligned so that the side walls of said accumulator storage tanks 11 are in contact with one another. Thus there is no heat loss and the insulation of the side walls is not necessary. The accumulator storage tank 11, shown in FIG. 4, comprises water 15 and a phase-change material (PCM) in encapsulated form 17. The PCM is a substance capable of storing a large amount of heat with respect to the substances traditionally used such as water and / or stones / earth. In addition, unlike water and / or stones / earth that store energy by specific heat in the 3-98 ° C temperature range, the MCP temperature is constant during melting or crystallization by storing or restoring the energy by latent heat. As a result, the temperature of the MCP does not depend on the temperature of the agricultural greenhouse 1. The MCP therefore allows a stable temperature to be maintained in the agricultural greenhouse 1. The composition of the MCP, as well as the proportions MCP / water are chosen according to of temperature range in which the plants 5 grow optimally. MCP can include inorganic compounds or organic compounds.

Le MCP et l'eau absorbent et stockent la chaleur du rayonnement solaire 9 pendant la journée et la restitue en absence de rayonnement solaire, par exemple pendant la nuit ou dans des conditions nuageuses. La restitution de chaleur est représentée par des flèches ondulées 18 de la figure 2. Le réservoir calorifique 11 contenant du MCP permet de BRT1005 maintenir une serre agricole 1 de 300 cm de hauteur hors gel pendant cinq jours à -5°C sans soleil. En plus de réguler la température de la serre agricole 1 en absence de rayonnement solaire 9, le MCP régule aussi la température en conditions ensoleillées, en effet, la chaleur absorbée par le MCP pendant la journée permet d'éviter que la température de la serre agricole 1 soit trop élevée par rapport à la température cible. De préférence, le MCP est encapsulé sous forme de tubes 17. Les tubes peuvent être placés horizontalement ou verticalement suivant la forme du réservoir capteur accumulateur 11. Le diamètre d, la longueur L ainsi que le nombre de tubes de MCP 17 est décidé en fonction de la température cible, de l'enveloppe 3 de la serre agricole et du climat extérieur. La paroi des capsules de MCP est par exemple fabriquée à partir de plastique tel que le polyéthylène haute densité. D'autres formes de capsules sont possibles, par exemple des capsules de forme sphérique comme des balles ou des billes. L'utilisation de MCP sous forme encapsulé 17 présente de nombreux avantages. D'une part, les capsules permettent de mieux contrôler et ajuster la quantité de MCP dans le réservoir calorifique, ainsi on optimise le coût du réservoir capteur accumulateur 11. De plus, on facilite le transport et la manipulation, ainsi l'installation dans la serre agricole 1 est simplifiée. Le MCP sous forme encapsulé 17 présentent aussi l'avantage de pouvoir être facilement arrangé dans le réservoir capteur accumulateur 11. De plus, du à la forme géométrique capsules de MCP tubulaires 17 ainsi empilées, un espace interstitiel 19 est laissé dans le réservoir calorifique 11. Cet espace interstitiel 19 est rempli d'eau 15. En effet, l'eau 15 qui échange la chaleur par conduction et convection, permet d'homogénéiser la température du réservoir capteur accumulateur 11.MCP and water absorb and store heat from solar radiation 9 during the day and return it in the absence of solar radiation, for example during the night or in cloudy conditions. The heat recovery is represented by wavy arrows 18 of Figure 2. The heat reservoir 11 containing MCP allows BRT1005 to maintain a greenhouse 1 of 300 cm high frost free for five days at -5 ° C without sun. In addition to regulating the temperature of the agricultural greenhouse 1 in the absence of solar radiation 9, the MCP also regulates the temperature in sunny conditions, indeed, the heat absorbed by the MCP during the day makes it possible to avoid that the temperature of the greenhouse agricultural 1 is too high in relation to the target temperature. Preferably, the MCP is encapsulated in the form of tubes 17. The tubes can be placed horizontally or vertically in the shape of the accumulator sensor reservoir 11. The diameter of the length L and the number of MCP tubes 17 is decided according to the target temperature, the envelope 3 of the greenhouse and the outside climate. The wall of the MCP capsules is for example made from plastic such as high density polyethylene. Other forms of capsules are possible, for example spherical shaped capsules such as balls or balls. The use of encapsulated PCM 17 has many advantages. On the one hand, the capsules make it possible to better control and adjust the amount of MCP in the heat storage tank, thus optimizing the cost of the accumulator storage tank 11. In addition, it facilitates the transport and handling, thus the installation in the greenhouse 1 is simplified. The MCP encapsulated form 17 also have the advantage of being easily arranged in the accumulator sensor reservoir 11. Moreover, due to the geometrical shape of tubular MCP capsules 17 thus stacked, an interstitial space 19 is left in the heat reservoir 11 This interstitial space 19 is filled with water 15. In fact, the water 15 which exchanges the heat by conduction and convection makes it possible to homogenize the temperature of the accumulator storage tank 11.

Grâce à l'eau 15, lorsque la température de la serre agricole 1 baisse, la BRT1005 température du réservoir capteur accumulateur 11 reste homogène dans tout le réservoir capteur accumulateur 11. L'eau 15 permet ainsi d'éviter la création de zones froides au niveau des parois 13 du réservoir capteur accumulateur 11. Ainsi, on évite une solidification du MCP situé à proximité des parois. En effet, une fois solidifié, le MCP situé à proximité des parois agit comme un isolant thermique du réservoir capteur accumulateur 11 et empêche le transfert de chaleur du MCP situé au centre du réservoir capteur accumulateur 11 vers la serre agricole 1.With the water 15, when the temperature of the greenhouse 1 drops, the BRT1005 temperature of the accumulator sensor reservoir 11 remains homogeneous throughout the accumulator reservoir tank 11. The water 15 thus avoids the creation of cold zones at level of the walls 13 of the accumulator sensor reservoir 11. Thus, solidification of the MCP located near the walls is avoided. Indeed, once solidified, the MCP located near the walls acts as a thermal insulator of the accumulator sensor reservoir 11 and prevents the heat transfer of the MCP located in the center of the accumulator sensor reservoir 11 to the greenhouse 1.

Le dispositif de régulation thermique 7 comprenant un réservoir capteur accumulateur 11 contenant de l'eau 15 et le MCP sous forme encapsulé 17 permet donc de garder la température de la serre agricole 1 à une valeur stable pendant une longue période, par exemple quelques jours lors de conditions climatiques extérieures défavorable.The thermal control device 7 comprising an accumulator sensor reservoir 11 containing water 15 and the encapsulated form of the MCP 17 thus makes it possible to keep the temperature of the agricultural greenhouse 1 at a stable value for a long time, for example a few days at a time. adverse weather conditions.

Le réservoir capteur accumulateur 11 peut en outre comprendre au moins une barre métallique 21 sensiblement verticale, telle que représentée par la figure 5. La barre métallique 21 verticale permet d'homogénéiser la température du réservoir capteur accumulateur 11, ainsi on peut stocker plus de chaleur avec un meilleur rendement. En effet, en général on observe que l'eau chaude monte et l'eau froide descend. La chaleur n'est pas stockée de façon uniforme et optimale. La barre métallique 21 permet de transférer la chaleur de l'eau chaude de la partie supérieure du réservoir capteur accumulateur 11 à l'eau froide de la partie inférieure du réservoir capteur accumulateur 11. L'eau 15 du réservoir capteur accumulateur 11 est donc réchauffée de façon homogène, et on peut ainsi stocker plus de chaleur dans le réservoir calorifique 11. La barre métallique 21 est par exemple réalisée en fer. La barre métallique 21 s'étend par exemple à partir de la paroi supérieure 131 du réservoir calorifique et s'arrête à quelques centimètres de la BRT1005 paroi inférieure 132 du réservoir calorifique. La barre métallique 21 est par exemple fixée sur la paroi supérieure 131. En évitant le contact entre la barre métallique 21 et la paroi inférieure 132 du réservoir calorifique, on s'assure que la chaleur transportée par la barre métallique 21 est transférée à l'eau 15 et non pas à la paroi inférieure 132 du réservoir calorifique. Dans le cas où le réservoir capteur accumulateur 11 comprend une pluralité de barres métalliques (non représenté), les barres métalliques sont espacées entre elles d'une distance par exemple égale à 75 cm.The accumulator storage tank 11 may further comprise at least one substantially vertical metal bar 21, as shown in FIG. 5. The vertical metal bar 21 makes it possible to homogenize the temperature of the storage tank 11, so that more heat can be stored. with better performance. Indeed, in general we observe that the hot water rises and the cold water goes down. Heat is not stored evenly and optimally. The metal bar 21 makes it possible to transfer the heat of the hot water from the upper part of the accumulator reservoir reservoir 11 to the cold water of the lower part of the accumulator reservoir reservoir 11. The water 15 of the accumulator reservoir reservoir 11 is thus heated. in a homogeneous manner, and can thus store more heat in the heat reservoir 11. The metal bar 21 is for example made of iron. The metal bar 21 extends for example from the upper wall 131 of the heat reservoir and stops a few centimeters from the bottom wall of the BRT1005 132 of the heat reservoir. The metal bar 21 is for example fixed on the upper wall 131. By avoiding the contact between the metal bar 21 and the bottom wall 132 of the heat reservoir, it is ensured that the heat transported by the metal bar 21 is transferred to the water 15 and not to the bottom wall 132 of the heating tank. In the case where the storage reservoir reservoir 11 comprises a plurality of metal bars (not shown), the metal bars are spaced apart from each other by a distance of, for example, 75 cm.

Selon une variante, la paroi inférieure 132 du réservoir capteur accumulateur 11 est réalisée en matériau isolant thermique. Dans ce cas, la barre métallique 21 peut être en contact avec la paroi inférieure 132 car sa chaleur ne lui sera que peu ou pas transmise.According to one variant, the bottom wall 132 of the accumulator sensor reservoir 11 is made of thermal insulating material. In this case, the metal bar 21 may be in contact with the bottom wall 132 because its heat will be little or not transmitted.

Le réservoir capteur accumulateur 11 peut en outre comprendre des parois 13 fabriquées à partir de matériaux différents. Le réservoir capteur accumulateur 11 comprend une paroi réalisée à partir d'un matériau présentant une meilleure conductivité thermique que le matériau à partir duquel les autres parois sont réalisées.The accumulator storage tank 11 may further comprise walls 13 made from different materials. The accumulator storage tank 11 comprises a wall made from a material having a better thermal conductivity than the material from which the other walls are made.

Judicieusement, une paroi du réservoir capteur accumulateur 11 est réalisée en métal, par exemple fer ou en aluminium. Cette paroi métallique 133 est destinée à être orientée coté exposé. Les autres parois 131, 132 sont en plastique, par exemple PVC ou polyéthylène. En effet, la paroi métallique 133 orientée côté exposé profite d'une meilleure exposition au rayonnement solaire. Ainsi la paroi métallique 133 orientée côté exposé absorbe et transmet efficacement la chaleur du rayonnement solaire 9 dans le réservoir capteur accumulateur 11. Pour accentuer l'effet d'absorption et de transmission de chaleur par la paroi métallique 133, cette dernière peut être de couleur sombre. De plus, en ne présentant qu'une seule paroi en métal 133, on évite l'augmentation BRT1005 du coût du réservoir capteur accumulateur 11 liée au prix des matériaux, le métal étant généralement plus cher que le plastique. La paroi orientée côté sombre et la paroi inférieure 132 en contact avec le sol peuvent comprendre un isolant thermique 14.Judiciously, a wall of the storage tank sensor 11 is made of metal, for example iron or aluminum. This metal wall 133 is intended to be oriented exposed side. The other walls 131, 132 are made of plastic, for example PVC or polyethylene. Indeed, the metal wall 133 oriented exposed side benefits from better exposure to solar radiation. Thus, the exposed-side metal wall 133 effectively absorbs and transmits the heat of the solar radiation 9 into the accumulator sensor reservoir 11. To accentuate the effect of absorption and heat transmission by the metal wall 133, the latter may be colored. dark. In addition, by having only one metal wall 133, it avoids the BRT1005 increase in the cost of the storage tank sensor 11 related to the price of materials, the metal is generally more expensive than plastic. The wall facing the dark side and the bottom wall 132 in contact with the ground may comprise a thermal insulator 14.

Le dispositif de régulation thermique 7 peut en outre comprendre un échangeur d'air géothermique 23, tel que représenté par les figures 1 et 2. De façon générale, un échangeur d'air géothermique 23 est utilisé pour rafraîchir ou réchauffer un habitat en faisant circuler un fluide caloporteur, ici de l'air, dans un échangeur situé dans le sol 27, ici un tube souterrain 25. Ce système est particulièrement efficace et rentable pour maintenir hors gel une serre en condition hivernale. Le tube souterrain 25 présente deux ouvertures 29, 31, assurant soit l'entrée soit la sortie d'air en fonction de la direction de circulation de l'air. Une première ouverture 29 débouche à l'extérieur de la serre agricole 1, au moins une deuxième ouverture 31 débouche à l'intérieur de la serre agricole 1. Une seule deuxième ouverture 31 est représentée sur les figures 1 et 2. Le tube souterrain 25 est placé dans le sol 27, par exemple entre 2 et 3 m de profondeur. La longueur et le diamètre du tube souterrain dépendent de la performance thermique souhaitée. A titre d'exemple, un tube souterrain présente une longueur de par exemple 30 à 60 m et un diamètre de par exemple 15 à 25 cm. Le tube souterrain 25 est par exemple réalisé en plastique, tel que le PVC ou PE. Quand la température à l'intérieur de la serre agricole 1 est inférieure à la température cible, que la température du sol 27 est supérieure à la température cible et qu'on souhaite réchauffer la serre agricole 1, l'air extérieur est aspiré par le tube souterrain 25 grâce à un système de ventilation 33, par exemple un système de ventilation 33 forcé, comportant des ventilateurs alimentés électriquement. En circulant dans le tube souterrain 25, l'air extérieur est réchauffé. En BRT1005 effet, pendant la nuit et/ou pendant l'hiver la température du sol 27 est supérieure à la température de l'air. Sur des cycles annuels, le sol 27 absorbe une partie du rayonnement solaire et de la température extérieure. La température à 10 m de profondeur est semblable à la température moyenne annuelle extérieure. Pour cette raison, une partie longue 251 du tube souterrain 25 est placé au-delà de la serre agricole 1, c'est-à-dire qu'il n'est pas placé directement en dessous de la serre agricole 1, ainsi il récupère la chaleur du sol 27 en hiver. Cette chaleur est dissipée et transférée à l'air extérieur circulant dans le tube souterrain 25. La restitution de chaleur stockée annuellement est représentée par les flèches ondulées 18. La longueur de la partie longue 251 et le débit d'air dépendent de la quantité de chaleur que l'on souhaite récupérer. L'air circule ensuite dans une partie courte 252 du tube souterrain située sous la serre agricole 1. La longueur de cette partie courte 252 dépend de l'endroit où l'on veut que la deuxième ouverture 31 débouche. L'air extérieur ainsi réchauffé atteint l'intérieur de la serre agricole 1 et lui transfère sa chaleur. Quand la température à l'intérieur de la serre agricole 1 et celle de l'air extérieur sont supérieures à la température cible, et qu'on souhaite rafraîchir la serre agricole 1, alors l'air extérieur est aspirée dans le tube souterrain 25. Le sol ayant une température plus faible que celle de l'air extérieur, ledit air extérieur est refroidit lors de son passage dans le tube souterrain 25. Ce transfert de chaleur est illustré par les flèches en traits pleins 37 de la figure 1. L' échangeur d'air géothermique 23 permet donc de rafraîchir la serre agricole 1. Dans le cas d'une serre agricole multichapelles (figure 6) comprenant une pluralité de dômes/chapelles 38, un ou plusieurs tubes souterrains 25 peuvent relier la pluralité de dômes 38. Le/chaque tube 30 souterrain 25 comprend alors une pluralité de deuxièmes ouvertures 31 BRT1005 débouchant à l'intérieur de chaque dôme 38. Le nombre de tube et d'ouvertures à l'intérieur de la serre dépend de la surface de la serre avec par exemple un tube pour 75 m2 et une ouverture pour 25m2. Le dispositif de régulation thermique 7 peut en outre comprendre un réflecteur 39 situé sur la face interne du coté sombre de la serre agricole 1 afin de concentrer le rayonnement solaire directement dans la serre agricole 1 et d'éviter qu'il ressorte par le coté sombre.. De plus, le rayonnement solaire incident sur le réflecteur 39 est réfléchi vers l'intérieur de la serre agricole 1. Ainsi la photosynthèse et le stockage thermique peuvent être augmentés. Cette réflexion du rayonnement solaire est représentée par une flèche évidée 91. Le réflecteur 39 peut par exemple comprendre un film réfléchissant. De manière avantageuse, le réflecteur 39 peut en outre comprendre un isolant thermique en contact avec l'enveloppe 3 de la serre agricole 1 permettant de conserver la chaleur à l'intérieur de la serre agricole 1. Le réflecteur est par exemple fixé à 100 cm au dessus du sol 27. L'isolation est continue avec celle du réservoir capteur accumulateur 11. On comprend donc qu'un dispositif de régulation thermique 7 comprenant un réservoir capteur accumulateur 11 contenant des capsules de MCP 17 ainsi que de l'eau 15 permet d'améliorer la stabilité de la température de la serre agricole 1 et ainsi d'améliorer la pousse des plantes 5. De plus, le réservoir capteur accumulateur 11 peut comprendre une barre métallique 21 permettant d'augmenter la quantité de chaleur absorbée. L'absorption de la chaleur du rayonnement solaire 9 peut aussi être améliorée grâce à la paroi sud métallique 133 du réservoir capteur accumulateur 11. Le dispositif de régulation thermique 7 peut en outre comporter un échangeur géothermique 23 et un réflecteur 39.The thermal control device 7 may further comprise a geothermal air exchanger 23, as shown in FIGS. 1 and 2. In general, a geothermal air exchanger 23 is used for cooling or heating a habitat by circulating a coolant, here air, in a heat exchanger located in the ground 27, here an underground tube 25. This system is particularly effective and cost-effective to maintain frost a greenhouse in winter conditions. The underground tube 25 has two openings 29, 31, ensuring either the inlet or the air outlet according to the direction of air flow. A first opening 29 opens out of the agricultural greenhouse 1, at least a second opening 31 opens into the greenhouse 1. A single second opening 31 is shown in Figures 1 and 2. The underground tube 25 is placed in the soil 27, for example between 2 and 3 m deep. The length and diameter of the underground tube depend on the desired thermal performance. By way of example, an underground tube has a length of, for example, 30 to 60 m and a diameter of, for example, 15 to 25 cm. The underground tube 25 is for example made of plastic, such as PVC or PE. When the temperature inside the agricultural greenhouse 1 is lower than the target temperature, the soil temperature 27 is higher than the target temperature and it is desired to heat the agricultural greenhouse 1, the outside air is sucked by the underground tube 25 through a ventilation system 33, for example a forced ventilation system 33, comprising fans electrically powered. While circulating in the underground tube 25, the outside air is reheated. In BRT1005 effect, during the night and / or during the winter the soil temperature 27 is higher than the air temperature. On annual cycles, the soil 27 absorbs part of the solar radiation and the outside temperature. The temperature at 10 m depth is similar to the average annual outdoor temperature. For this reason, a long portion 251 of the underground tube 25 is placed beyond the agricultural greenhouse 1, that is to say that it is not placed directly below the agricultural greenhouse 1, so it recovers 27th floor heat in winter. This heat is dissipated and transferred to the outside air circulating in the underground tube 25. The heat recovery stored annually is represented by the wavy arrows 18. The length of the long portion 251 and the air flow rate depend on the amount of heat that we want to recover. The air then circulates in a short portion 252 of the underground tube located under the greenhouse 1. The length of this short portion 252 depends on where it is desired that the second opening 31 opens. The heated outdoor air reaches the interior of the greenhouse 1 and transfers its heat. When the temperature inside the agricultural greenhouse 1 and the outside air are higher than the target temperature, and we want to refresh the agricultural greenhouse 1, then the outside air is sucked into the underground tube 25. The soil having a lower temperature than that of the outside air, said outside air is cooled as it passes through the underground tube 25. This heat transfer is illustrated by the arrows in solid lines 37 of FIG. Geothermal air exchanger 23 thus makes it possible to cool the agricultural greenhouse 1. In the case of a multi-shaded agricultural greenhouse (FIG. 6) comprising a plurality of domes / chapels 38, one or more underground tubes 25 can connect the plurality of domes 38 The / each underground tube 25 then comprises a plurality of second openings 31 BRT1005 opening into each dome 38. The number of tubes and openings inside the greenhouse depends on the surface greenhouse with for example a tube for 75 m2 and an opening for 25m2. The thermal control device 7 may further comprise a reflector 39 located on the inner face of the dark side of the greenhouse 1 in order to concentrate the sunlight directly into the greenhouse 1 and prevent it to come out on the dark side In addition, the incident solar radiation on the reflector 39 is reflected to the interior of the agricultural greenhouse 1. Thus photosynthesis and thermal storage can be increased. This reflection of the solar radiation is represented by a recessed arrow 91. The reflector 39 may for example comprise a reflective film. Advantageously, the reflector 39 may further comprise a thermal insulator in contact with the envelope 3 of the greenhouse 1 to conserve heat inside the greenhouse 1. The reflector is for example fixed at 100 cm 27. The insulation is continuous with that of the accumulator sensor reservoir 11. It will therefore be understood that a thermal control device 7 comprising an accumulator reservoir 11 containing MCP capsules 17 and water 15 to improve the stability of the temperature of the agricultural greenhouse 1 and thus to improve the growth of the plants 5. In addition, the storage reservoir reservoir 11 may comprise a metal bar 21 to increase the amount of heat absorbed. The absorption of the heat of the solar radiation 9 can also be improved thanks to the metal south wall 133 of the accumulator storage tank 11. The thermal control device 7 may further comprise a geothermal heat exchanger 23 and a reflector 39.

BRT1005BRT1005

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif de régulation thermique (7) pour serre agricole (1), ledit système de régulation (7) comprenant au moins un réservoir capteur accumulateur de chaleur (11) destiné à être exposé au rayonnement solaire (9), caractérisé en ce que ledit réservoir capteur accumulateur de chaleur (11) comprend de l'eau (15) et un matériau à changement de phase sous forme encapsulé.REVENDICATIONS1. Thermal control device (7) for a greenhouse (1), said control system (7) comprising at least one heat storage sensor reservoir (11) intended to be exposed to solar radiation (9), characterized in that said reservoir heat accumulator sensor (11) comprises water (15) and a phase change material in encapsulated form.

2. Dispositif de régulation thermique (7) pour serre agricole (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau à changement de phase est encapsulé sous forme de tubes (17).2. Thermal control device (7) for greenhouse (1) according to claim 1, characterized in that the phase change material is encapsulated in the form of tubes (17).

3. Dispositif de régulation thermique (7) pour serre agricole (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau à changement de phase est encapsulé sous forme sphérique.3. Thermal control device (7) for greenhouse (1) according to claim 1, characterized in that the phase change material is encapsulated in spherical form.

4. Dispositif de régulation thermique (7) pour serre agricole (1) selon l'une des revendication 1 à 3, caractérisé en ce que le réservoir capteur accumulateur de chaleur (11) comprend en outre au moins une barre métallique (21) arrangée verticalement à l'intérieur dudit réservoir capteur accumulateur de chaleur (11).4. Thermal control device (7) for a greenhouse (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the storage reservoir heat accumulator (11) further comprises at least one metal bar (21) arranged vertically within said heat accumulator sensor reservoir (11).

5. Dispositif de régulation thermique (7) pour serre agricole (1) selon l'une des revendications précédentes, le réservoir capteur accumulateur de chaleur (11) comprend une paroi inférieure (132) et une paroi destinée à être orientée côté sombre, ladite paroi inférieure (132) et ladite paroi destinée à être orientée côté sombre comprenant un isolant thermique (14).5. Thermal control device (7) for greenhouse (1) according to one of the preceding claims, the heat accumulator storage tank (11) comprises a bottom wall (132) and a wall to be oriented dark side, said bottom wall (132) and said dark side oriented wall including a thermal insulator (14).

6. Dispositif de régulation thermique (7) pour serre agricole (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réservoircapteur accumulateur de chaleur (11) comprend une paroi en métal (133) destinée à être orientée au côté exposé.6. Thermal control device (7) for a greenhouse (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the tank-accumulator heat accumulator (11) comprises a metal wall (133) intended to be oriented to the exposed side .

7. Dispositif de régulation thermique (7) pour serre agricole (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un échangeur géothermique (23).7. Thermal control device (7) for greenhouse (1) according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises a geothermal heat exchanger (23).

8. Dispositif de régulation thermique (7) pour serre agricole (1) selon la revendication 7 l'échangeur géothermique (23) comprenant un tube souterrain (25) dont une première ouverture (29) débouche à l'extérieur de la serre agricole(1), une deuxième ouverture (31) débouche à l'intérieur de la serre agricole (1) et un système de ventilation (33), caractérisé en ce que le tube souterrain (25) présente une partie courte (252) située sous la serre agricole (1) et une partie longue (251) située au-delà de la serre agricole (1).8. A thermal regulation device (7) for a greenhouse (1) according to claim 7, the geothermal heat exchanger (23) comprising an underground tube (25) having a first opening (29) opening out of the greenhouse ( 1), a second opening (31) opens into the agricultural greenhouse (1) and a ventilation system (33), characterized in that the underground tube (25) has a short portion (252) located below the greenhouse (1) and a long section (251) located beyond the agricultural greenhouse (1).

9. Dispositif de régulation thermique (7) pour serre agricole (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un réflecteur (39) disposé sur une face nord interne de la serre agricole (1).9. Thermal control device (7) for greenhouse (1) according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises a reflector (39) disposed on an inner north face of the greenhouse (1) .

10.Dispositif de régulation thermique (7) pour serre agricole (1) selon la revendication 9, caractérisé en ce que le réflecteur (39) comprend un isolant thermique en contact avec une enveloppe (3) de la serre agricole (1).10.The thermal regulation device (7) for greenhouse (1) according to claim 9, characterized in that the reflector (39) comprises a thermal insulator in contact with an envelope (3) of the greenhouse (1).