WO2023088900A1 - Passive system for passive heat regulation for agricultural greenhouse - Google Patents

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WO2023088900A1
WO2023088900A1 PCT/EP2022/081995 EP2022081995W WO2023088900A1 WO 2023088900 A1 WO2023088900 A1 WO 2023088900A1 EP 2022081995 W EP2022081995 W EP 2022081995W WO 2023088900 A1 WO2023088900 A1 WO 2023088900A1
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WO
WIPO (PCT)
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tank
wall
heat
reservoir
greenhouse
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/081995
Other languages
French (fr)
Inventor
Vincent STAUFFER
Bernard Darfeuille
Original Assignee
Agrithermic
Ass Ratho Fleurs
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Publication date
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Application filed by Agrithermic, Ass Ratho Fleurs filed Critical Agrithermic
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • A01G9/243—Collecting solar energy
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • A01G9/246—Air-conditioning systems

Definitions

  • the invention relates to a passive thermal regulation system for a bioclimatic greenhouse.
  • a bioclimatic system is a system capable of taking advantage of the conditions of the site where the system is installed and its environment.
  • the invention applies more particularly to the heating of an agricultural greenhouse and to the stabilization of its temperature using solar radiation.
  • bioclimatic greenhouses using solar radiation store the heat of solar radiation during the day, and restore this heat during the night or in cloudy conditions.
  • heat reservoirs are exposed to solar radiation in the agricultural greenhouse.
  • the calorific reservoirs contain for example water or stones or can be an earthen wall. Indeed, water and/or stones and/or earth store heat from solar radiation and re-emit it slowly during the night.
  • the quantity of heat stored by the water and/or the stones and/or the earth is not always sufficient to keep an agricultural greenhouse frost-free over long periods.
  • phase change materials MCP or PCM for "Phase Change Material” in English
  • a phase change material is a substance with a high latent heat of fusion, that is to say a substance capable of storing and releasing a large amount of heat during a phase change.
  • PCM heat reservoirs have certain drawbacks related to the displacement of the solidification front which leaves a thickness of a new solid phase reducing the heat exchange capacities.
  • Another disadvantage is the high price of PCMs, for example €2 to €6 per kilo, which can be prohibitive when the agricultural greenhouse has a large volume to regulate in temperature.
  • the heat reservoirs must not block the solar radiation useful for photosynthesis.
  • conventional bioclimatic greenhouses must be oriented along an east/west axis with a heat reservoir to the north and are limited to 10 m wide. These systems are not suitable for multi-span greenhouses over 10 m wide.
  • heat reservoirs are positioned to the south.
  • the heat storage wall blocks part of this diffuse sunshine, which limits photosynthesis and generates tropism.
  • the object of the invention is in particular to at least partially overcome the aforementioned drawbacks, by proposing a passive thermal regulation system for an agricultural greenhouse making it possible to meet the aforementioned requirements, and to restore the heat or the coolness stored with better homogeneity and more low dependence on external climatic conditions and having a reduced cost compared to the prior art.
  • the subject of the present invention is a passive thermal regulation system for an agricultural greenhouse, comprising at least one absorber/diffuser and heat accumulator tank intended to be exposed (directly or indirectly) to solar radiation, in which the tank comprises a wall forming a heat absorber capable of being heated by solar radiation, and a heat accumulator capable of storing calorific energy absorbed by the wall, the wall being capable of transferring heat to the accumulator, and capable of transfer then diffuse the heat or the coolness of the accumulator towards the outside of the tank.
  • a passive thermal regulation system notably enables market gardeners, horticulturists, nurserymen, strawberry growers and arboriculturists producing in greenhouses to gain in earliness, to lengthen the autumn season and to increase yields without any heating.
  • the leaf temperature is more temperate. This is particularly effective during heat waves.
  • the passive thermal regulation device can be installed in all types of greenhouses, existing or new, whatever the size and orientation, whether the culture is in the ground, on the ground, on a gutter or under a shelf.
  • the innovative system requires no maintenance or running costs. It reduces energy consumption by 50 to 100 kWh/m 2 depending on the geographical area and the type of crop.
  • the wall when the tank is positioned in a greenhouse, the wall has a surface facing crops maximizing the form factor between said surface facing crops and a crop area; the heat accumulator has a volumetric heat capacity greater than or equal to that of water in the liquid state; the heat accumulator comprises a fluid and/or a solid; the fluid is chosen alone or in combination from the following fluids: water, water containing additives increasing the specific heat capacity of the water, for example polymers, water containing additives increasing the heat exchanges with the wall, for example polymers, water containing antifreeze additives such as salts, plant biomass, water containing phase change materials; the solid is a solid consisting of phase change materials, and/or plant biomass; the thermal conductivity of the wall is greater than 0.15 W m-1 K-1 at 20°C; the wall is made of a dark material having a solar absorption coefficient greater than 0.7, and/or the wall is covered with a dark coating having a solar absorption coefficient greater than
  • the wall has an anti-ultraviolet treatment, such as an anti-ultraviolet coating;
  • the wall is made of a material chosen alone or in combination from the following materials: plastic, polyethylene, polyvinyl chloride, metal;
  • the wall comprises at least a first zone made of a first material, and a second zone made of a second material, for example:
  • the first zone is the upper part of the tank and the first material is a material that absorbs solar radiation;
  • the second zone is the lower part of the tank and the second material consists of a second thermally insulating material.
  • the wall forms a flexible sheath whose modulus of elasticity is less than 0.7GPa, preferably equal to 0.02GPa;
  • the flexible sheath has a substantially tubular shape;
  • the flexible tubular sheath is closed at its ends by a pinching means, a clip, a knot, a weld or an adhesive bond;
  • the flexible sheath forms a pocket;
  • the flexible sheath is produced by a process of welding or gluing a film, a fabric, or a plastic sheet or by a process of extrusion of plastic material;
  • the wall forms a rigid tube;
  • the wall has a substantially tubular shape with a diameter of between 20cm and 100cm, and a length of between 10m and 100m;
  • the wall has a thickness of between 0.3mm and 1cm;
  • the accumulator comprises a fluid, and the reservoir comprises
  • tubular guides intended to be positioned on the ground
  • the invention also relates to an agricultural greenhouse comprising at least one passive thermal regulation system according to the invention.
  • the passive thermal regulation system is positioned without causing for shading crops in the greenhouse, facing solar radiation, and directly facing said crops, the wall having a surface facing the crops maximizing a shape factor between said surface facing the crops and a crop area; at least one reservoir of a passive thermal regulation system is positioned on the ground; a first end of the tank is higher than the second end of the tank; the greenhouse comprises crop plants positioned on shelves, at least one reservoir of a passive thermal regulation system being fixed under at least one shelf; the greenhouse comprises gutters at least one reservoir of a passive thermal regulation system being fixed under at least one gutter; the greenhouse comprises long sides, gables or bays, at least one reservoir of a passive thermal regulation system being fixed along at least one long side, gable or a bay or along interior posts; the fixed tank does not touch the ground; the fixed tank rests on the ground; the greenhouse comprises crop plants, and a passive thermal regulation system is placed on each side of the plants or on one side only; the tank contains several tens of
  • the passive thermal regulation system according to the invention can be integrated: into all types of greenhouses: tunnel, multi-chapel, Venlo greenhouse, large span; without orientation constraints; under construction or renovation; in the ground (along the crop rows), on the ground, on a gutter or under a shelf; in self-installation.
  • Figure 1 is a schematic sectional view of an agricultural greenhouse comprising a passive thermal regulation system according to the invention.
  • Figure 2 is a schematic view of a passive thermal regulation system according to the invention.
  • Figure 3 illustrates a set of four reservoirs, each being provided with a fluid filling means and a fluid draining means from the heat accumulator.
  • FIG. 4 is a set of figures, FIGS. 4A to 4F, in which: FIG. 4A illustrates a passive thermal regulation system comprising a reservoir provided with a fluid filling means, a fluid draining means above as the filling means, and an air evacuation/suction system (degassing), in which the filling takes place under pressure.
  • FIG. 4B illustrates the passive thermal regulation system of FIG. 4A, in which the emptying is also done under pressure.
  • FIG. 4C illustrates a passive thermal regulation system comprising a reservoir provided with a fluid filling means, a fluid draining means lower than the filling means, and an air evacuation/suction system (degassing ), in which the filling takes place without pressure.
  • FIG. 4A illustrates a passive thermal regulation system comprising a reservoir provided with a fluid filling means, a fluid draining means above as the filling means, and an air evacuation/suction system (degassing), in which the filling takes place under pressure.
  • FIG. 4D illustrates the passive thermal regulation system of FIG. 4C, in which emptying also takes place without pressure.
  • FIG. 4E illustrates the filling of the reservoir, according to a variant of realization, in which the two ends are raised, being reported on stakes.
  • FIG. 4F illustrates the emptying of the tank, according to the alternative embodiment of FIG. 4E.
  • Figure 5 illustrates a passive thermal regulation system in which the tank has an opening closed by a plug.
  • Figure 6A illustrates a fluid draining means provided with a flow control valve.
  • FIG. 6B illustrates a means for emptying the fluid provided with a system for reversibly modifying the porosity of the wall of the reservoir
  • Figure 7A is a schematic cross-sectional view of an agricultural greenhouse including a reservoir accumulator heating system.
  • Figure 7B is a top view of the diagram of Figure 7A.
  • Figure 8A is a schematic sectional view of an agricultural greenhouse including a tank accumulator cooling system.
  • Figure 8B is a top view of the diagram of Figure 8A.
  • Figure 9A a schematic sectional view of an agricultural greenhouse comprising a tank stabilization system.
  • Figure 9B is a top view of the diagram of Figure 9A.
  • FIG. 10A illustrates a passive thermal regulation system comprising means for guiding the deployment of the tank, forming weld reinforcements arranged at regular intervals.
  • FIG. 10B illustrates a passive thermal regulation system comprising a reservoir deployment guide means, forming a longitudinal reinforcement along the flexible sheath.
  • FIG. 11 A illustrates an example in which the reservoir is a flexible sheath of tubular shape placed on the ground in a tunnel, between two plants.
  • FIG. 11B illustrates an example in which the reservoir is a flexible sheath of tubular shape placed on the ground in a tunnel, under shelves
  • FIG. 11C illustrates an example in which the tank is a flexible sheath of tubular shape placed on the ground in a multi-chapel.
  • FIG. 12A illustrates an example in which the reservoir is a rigid tube placed on the ground in a tunnel, between two plants.
  • Figure 12B illustrates an example in which the tank is a rigid tube placed on the ground in a tunnel, under shelves.
  • FIG. 12C Figure 12C illustrates an example in which the tank is a rigid tube placed on the ground in a multi-chapel.
  • Figure 13A Figure 13A illustrates an example in which the reservoir is a flexible sheath in the form of a pocket fixed and suspended from a gutter.
  • FIG. 13B illustrates an example in which the reservoir is a flexible sheath in the form of a pocket fixed to a gutter, and resting on the ground.
  • FIG. 14A illustrates an example in which the tank is a flexible sheath in the form of a pocket fixed and suspended from a wall or a span of the greenhouse 200 (along an East/West axis).
  • FIG. 14B illustrates an example in which the tank is a flexible sheath in the form of a pocket fixed to a wall or a span of the greenhouse 200, and resting on the ground (along an East/West axis).
  • FIG. 15A illustrates the heat exchanges during the daytime (storage).
  • FIG. 15B illustrates the heat exchanges during the night period (destocking).
  • FIG. 1 An example of an agricultural greenhouse 200 provided with a passive thermal regulation system 10 according to an embodiment of the invention.
  • a passive thermal regulation system is a system that makes it possible to heat or cool crops in a greenhouse without the need for energy input.
  • culture we mean any cultivated plant species: plants, flowers, vegetables, fruits, etc.
  • the passive thermal regulation system 10 comprises at least one reservoir 20 absorber/diffuser and heat accumulator intended to be directly or indirectly (solar radiation heats the air of the greenhouse, which heats the system 10 by convection) to solar radiation.
  • This reservoir 20 is capable of absorbing the energy of solar radiation, of accumulating this energy in the form of heat during the day, and of diffusing this heat out of the reservoir during the night or during cloudy sequences.
  • the tank 20 comprises a wall 30 forming a heat absorber able to be heated by solar radiation, and a heat accumulator 40 able to store heat energy absorbed by the wall 30.
  • the wall 30 is thus capable of transferring heat to the accumulator 40 under certain conditions, in particular when the temperature outside the reservoir 20 is higher than that of the inside of the tank 20.
  • the wall 30 is able to refresh (FIG. 15A) the crops when the temperature outside the tank 20 is higher than that inside.
  • the wall 30 is also capable of transferring then diffusing the heat from the accumulator 40 to the outside of the tank 20 to heat (FIG. 15B) the crops when the temperature outside the tank 20 is lower than that inside.
  • FIG. 15A illustrates the heat exchanges during the daytime period (storage), a period during which heat is stored in the tank 20 by radiation (RS1), but also by convection (CA), as well as a cooling of the crops by radiation (RRF).
  • solar radiation directly heats (RS2) the air of the greenhouse (greenhouse effect), and also by radiation (RS1) the wall 30 of the reservoir 20.
  • the air of the greenhouse in turn heats by convection ( CA) the reservoir 20.
  • the heat storage is therefore the result of heat absorption by radiation and by convection.
  • the tank cools the cultures by radiation (RRF).
  • FIG. 15B illustrates the heat exchanges during the night period (destocking), a period during which a destocking of heat from the reservoir 20 occurs by radiation, conduction and convection.
  • the reservoir 20 heats the crops by radiation (RRC), and also by convection (CR2) the air of the greenhouse.
  • RRC radiation
  • CR2 convection
  • tank 20 also heats the ground by conduction (CDR).
  • the heat accumulator 40 preferably has a heat capacity by volume greater than or equal to that of water in the liquid state (4185 kJ.K'Lm 3 ). It comprises a fluid, such as water, or a solid, such as a solid consisting of phase change materials, or solid plant biomass. It can also simultaneously comprise different solids and different fluids.
  • the fluid can be of different nature. However, this fluid must easily capture the heat absorbed by the wall 30 when the latter is heated by solar radiation, and must easily transmit its heat to the wall 30 during the night.
  • the heat transfer fluid is therefore chosen from fluids having a high heat exchange capacity with the material constituting the wall 30, and having a high specific heat capacity, for example with polyethylene (PE) or polyvinyl chloride (PVC).
  • the fluid of the accumulator 40 is advantageously chosen alone or in combination from the following fluids: water; water containing additives increasing the specific heat capacity of water, for example polymers; water containing additives increasing the heat exchanges with the wall 30, for example polymers; liquid plant biomass; water with phase change materials, mixed with water or separated (eg in the form of balls, ellipses or cylinders) and water containing antifreeze additives such as salts.
  • the heat transfer fluid is water. Indeed, the water can be released from the tank 20, directly on the ground, without risk of soil pollution or in the irrigation system, and allowing crop irrigation.
  • the system 10 includes a fluid recovery basin.
  • the thermal conductivity of the wall 30 is greater than 0.15 W m -1 K -1 at 20° C. for a thickness of less than 1 cm.
  • the wall 30 is made of a material resistant to heat inside a greenhouse, and to heating generated by solar radiation, that is to say that the wall 30 preserves its heat exchange qualities. even at high temperatures within the greenhouse (size of the exchange surface, capacity of the wall to transmit/receive heat to/from the accumulator 40, capacity to absorb solar radiation).
  • the wall 30 is advantageously made of a material chosen alone or in combination from the following materials: polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), other plastics or metal.
  • PE polyethylene
  • PVC polyvinyl chloride
  • the wall 30 is made of a dark material, preferably black, green, blue or dark gray, and/or the wall 30 is covered with a dark coating, preferably black, green, blue or dark gray.
  • Dark is a color whose solar absorption coefficient is greater than 0.7.
  • the solar absorption coefficient of a surface expresses, by a number between 0 and 1, the percentage of the incident radiant energy absorbed by this surface.
  • the coating may be a solar coating chosen from the following coatings: solar paint (selective or not); nickel-pigmented aluminum oxide coating; sulphide/cobalt oxide coating; black chrome coating; black nickel coating; black crystal coating; enamelled steel; moisture absorbing coating.
  • the coating comprises an anti-ultraviolet treatment or coating in order to extend the life of the wall 30.
  • the wall 30 is robust enough to be able to resist (not deteriorate, pierce) objects such as small pebbles, thorns, pests, shocks, etc., and to not not reduce the ergonomics of the user of the greenhouse: for example, the market gardener can put his knee on it to work the vegetables for example.
  • the wall 30 forms a flexible sheath, the modulus of elasticity of which is preferably less than 0.7GPa, preferably substantially equal to 0.02GPa.
  • Such a flexible sheath can be produced by a process of welding a film, a fabric, a plastic tarpaulin (in polyethylene (PE) or in polyvinyl chloride (PVC) for example), such as a process high-frequency welding, a thermal welding process (by direct application of heat), or an ultrasonic welding process.
  • a process of welding a film, a fabric, a plastic tarpaulin (in polyethylene (PE) or in polyvinyl chloride (PVC) for example) such as a process high-frequency welding, a thermal welding process (by direct application of heat), or an ultrasonic welding process.
  • Such a flexible sheath can be produced by a process of gluing a film, a fabric, a plastic tarpaulin (polyethylene (PE) or polyvinyl chloride (PVC) for example).
  • PE polyethylene
  • PVC polyvinyl chloride
  • the flexible sheath is produced by an extrusion process. According to this method, no welding is necessary in the length of the sheath, offering a tank 20 that is more mechanically robust.
  • the wall 30 comprises different zones, each zone being formed of different materials, the materials being chosen to improve the function of the zone.
  • the wall 30 comprises at least a first zone made of a first material, and at least a second area made of a second material.
  • the first zone is the upper part of the tank 20, and the second zone is the lower part (turned/placed towards/on the ground) of the tank 20.
  • the second material constituting the lower part is a thermally insulating material (PVC fitted with a thermally insulating foam for example), so that the heat from the accumulator is emitted at night on the upper aerial part and not to the ground.
  • the first material constituting the upper part is chosen to have very good solar radiation absorption or emission properties, better than the second material.
  • the tank 20 then comprises two welds.
  • the system can be composed of different materials around its circumference with respect to diurnal absorption of solar gain, radiative heating to crops, impact resistance, heat losses to the ground.
  • the wall 30 is a multilayer wall. Each layer can have different properties: absorption of solar radiation, impact resistance, ease of bonding, etc. According to one example, the wall 30 is formed:
  • a first internal layer has the function of favoring the tightness of the tank 20, and of facilitating the welding/gluing of the wall 30 to form a tube or a pocket.
  • This layer can advantageously be a smooth PVC, lacquered or coated with glue in order to avoid welding the outer layer.
  • a second outer layer has the function of promoting the capture of solar radiation, and of offering mechanical resistance making it possible in particular to avoid the drilling of the reservoir 20.
  • This layer can advantageously be a PVC or PE fabric with optionally an anti UV treatment.
  • the flexible sheath has a substantially tubular shape, closed at its ends by pinching, clip, knot or welding, and intended to be placed on the ground.
  • the knot can be made either directly with the flexible sheath, or with a means of the string, cord or strap type (advantageous for the embodiment of FIGS. 4E and 4F for example).
  • the flexible sheath forms a pocket intended to be fixed to a greenhouse element, suspended or resting on the ground.
  • the tank 20 consists of a wall 30 made of LAC640® (SAINT CLAIR TEXTILES®, France).
  • LAC640® fabric is a double-sided lacquered 640 g/ m2 PVC coated fabric which has excellent weldability. A description of this product is available in the following document: https://www.saintclairtextiles.com/produit/lac-640/
  • Example 2 of embodiment The tank 20 consists of a wall 30 made of an outer layer of polyethylene fabric (non-toxic and recyclable), and a smooth inner layer promoting welding and gluing.
  • the outer layer is coated with an anti-ultraviolet coating.
  • the reservoir 20 forms a tube, flexible (FIGS. 11A to 11C for example) or rigid (FIGS. 12A to 12C for example), the diameter of which is between 20cm and 100cm, and whose length is between 10m and 100m, and the wall 30 has a thickness between 0.3mm and 1cm.
  • a low thickness allows a better heat exchange but to the detriment of the robustness, in particular to the detriment of the mechanical resistance to objects such as small pebbles, or the application of a force by the user.
  • the length of the tube is advantageously adapted to the slope of the ground on which it is laid.
  • the length may in some cases be less than 10m or greater than 100m.
  • the diameter may in some cases be less than 20cm or greater than 100cm.
  • the reservoir 20 forms a flexible pouch, as illustrated in FIGS. 13A to 14B.
  • the tank 20 allows direct thermal radiation by far infrared on the crops thanks to a high form factor.
  • the part of the thermal radiation, emitted by a surface (the wall 30), that another surface receives, is called the “form factor”. in the case of crops, it is the part of the radiation emitted by the wall 30 which is received by the surface of the crops, for example the surface formed by the foliage exposed towards the wall 30.
  • the reservoir 20 radiates heat directly onto the crops.
  • the temperature of the cultures is higher than that of the ambient air.
  • the positioning of the reservoir 20 also allows daytime cooling if necessary: in hot daytime periods, the leaf temperature of the crops is more moderate thanks to the system 10 according to the invention. This is particularly effective during heat waves. Indeed, during these periods, the tank 20 is colder than the ambient air under the greenhouse. The reservoir 20 then radiates freshness directly towards the crops, because the reservoir 20 is located opposite these crops. Thus, the temperature of the cultures is lower than that of the ambient air.
  • the reservoir 20 comprises a means of filling 50 with fluid and preferably a means of emptying 60 of the fluid.
  • a draining means 60 is advantageously activated at the end of the cold season (for example at the end of winter in France).
  • Figure 3 illustrates a set of four reservoirs 20, each being provided with a means of filling 50 with fluid and with a means of emptying 60 of the fluid.
  • the reservoir 20 may also include an air evacuation/suction system 85, for the degassing of the air during filling with the fluid, or to bring in the air during the emptying of the reservoir 20 (FIGS. 4A to 4F).
  • the filling means 50 and the emptying means 60 constitute the same means (FIGS. 4A and 4B), for example an opening 70 provided with a stopper 80 (FIG. 5).
  • the filling means 50 and the emptying means 60 are two distinct means (FIGS. 4C to 4F).
  • they can advantageously be located at two opposite ends of the reservoir 20.
  • the filling means 50 is positioned at a first end of the reservoir 20 intended to be positioned higher than the second end of the reservoir 20 , the latter carrying the emptying means 60 (FIGS. 4C to 4F).
  • Such a configuration facilitates filling, and facilitates emptying.
  • pumping means making it possible to reverse the positions of the filling 50 and emptying 60 means.
  • the air evacuation/suction opening (85) can be the filling system or the emptying system.
  • a single opening system (85) for evacuation/air suction, filling and emptying is also possible.
  • the filling means 50 and/or the emptying means 60 comprises an opening 70 fitted with a plug 80 (FIG. 5).
  • the filling means 50 and/or the emptying means 60 comprises a connection of the “fire brigade connection” type welded to the wall 30 or to the cap 80.
  • the filling means 50 and/or the emptying means 60 comprises a pump capable of injecting or extracting the fluid into or from the reservoir 20.
  • the clip or the knot is opened for filling and closed afterwards.
  • the ends are raised on both sides (with a stake or a bar for example - figures 4E and 4F) so that the fluid does not flow out.
  • the filling 50 can be done directly by removing the caps.
  • the tank 20 can also be emptied by gravity, in particular when the tank is suspended, or rests on the ground.
  • FIGS. 4A and 4B illustrate a passive thermal regulation system 10 comprising a reservoir 20 provided with a single means 50/60 for filling/draining fluid: the means 50 and 60 form only a single means.
  • the tank 20 of this system is advantageously placed on a ground having a drop, so that one end of the tank is lower than the other.
  • the end carrying the means 50/60 is positioned lower than the other end.
  • the other end of the tank 20 (positioned higher) comprises an air evacuation/suction system 85, for degassing the air during filling with the fluid (FIG. 4A), or to bring in air when emptying the tank 20 (FIG. 4B).
  • FIGS. 4C and 4D illustrate a passive thermal regulation system 10 comprising a tank 20 provided with a filling means 50 and a separate emptying means 60.
  • the tank 20 of this system is advantageously placed on a ground comprising a drop , so that one end of the tank is lower than the other.
  • the end carrying the emptying means 60 is positioned lower than the other end.
  • the other end of the tank 20 (positioned higher) comprises the filling means 50.
  • the filling by the fluid is done easily and without pressure (FIG. 4C), and the emptying of the fluid is also done easily and without pressure (FIG. 4D).
  • the end carrying the filling means 50 may comprise a system 85 for air evacuation/suction.
  • FIGS. 4E and 4F illustrate a passive thermal regulation system 10 comprising a reservoir 20 provided with a filling means 50 and a separate emptying means 60.
  • the reservoir 20 of this system is advantageously placed on a ground comprising a vertical drop , so that one end of the tank is lower than the other.
  • the end carrying the emptying means 60 is positioned lower than the other end.
  • the other end of the tank 20 (positioned higher) comprises the filling means 50.
  • the filling by the fluid is done easily and without pressure (FIG. 4E), and the emptying of the fluid is also done easily and without pressure (FIG. 4F).
  • the end carrying the filling means 50 may comprise a system 85 for air evacuation/suction.
  • each end of the reservoir 20 is raised along a stake 140, and is attached to it (for example attached with a string, cord, strap, etc.).
  • Each end can be closed by a simple system (less pressure than when the tank is flat), such as a knot, a clip or a string for example, so that it can be alternately opened and closed.
  • the emptying means 60 is equipped with a device able to control the emptying flow rate.
  • the emptying means 60 comprises a valve 66 with flow control (FIG. 6A).
  • the emptying means 60 comprises a system 68 (FIG. 6B) of reversible modification of the porosity of the wall 30, so that the fluid from the accumulator 40 flows slowly out of the tank 20 so as not to flood the greenhouse 200, or the environment of the greenhouse 200.
  • this system is distributed over substantially the entire length of the reservoir 20 (FIG. 6B).
  • the tank 20 comprises at its base a strainer with variable and controllable opening.
  • the tank 20 comprises a second opening 85, called the air evacuation/suction opening, for the degassing of the air during the filling with the fluid or for bringing the air when emptying the tank 20.
  • This second opening allows to evacuate, respectively suck, the air when filling, respectively emptying, of the tank.
  • This second opening is closed by a plug, called a degasser plug.
  • the tank 20 is connected to a heating system 90 of the accumulator 40.
  • a heating system 90 of the accumulator 40 makes it possible to compensate for a lack of sunshine or an outside temperature that is too low to maintain a temperature constant and homogeneous in greenhouse 200.
  • the heating system 90 comprises a heating device 92, of the boiler type, geothermal for example, capable of heating a fluid, such as water.
  • this hot fluid (for example 45° C.) is intended to be injected into the tank 20, to replace the not hot enough fluid present in the tank 20.
  • this fluid is intended to be injected into a heat exchanger 100, for example a set of tubes, located against (in contact with) the wall 30 of the reservoir 20, preferably underneath, and capable of exchanging heat with this wall 30.
  • a heat exchanger 100 for example a set of tubes, located against (in contact with) the wall 30 of the reservoir 20, preferably underneath, and capable of exchanging heat with this wall 30.
  • the heating system 90 which also stores a large quantity of heat like a hot water tank, makes it possible to lower the power of the boiler compared to a conventional installation.
  • the reservoir 20 is connected to a cooling system 110 of the accumulator 40 (FIGS. 8A, 8B).
  • the cooling system 110 comprises means 112 for recovering chilled or cold water (temperature below 10° C. for example), coming for example from a cold unit, or comprises a cooling device, capable of cooling a fluid, such as water. According to an exemplary embodiment (not shown), this cold fluid (temperature below 10° C.) is intended to be injected into the tank 20, to replace the excessively hot fluid present in the tank 20.
  • this cold fluid is intended to be injected into a heat exchanger 120, for example a set of tubes, located against (in contact with) the wall 30 of the tank 20, of preferably underneath, and capable of exchanging heat with this wall 30.
  • a heat exchanger 120 for example a set of tubes, located against (in contact with) the wall 30 of the tank 20, of preferably underneath, and capable of exchanging heat with this wall 30.
  • the passive thermal regulation system 10 comprises means for fixing (not shown) the tank 20 to a support, such as a shelf carrying crop plants, a gutter or a long-pan or a span .
  • the passive thermal regulation system 10 comprises means 140 for stabilizing the position of the reservoir 20 on the ground, such as stakes. These pegs prevent the sheath from slipping on the ground, and thus keep it as close as possible to the crops.
  • These stakes can constitute for example U-shaped bars with a steel rod.
  • the System 10 comprises deployment guide means 150 of tank 20.
  • deployment guide means 150 constitute reinforcements at the weld of the flexible sheath.
  • reinforcements can advantageously be positioned every three meters.
  • Other deployment guide means 150 can be envisaged, such as, for example, tubular guides positioned on the ground, along the layout provided for the flexible sheath, or a longitudinal reinforcement along the flexible sheath (FIG. 10B) , a visible weld line, a colored line, a wire stretched along the sheath.
  • the stabilization system 140 can constitute a deployment guide means 150: for example the stabilization pegs allow the positioning of the tank 20.
  • the invention also relates to an agricultural greenhouse 200 (FIG. 1) comprising at least one passive thermal regulation system 10 according to one of the preceding claims.
  • the passive thermal regulation systems 10 can be positioned at different places in the greenhouse 200, but preferably, the tank 20 is positioned: without causing shade to the cul-ures - so as not to limit photosynthesis; facing solar radiation - in order to accumulate a maximum of heat (in the opposite case, it also accumulates heat by convection as illustrated in figure 15A); and directly opposite the crops - in order to radiate the heat/coolness directly onto the crops, that is to say so that the wall 30 has a surface facing the crops maximizing the form factors between this surface facing crops and crop surfaces.
  • At least one reservoir 20 of a passive thermal regulation system 10 is positioned on the ground (FIGS. 11A to 12C). According to an exemplary embodiment, all the reservoirs of the passive thermal regulation systems 10 are positioned on the ground.
  • An advantage of positioning the tank 20 on the ground is that the system 10 heats both the ambient air and the ground, the root network of the plants then developing more quickly. This arrangement also makes it possible to place the system 10 without causing shade on the crops regardless of the orientation of the greenhouse 200: as a result, the system 10 does not block the solar radiation useful for photosynthesis.
  • the reservoir 20 is positioned on the ground so that one of its ends is raised relative to the other, so as to facilitate the operations of filling and emptying the reservoir.
  • Figures 11A to 12C illustrate different configurations of greenhouse 200, comprising systems 10 whose tank is placed on the ground:
  • Figure 11A illustrates an example in which the tank is a flexible sheath of tubular shape placed on the ground in a tunnel, between two plants;
  • FIG. 11B illustrates an example in which the reservoir is a flexible sheath of tubular shape placed on the ground in a tunnel, under shelves;
  • FIG. 11A illustrates an example in which the reservoir is a flexible sheath of tubular shape placed on the ground in a multi-chapel;
  • FIG. 12A illustrates an example in which the reservoir is a rigid tube placed on the ground in a tunnel, between two plants;
  • FIG. 12B illustrates an example in which the reservoir is a rigid tube placed on the ground in a tunnel, under shelves;
  • Figure 12C illustrates an example in which the tank is a rigid tube placed on the ground in a multi-chapel.
  • a first end of the tank 20 is higher than the second end of the tank 20, the diameter of the tank 20 is then advantageously greater than the difference in height between the two ends, in order to avoid excessive pressure exerted by the fluid from the accumulator 40 on the wall forming the downstream end of the tube. If the configuration of the ground implies a difference in height greater than the diameter of the pipe, then the welds and the thickness of the material are adapted accordingly in order to resist the pressure exerted by the downstream fluid.
  • the greenhouse 200 comprises crop plants 210 positioned on shelves 220, at least one reservoir 20 of a passive thermal regulation system 10 is fixed under at least one shelf 220 (not represented). This arrangement also makes it possible to place the system 10 without causing shade on the crops and without loss of space whatever the orientation of the greenhouse.
  • the greenhouse 200 comprises gutters 230 at least one reservoir 20 of a passive thermal regulation system 10 being fixed under at least one gutter 230 (FIGS. 13A, 13B).
  • This arrangement also makes it possible to place the system 10 without causing shade on the crops and without loss of space whatever the orientation of the greenhouse.
  • FIG. 13A illustrates an example in which the reservoir is a flexible sheath in the form of a pocket fixed and suspended from a gutter (along an East/West axis).
  • FIG. 13B illustrates an example in which the reservoir is a flexible sheath in the form of a pocket fixed to a gutter, and resting on the ground (along an East/West axis).
  • the greenhouse 200 comprises long sides, gables or bays 240, at least one tank 20 of a passive thermal regulation system 10 being fixed along at least one long-pan, gable or span or along interior columns (on a periphery or relative to interior columns) 240.
  • FIG. 14A illustrates an example in which the reservoir is a flexible sheath in the form of a pocket fixed and suspended from a wall or a bay of the greenhouse 200 (along an East/West axis).
  • FIG. 14B illustrates an example in which the reservoir is a flexible sheath in the form of a pocket fixed to a wall or a span of the greenhouse 200, and resting on the ground (along an East/West axis).
  • the tank 20 fixed to a shelf, a gutter, a long side or a span does not touch the ground, it is suspended (FIGS. 13A, 14A).
  • the tank 20 fixed to a shelf, a gutter, a long side or a bay rests on the ground, it is not suspended (FIGS. 13B, 14B).
  • a passive thermal regulation system 10 is placed on each side of the crop plants, in order to optimize and standardize the quantity of heat supplied to the crops.
  • the tank 20 is positioned at least partially underground (in the ground, preferably along the crop rows), one surface of the wall 30 being left free, flush with the ground, in order to capture solar radiation.
  • the tank 20 contains several tens of liters of accumulator fluid 40 per square meter in the greenhouse 200.
  • each passive thermal regulation system 10 placed on the ground comprises a set of stakes positioned every 3 meters for example, in order to prevent the tank from sliding. 20 on the ground, and to maintain it as close as possible to the crop plants.
  • the greenhouse 200 includes at least one fan.
  • the latter can be positioned on the ceiling of the greenhouse 200, so as to lower the heat to the ground and thus make the temperature within the greenhouse even more homogeneous.
  • the fan can also be positioned on a support above the crops, in order to stir the air and thus make the temperature within the greenhouse even more homogeneous and lower the humidity of the leaf to dry the leaf.
  • the greenhouse 200 comprises at least one probe for measuring the temperature of the ambient air and at least one probe for measuring the temperature within the reservoir 20.
  • the greenhouse 200 comprises at least one greenhouse air dehumidification system.

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Abstract

The invention relates to a passive system (10) for heat regulation for an agricultural greenhouse (200), comprising at least one heat-absorbing/heat-diffusing and heat-accumulating reservoir (20) intended to be exposed to solar radiation, characterised in that said reservoir (20) comprises a wall (30) forming a heat absorber/heat diffuser that is able to be heated by solar radiation, and a heat accumulator (40) that is able to store heat energy absorbed by the wall (30), the wall (30) being able to transfer heat to the accumulator (40) and being able to transfer then diffuse heat or cold from the accumulator (40) to the outside of the reservoir (20).

Description

Description Description
Titre de l’invention : Système passif de régulation thermique passive pour serre agricole Title of the invention: Passive thermal regulation system for agricultural greenhouse
L’invention concerne un système passif de régulation thermique pour serre bioclimatique. On appelle système bioclimatique, un système apte à tirer parti des conditions du site d’installation du système et de son environnement. The invention relates to a passive thermal regulation system for a bioclimatic greenhouse. A bioclimatic system is a system capable of taking advantage of the conditions of the site where the system is installed and its environment.
L'invention s'applique plus particulièrement au chauffage d'une serre agricole et à la stabilisation de sa température en utilisant le rayonnement solaire. The invention applies more particularly to the heating of an agricultural greenhouse and to the stabilization of its temperature using solar radiation.
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 température restreinte. In order to be able to grow plants in an agricultural greenhouse, it is necessary to provide light and heat in the appropriate proportion. Indeed, plants grow in a restricted temperature range.
De façon générale, les serres bioclimatiques 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 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. In general, agricultural bioclimatic greenhouses using solar radiation store the heat of solar radiation during the day, and restore this heat during the night or in cloudy conditions. For this, heat reservoirs are exposed to solar radiation in the agricultural greenhouse. The calorific reservoirs contain for example water or stones or can be an earthen wall. Indeed, water and/or stones and/or earth store heat from solar radiation and re-emit it slowly during the night.
Cependant, l'eau et/ou les pierres/ la terre ne restituent pas la 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 rarement adaptée aux températures demandées par les cultures. However, water and/or rocks/earth do not give off heat in a stable way, ie with a constant temperature. The return of heat depends on the external climatic conditions and the agricultural greenhouse. The temperature of the heat reservoir depends on the sunshine, the temperatures inside and outside the greenhouse. This temperature is therefore difficult to control, fluctuating and rarely adapted to the temperatures required by the crops.
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. In addition, the quantity of heat stored by the water and/or the stones and/or the earth is not always sufficient to keep an agricultural greenhouse frost-free over long periods.
On connaît aussi des réservoirs calorifiques contenant des matériaux à changement de phase (MCP ou PCM pour « Phase Change 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. Heat reservoirs containing phase change materials (MCP or PCM for "Phase Change Material" in English) are also known. A phase change material is a substance with a high latent heat of fusion, that is to say a substance capable of storing and releasing a large amount of heat during a phase change.
Cependant, les réservoirs calorifiques de MCP présentent certains inconvénients liés au déplacement du front de solidification qui laisse une épaisseur d'une nouvelle phase solide réduisant les capacités d’échanges thermiques. lln autre inconvénient est le prix élevé des MCP, par exemple 2€ à 6€ par kilo, ce qui peut être prohibitif quand la serre agricole présente un grand volume à réguler en température. However, PCM heat reservoirs have certain drawbacks related to the displacement of the solidification front which leaves a thickness of a new solid phase reducing the heat exchange capacities. Another disadvantage is the high price of PCMs, for example €2 to €6 per kilo, which can be prohibitive when the agricultural greenhouse has a large volume to regulate in temperature.
Enfin, les réservoirs calorifiques ne doivent pas bloquer le rayonnement solaire utile à la photosynthèse. Ainsi dans l’hémisphère nord, les serres bioclimatique classiques doivent être orientées suivant un axe est/ouest avec réservoir calorifique au nord et sont limitées à 10 m de large. Ces systèmes ne sont pas adaptés aux serres multi- chapelles de plus de 10 m de large. Finally, the heat reservoirs must not block the solar radiation useful for photosynthesis. Thus in the northern hemisphere, conventional bioclimatic greenhouses must be oriented along an east/west axis with a heat reservoir to the north and are limited to 10 m wide. These systems are not suitable for multi-span greenhouses over 10 m wide.
Dans l’hémisphère sud, les réservoirs calorifiques sont positionnés au sud. Dans les climats où l’ensoleillement diffus est dominant en hiver, le mur accumulateur de chaleur bloque une partie de cet ensoleillement diffus, ce qui limite la photosynthèse et engendre du tropisme. In the southern hemisphere, heat reservoirs are positioned to the south. In climates where diffuse sunshine is dominant in winter, the heat storage wall blocks part of this diffuse sunshine, which limits photosynthesis and generates tropism.
Ainsi, aucun système bioclimatique connu ne permet de répondre simultanément aux exigences suivantes : Thus, no known bioclimatic system can simultaneously meet the following requirements:
- adapté à tout type de serre (tunnel, multi-chapelle) et quelle que soit l’orientation de la serre ; - suitable for any type of greenhouse (tunnel, multi-chapel) and whatever the orientation of the greenhouse;
- simple à mettre en œuvre ; - simple to implement;
- économique : sans coût de fonctionnement ; - economical: no operating cost;
- robuste ; - robust ;
- efficace : gagner en précocité grâce aux calories stockées, et réduire le risque de gel ; - effective: gain in precocity thanks to stored calories, and reduce the risk of frost;
- écologique : passif, aucune énergie nécessaire pour fonctionner. - ecological: passive, no energy needed to operate.
L'invention a notamment pour but de pallier au moins partiellement aux inconvénients précités, en proposant un système passif de régulation thermique pour serre agricole permettant de répondre aux exigences précitées, et de restituer la chaleur ou la fraicheur 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. The object of the invention is in particular to at least partially overcome the aforementioned drawbacks, by proposing a passive thermal regulation system for an agricultural greenhouse making it possible to meet the aforementioned requirements, and to restore the heat or the coolness stored with better homogeneity and more low dependence on external climatic conditions and having a reduced cost compared to the prior art.
A cet effet, la présente invention a pour objet un système passif de régulation thermique pour serre agricole, comprenant au moins un réservoir absorbeur/diffuseur et accumulateur de chaleur destiné à être exposé (directement ou indirectement) au rayonnement solaire, dans lequel le réservoir comporte une paroi formant un absorbeur de chaleur apte à être chauffé par rayonnement solaire, et un accumulateur de chaleur apte à stocker de l’énergie calorifique absorbée par la paroi, la paroi étant apte à transférer de la chaleur à l’accumulateur, et apte à transférer puis diffuser la chaleur ou la fraicheur de l’accumulateur vers l’extérieur du réservoir. lln tel système passif de régulation thermique permet notamment aux maraîchers, horticulteurs, pépiniéristes, fraisiculteurs et arboriculteurs produisant sous serres de gagner en précocité, d’allonger la saison automnale et d’augmenter les rendements sans aucun chauffage. To this end, the subject of the present invention is a passive thermal regulation system for an agricultural greenhouse, comprising at least one absorber/diffuser and heat accumulator tank intended to be exposed (directly or indirectly) to solar radiation, in which the tank comprises a wall forming a heat absorber capable of being heated by solar radiation, and a heat accumulator capable of storing calorific energy absorbed by the wall, the wall being capable of transferring heat to the accumulator, and capable of transfer then diffuse the heat or the coolness of the accumulator towards the outside of the tank. Such a passive thermal regulation system notably enables market gardeners, horticulturists, nurserymen, strawberry growers and arboriculturists producing in greenhouses to gain in earliness, to lengthen the autumn season and to increase yields without any heating.
Il permet aussi de conserver davantage leurs serres hors gel. En période diurne chaude, la température de feuille est plus tempérée. Ceci est particulièrement efficace en période de canicule. It also allows them to keep their greenhouses more frost-free. In the hot daytime period, the leaf temperature is more temperate. This is particularly effective during heat waves.
Il permet aussi de maintenir le sol plus chaud. It also helps keep the ground warmer.
Le dispositif passif de régulation thermique s’installe dans tous types de serres, existantes ou neuves, quelle que soit la taille et l’orientation, que la culture soit en pleine terre, au sol, sur gouttière ou sous tablette. The passive thermal regulation device can be installed in all types of greenhouses, existing or new, whatever the size and orientation, whether the culture is in the ground, on the ground, on a gutter or under a shelf.
Le système innovant ne nécessite ni maintenance, ni cout de fonctionnement. Il permet de réduire la consommation énergétique de 50 à 100 kWh/m2 suivant la zone géographique et le type de culture. The innovative system requires no maintenance or running costs. It reduces energy consumption by 50 to 100 kWh/m 2 depending on the geographical area and the type of crop.
Suivant d’autres caractéristiques optionnelles du système passif de régulation thermique prises seules ou en combinaison : lorsque le réservoir est positionné dans une serre, la paroi possède une surface tournée vers des cultures maximisant le facteur de forme entre ladite surface tournée vers les cultures et une surface des cultures ; l’accumulateur de chaleur a une capacité thermique volumique supérieure ou égale à celle de l’eau à l’était liquide ; l’accumulateur de chaleur comporte un fluide et/ou un solide ; le fluide est choisi seul ou combinaison parmi les fluides suivants : eau, eau contenant des additifs augmentant la capacité thermique massique de l’eau, par exemple des polymères, eau contenant des additifs augmentant les échanges thermiques avec la paroi par exemple des polymères, eau contenant des additifs antigel tels que des sels, biomasse végétale, eau contenant des matériaux à changement de phase ; le solide est un solide constitué de matériaux à changement de phases, et/ou de la biomasse végétale ; la conductivité thermique de la paroi est supérieure à 0,15 W m-1 K-1 à 20°C ; la paroi est réalisée en un matériau sombre ayant un coefficient d'absorption solaire supérieur à 0,7, et/ou la paroi est recouverte d’un revêtement sombre ayant un coefficient d'absorption solaire supérieur à 0,7 ; le revêtement est un revêtement solaire choisi parmi les revêtements suivants :According to other optional characteristics of the passive thermal regulation system taken alone or in combination: when the tank is positioned in a greenhouse, the wall has a surface facing crops maximizing the form factor between said surface facing crops and a crop area; the heat accumulator has a volumetric heat capacity greater than or equal to that of water in the liquid state; the heat accumulator comprises a fluid and/or a solid; the fluid is chosen alone or in combination from the following fluids: water, water containing additives increasing the specific heat capacity of the water, for example polymers, water containing additives increasing the heat exchanges with the wall, for example polymers, water containing antifreeze additives such as salts, plant biomass, water containing phase change materials; the solid is a solid consisting of phase change materials, and/or plant biomass; the thermal conductivity of the wall is greater than 0.15 W m-1 K-1 at 20°C; the wall is made of a dark material having a solar absorption coefficient greater than 0.7, and/or the wall is covered with a dark coating having a solar absorption coefficient greater than 0.7; the coating is a solar coating chosen from the following coatings:
• peinture solaire ; • solar paint;
• revêtement en oxyde d’aluminium pigmenté au nickel ; • revêtement en sulfure/oxyde de cobalt ; • nickel-pigmented aluminum oxide coating; • sulphide/cobalt oxide coating;
• revêtement en chrome noir ; • black chrome coating;
• revêtement nickel noir ; • black nickel coating;
• revêtement cristal noir ; • black crystal coating;
• acier émaillé ; • enamelled steel;
• revêtement absorbeur d’humidité. la paroi comporte un traitement anti-ultraviolet, tel qu’un revêtement antiultraviolet ; la paroi est réalisée en un matériau choisi seul ou en combinaison parmi les matériaux suivants : plastique, polyéthylène, polychlorure de vinyle, métal ; la paroi comporte au moins une première zone constituée d’un premier matériau, et une seconde zone constituée d’un second matériau, par exemple : • moisture-absorbing coating. the wall has an anti-ultraviolet treatment, such as an anti-ultraviolet coating; the wall is made of a material chosen alone or in combination from the following materials: plastic, polyethylene, polyvinyl chloride, metal; the wall comprises at least a first zone made of a first material, and a second zone made of a second material, for example:
• la première zone est la partie supérieure du réservoir et le premier matériau est un matériau absorbeur du rayonnement solaire ; • the first zone is the upper part of the tank and the first material is a material that absorbs solar radiation;
• la seconde zone est la partie inférieure du réservoir et le second matériau est constituée d’un second matériau isolant thermiquement. la paroi forme une gaine souple dont le module d’élasticité est inférieur à 0,7GPa, de préférence égale à 0,02GPa ; la gaine souple a une forme sensiblement tubulaire ; la gaine souple tubulaire est fermée à ses extrémités par un moyen de pincement, un clip, un nœud, une soudure ou un collage ; la gaine souple forme une poche ; la gaine souple est réalisée par un procédé de soudure ou collage d’un film, d’un tissu, ou d’une bâche plastique ou par un procédé d’extrusion de matière plastique ; la paroi forme un tube rigide ; la paroi a une forme sensiblement tubulaire de diamètre compris entre 20cm et 100cm, et de longueur comprise entre 10m et 100m ; la paroi a une épaisseur comprise entre 0,3mm et 1cm ; l’accumulateur comporte un fluide, et le réservoir comporte un moyen de remplissage en fluide ; l’accumulateur comporte un fluide, et le réservoir comporte un moyen de vidange du fluide ; le moyen de remplissage et le moyen de vidange constitue un même moyen ; le moyen de remplissage et le moyen de vidange sont situés à deux extrémités opposés du réservoir ; le moyen de remplissage et/ou le moyen de vidange comporte une ouverture munie d’un bouchon ; le moyen de remplissage et/ou le moyen de vidange comporte un raccord du type « raccord pompier » soudé sur la paroi ou sur le bouchon ; le moyen de vidange comporte une vanne à régulation de débit ; le moyen de vidange comporte un système de modification réversible de la porosité de la paroi, afin que le fluide de l’accumulateur s’écoule lentement hors du réservoir afin de ne pas inonder la serre, ou l’environnement de la serre ; le réservoir comporte une ouverture d’évacuation/aspi ration d’air ; le réservoir est connecté à un système de chauffage de l’accumulateur ; le système de chauffage comporte un moyen chauffant, du type chaudière par exemple, apte à chauffer un fluide destiné à être injectée dans le réservoir ; le système de chauffage comporte un moyen chauffant, du type chaudière par exemple, apte à chauffer un fluide remplissant un échangeur de chaleur localisé contre le réservoir, de préférence dessous, et apte à échanger de la chaleur avec le réservoir ; le réservoir est connecté à un système de refroidissement de l’accumulateur ; le système de refroidissement comporte un système d’injection d’eau inférieure à 10°C dans le réservoir ; le système de refroidissement comporte un échangeur de chaleur localisé contre le réservoir, de préférence dessous, et apte à échanger de la chaleur avec le réservoir ; le système comporte des moyens de fixation du réservoir à un support, tel qu’une tablette portant des plants de culture, une gouttière ou un long-pan ou une travée ; le système comporte des moyens de stabilisation au sol de la position du réservoir, tels que des piquets ; le système comporte des moyens de guidage de déploiement du réservoir afin de faciliter le déploiement du réservoir ; les moyens de guidage de déploiement comportent au moins l’un des moyens suivants pris seul ou en combinaison : • the second zone is the lower part of the tank and the second material consists of a second thermally insulating material. the wall forms a flexible sheath whose modulus of elasticity is less than 0.7GPa, preferably equal to 0.02GPa; the flexible sheath has a substantially tubular shape; the flexible tubular sheath is closed at its ends by a pinching means, a clip, a knot, a weld or an adhesive bond; the flexible sheath forms a pocket; the flexible sheath is produced by a process of welding or gluing a film, a fabric, or a plastic sheet or by a process of extrusion of plastic material; the wall forms a rigid tube; the wall has a substantially tubular shape with a diameter of between 20cm and 100cm, and a length of between 10m and 100m; the wall has a thickness of between 0.3mm and 1cm; the accumulator comprises a fluid, and the reservoir comprises a fluid filling means; the accumulator comprises a fluid, and the reservoir comprises a means for emptying the fluid; the filling means and the emptying means constitute the same means; the filling means and the emptying means are located at two opposite ends of the tank; the filling means and/or the emptying means comprises an opening provided with a stopper; the filling means and/or the emptying means comprises a connection of the “fire brigade connection” type welded to the wall or to the plug; the emptying means comprises a flow control valve; the emptying means comprises a system for reversibly modifying the porosity of the wall, so that the fluid from the accumulator flows slowly out of the tank so as not to flood the greenhouse, or the environment of the greenhouse; the reservoir has an air discharge/suction opening; the reservoir is connected to an accumulator heating system; the heating system comprises heating means, of the boiler type for example, capable of heating a fluid intended to be injected into the reservoir; the heating system comprises heating means, of the boiler type for example, capable of heating a fluid filling a heat exchanger located against the reservoir, preferably below, and capable of exchanging heat with the reservoir; the reservoir is connected to an accumulator cooling system; the cooling system includes a system for injecting water below 10°C into the tank; the cooling system comprises a heat exchanger located against the reservoir, preferably below, and capable of exchanging heat with the reservoir; the system comprises means for fixing the reservoir to a support, such as a shelf carrying crop plants, a gutter or a long side or a bay; the system comprises means for stabilizing the position of the tank on the ground, such as stakes; the system comprises means for guiding the deployment of the tank in order to facilitate the deployment of the tank; the deployment guide means comprise at least one of the following means taken alone or in combination:
• des renforts locaux disposés le long d’une soudure de la paroi ; • local reinforcements arranged along a weld in the wall;
• des guides tubulaires destinés à être positionnés au sol ; • tubular guides intended to be positioned on the ground;
• un renfort longitudinal le long d’une soudure de la paroi. • a longitudinal reinforcement along a weld of the wall.
L’invention concerne également une serre agricole comprenant au moins un système passif de régulation thermique selon l’invention. The invention also relates to an agricultural greenhouse comprising at least one passive thermal regulation system according to the invention.
Suivant d’autres caractéristiques optionnelles de la serre prises seules ou en combinaison : le système passif de régulation thermique est positionné sans occasionner d'ombrage à des cultures de la serre, face au rayonnement solaire, et en vis-à-vis direct avec lesdites cultures, la paroi ayant une surface tournée vers les cultures maximisant un facteur de forme entre ladite surface tournée vers les cultures et une surface des cultures ; au moins un réservoir d’un système passif de régulation thermique est positionné sur le sol ; une première extrémité du réservoir est plus haute que la seconde extrémité du réservoir ; la serre comporte des plants de cultures positionnés sur des tablettes, au moins un réservoir d’un système passif de régulation thermique étant fixé sous au moins une tablette ; la serre comporte des gouttières au moins un réservoir d’un système passif de régulation thermique étant fixé sous au moins une gouttière ; la serre comporte des long-pans, pignons ou travées, au moins un réservoir d’un système passif de régulation thermique étant fixé le long d’au moins un long-pan, pignon ou une travée ou le long de poteaux intérieurs ; le réservoir fixé ne touche pas le sol ; le réservoir fixé repose sur le sol ; la serre comporte des plants de cultures, et un système passif de régulation thermique est placé de chaque côté des plants ou sur un seul côté ; le réservoir contient plusieurs dizaines de litres de fluide accumulateur au mètre carré dans la serre ; chaque système passif de régulation thermique posé au sol comporte un ensemble de piquets afin d’éviter un glissement de réservoir ; la serre comporte au moins un ventilateur positionné au plafond de la serre, ou sur un support au-dessus des cultures ; la serre comporte au moins une sonde pour mesurer la température de l’air ambiant et au moins une sonde pour mesurer la température au sein du réservoir ; la serre comporte au moins un système de déshumidification de l’air de la serre. According to other optional characteristics of the greenhouse taken alone or in combination: the passive thermal regulation system is positioned without causing for shading crops in the greenhouse, facing solar radiation, and directly facing said crops, the wall having a surface facing the crops maximizing a shape factor between said surface facing the crops and a crop area; at least one reservoir of a passive thermal regulation system is positioned on the ground; a first end of the tank is higher than the second end of the tank; the greenhouse comprises crop plants positioned on shelves, at least one reservoir of a passive thermal regulation system being fixed under at least one shelf; the greenhouse comprises gutters at least one reservoir of a passive thermal regulation system being fixed under at least one gutter; the greenhouse comprises long sides, gables or bays, at least one reservoir of a passive thermal regulation system being fixed along at least one long side, gable or a bay or along interior posts; the fixed tank does not touch the ground; the fixed tank rests on the ground; the greenhouse comprises crop plants, and a passive thermal regulation system is placed on each side of the plants or on one side only; the tank contains several tens of liters of accumulator fluid per square meter in the greenhouse; each passive thermal regulation system placed on the ground comprises a set of stakes in order to prevent the tank from sliding; the greenhouse comprises at least one fan positioned on the ceiling of the greenhouse, or on a support above the crops; the greenhouse comprises at least one probe for measuring the temperature of the ambient air and at least one probe for measuring the temperature within the tank; the greenhouse comprises at least one greenhouse air dehumidification system.
La présence de systèmes passifs de régulation thermique dans la serre réduit l’écart de température entre le jour et la nuit, ce qui permet de réduire le risque de gel et donc de planter beaucoup plus tôt en terre. Grâce à cette technique, la température de feuille est jusqu’à 4°C de plus que dans une serre classique pendant les périodes non ensoleillées. Les essais ont montré jusqu’à 1 mois de précocité et 5% de rendement en plus. L’investissement est également moindre que pour des serres classiques équipées de système de régulation actifs ou passifs selon l’art antérieur. Comme expliqué précédemment, les réservoirs calorifiques ne doivent pas bloquer le rayonnement solaire utile à la photosynthèse, ce qui implique des orientations précises pour les serres bioclimatiques classiques et leurs accumulateurs de chaleur.The presence of passive thermal regulation systems in the greenhouse reduces the temperature difference between day and night, which makes it possible to reduce the risk of frost and therefore to plant much earlier in the ground. Thanks to this technique, the leaf temperature is up to 4°C higher than in a conventional greenhouse during non-sunny periods. Trials have shown up to 1 month earliness and 5% more yield. The investment is also less than for conventional greenhouses equipped with active or passive regulation system according to the prior art. As explained previously, the heat reservoirs must not block the solar radiation useful for photosynthesis, which implies precise orientations for conventional bioclimatic greenhouses and their heat accumulators.
Or par rapport aux serres bioclimatiques connues, le système passif de régulation thermique selon l’invention s’intégre : dans tous types de serres : tunnel, multi-chapelle, serre Venlo, grande portée ; sans contraintes d’orientation ; en construction ou rénovation ; en pleine terre (le long des rangs de culture), au sol, sur gouttière ou sous tablette ; en auto-installation. However, compared to known bioclimatic greenhouses, the passive thermal regulation system according to the invention can be integrated: into all types of greenhouses: tunnel, multi-chapel, Venlo greenhouse, large span; without orientation constraints; under construction or renovation; in the ground (along the crop rows), on the ground, on a gutter or under a shelf; in self-installation.
Brève description des figures Brief description of figures
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : The invention will be better understood on reading the following description given solely by way of example and made with reference to the appended drawings in which:
[Fig. 1] la figure 1 est une vue schématique en coupe d'une serre agricole comprenant un système passif de régulation thermique selon l’invention. [Fig. 1] Figure 1 is a schematic sectional view of an agricultural greenhouse comprising a passive thermal regulation system according to the invention.
[Fig. 2] la figure 2 est une vue schématique d’un système passif de régulation thermique selon l’invention. [Fig. 2] Figure 2 is a schematic view of a passive thermal regulation system according to the invention.
[Fig. 3] la figure 3 illustre un ensemble de quatre réservoirs, chacun étant muni d’un moyen de remplissage en fluide et d’un moyen de vidange d’un fluide de l’accumulateur de chaleur. [Fig. 3] Figure 3 illustrates a set of four reservoirs, each being provided with a fluid filling means and a fluid draining means from the heat accumulator.
[Fig. 4] la figure 4 est un ensemble de figures, figures 4A à 4F, dans lequel : la figure 4A illustre un système passif de régulation thermique comportant un réservoir muni d’un moyen de remplissage en fluide, un moyen de vidange du fluide plus haut que le moyen de remplissage, et un système d’évacuation/aspiration d’air (dégazage), dans lequel le remplissage se fait sous pression. la figure 4B illustre le système passif de régulation thermique de la figure 4A, dans lequel la vidange se fait également sous pression. la figure 4C illustre un système passif de régulation thermique comportant un réservoir muni d’un moyen de remplissage en fluide, un moyen de vidange du fluide plus bas que le moyen de remplissage, et un système d’évacuation/aspiration d’air (dégazage), dans lequel le remplissage se fait sans pression. la figure 4D illustre le système passif de régulation thermique de la figure 4C, dans lequel la vidange se fait également sans pression. la figure 4E illustre le remplissage du réservoir , selon une variante de réalisation, dans laquelle les deux extrémités sont surélevées, en étant rapportées sur des piquets. la figure 4F illustre la vidange du réservoir, selon la variante de réalisation de la figure 4E. [Fig. 4] FIG. 4 is a set of figures, FIGS. 4A to 4F, in which: FIG. 4A illustrates a passive thermal regulation system comprising a reservoir provided with a fluid filling means, a fluid draining means above as the filling means, and an air evacuation/suction system (degassing), in which the filling takes place under pressure. FIG. 4B illustrates the passive thermal regulation system of FIG. 4A, in which the emptying is also done under pressure. FIG. 4C illustrates a passive thermal regulation system comprising a reservoir provided with a fluid filling means, a fluid draining means lower than the filling means, and an air evacuation/suction system (degassing ), in which the filling takes place without pressure. FIG. 4D illustrates the passive thermal regulation system of FIG. 4C, in which emptying also takes place without pressure. FIG. 4E illustrates the filling of the reservoir, according to a variant of realization, in which the two ends are raised, being reported on stakes. FIG. 4F illustrates the emptying of the tank, according to the alternative embodiment of FIG. 4E.
[Fig. 5] la figure 5 illustre un système passif de régulation thermique dans lequel le réservoir comporte une ouverture fermée par un bouchon. [Fig. 5] Figure 5 illustrates a passive thermal regulation system in which the tank has an opening closed by a plug.
[Fig. 6A] la figure 6A illustre un moyen de vidange du fluide muni d’une vanne à régulation de débit. [Fig. 6A] Figure 6A illustrates a fluid draining means provided with a flow control valve.
[Fig. 6B] la figure 6B illustre un moyen de vidange du fluide muni d’un système de modification réversible de la porosité de la paroi du réservoir [Fig. 6B] FIG. 6B illustrates a means for emptying the fluid provided with a system for reversibly modifying the porosity of the wall of the reservoir
[Fig. 7A] la figure 7A une vue schématique en coupe d'une serre agricole comprenant un système de chauffage de l’accumulateur du réservoir. [Fig. 7A] Figure 7A is a schematic cross-sectional view of an agricultural greenhouse including a reservoir accumulator heating system.
[Fig. 7B] la figure 7B est une vue de dessus du schéma de la figure 7A. [Fig. 7B] Figure 7B is a top view of the diagram of Figure 7A.
[Fig. 8A] la figure 8A une vue schématique en coupe d'une serre agricole comprenant un système de refroidissement de l’accumulateur du réservoir. [Fig. 8A] Figure 8A is a schematic sectional view of an agricultural greenhouse including a tank accumulator cooling system.
[Fig. 8B] la figure 8B est une vue de dessus du schéma de la figure 8A. [Fig. 8B] Figure 8B is a top view of the diagram of Figure 8A.
[Fig. 9A] la figure 9A une vue schématique en coupe d'une serre agricole comprenant un système de stabilisation du réservoir. [Fig. 9A] Figure 9A a schematic sectional view of an agricultural greenhouse comprising a tank stabilization system.
[Fig. 9B] la figure 9B est une vue de dessus du schéma de la figure 9A. [Fig. 9B] Figure 9B is a top view of the diagram of Figure 9A.
[Fig. 10A] la figure 10A illustre un système passif de régulation thermique comportant des moyens de guidage de déploiement du réservoir, formant des renforts de soudure disposés à intervalle régulier. [Fig. 10A] FIG. 10A illustrates a passive thermal regulation system comprising means for guiding the deployment of the tank, forming weld reinforcements arranged at regular intervals.
[Fig. 10B] la figure 10B illustre un système passif de régulation thermique comportant un moyen de guidage de déploiement du réservoir, formant un renfort longitudinal le long de la gaine souple. [Fig. 10B] FIG. 10B illustrates a passive thermal regulation system comprising a reservoir deployment guide means, forming a longitudinal reinforcement along the flexible sheath.
[Fig. 11 A] la figure 11 A illustre un exemple dans lequel le réservoir est une gaine souple de forme tubulaire posée sur le sol dans un tunnel, entre deux plants. [Fig. 11 A] FIG. 11 A illustrates an example in which the reservoir is a flexible sheath of tubular shape placed on the ground in a tunnel, between two plants.
[Fig. 11 B] la figure 11 B illustre un exemple dans lequel le réservoir est une gaine souple de forme tubulaire posée sur le sol dans un tunnel, sous des tablettes [Fig. 11C] la figure 11C illustre un exemple dans lequel le réservoir est une gaine souple de forme tubulaire posée sur le sol dans une multi-chapelle. [Fig. 11B] FIG. 11B illustrates an example in which the reservoir is a flexible sheath of tubular shape placed on the ground in a tunnel, under shelves [Fig. 11C] FIG. 11C illustrates an example in which the tank is a flexible sheath of tubular shape placed on the ground in a multi-chapel.
[Fig. 12A] la figure 12A illustre un exemple dans lequel le réservoir est un tube rigide posé sur le sol dans un tunnel, entre deux plants. [Fig. 12A] FIG. 12A illustrates an example in which the reservoir is a rigid tube placed on the ground in a tunnel, between two plants.
[Fig. 12B] la figure 12B illustre un exemple dans lequel le réservoir est un tube rigide posé sur le sol dans un tunnel, sous des tablettes. [Fig. 12B] Figure 12B illustrates an example in which the tank is a rigid tube placed on the ground in a tunnel, under shelves.
[Fig. 12C] la figure 12C illustre un exemple dans lequel le réservoir est un tube rigide posé sur le sol dans une multi-chapelle. [Fig. 13A] la figure 13A illustre un exemple dans lequel le réservoir est une gaine souple en forme de poche fixée et suspendue à une gouttière. [Fig. 12C] Figure 12C illustrates an example in which the tank is a rigid tube placed on the ground in a multi-chapel. [Fig. 13A] Figure 13A illustrates an example in which the reservoir is a flexible sheath in the form of a pocket fixed and suspended from a gutter.
[Fig. 13B] la figure 13B illustre un exemple dans lequel le réservoir est une gaine souple en forme de poche fixée à une gouttière, et reposant sur le sol. [Fig. 13B] FIG. 13B illustrates an example in which the reservoir is a flexible sheath in the form of a pocket fixed to a gutter, and resting on the ground.
[Fig. 14A] la figure 14A illustre un exemple dans lequel le réservoir est une gaine souple en forme de poche fixée et suspendue à une paroi ou une travée de la serre 200 (suivant un axe Est/Ouest). [Fig. 14A] FIG. 14A illustrates an example in which the tank is a flexible sheath in the form of a pocket fixed and suspended from a wall or a span of the greenhouse 200 (along an East/West axis).
[Fig. 14B] la figure 14B illustre un exemple dans lequel le réservoir est une gaine souple en forme de poche fixée à une paroi ou une travée de la serre 200, et reposant sur le sol (suivant un axe Est/Ouest). [Fig. 14B] FIG. 14B illustrates an example in which the tank is a flexible sheath in the form of a pocket fixed to a wall or a span of the greenhouse 200, and resting on the ground (along an East/West axis).
[Fig. 15A] la figure 15A illustre les échanges thermiques en période diurne (stockage). [Fig. 15B] la figure 15B illustre les échanges thermiques en période nocturne (déstockage). [Fig. 15A] FIG. 15A illustrates the heat exchanges during the daytime (storage). [Fig. 15B] FIG. 15B illustrates the heat exchanges during the night period (destocking).
Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence. In these figures, identical elements bear the same reference numbers.
Description détaillée detailed description
On a représenté sur la figure 1 un exemple d’une serre agricole 200 munie d’un système passif de régulation thermique 10 selon un exemple de réalisation de l’invention. There is shown in Figure 1 an example of an agricultural greenhouse 200 provided with a passive thermal regulation system 10 according to an embodiment of the invention.
Un système passif de régulation thermique est un système permettant de chauffer ou refroidir les cultures d’une serre sans nécessité un apport énergétique. On entend par culture, toute espèce végétale cultivée : plantes, fleurs, légumes, fruits,... A passive thermal regulation system is a system that makes it possible to heat or cool crops in a greenhouse without the need for energy input. By culture, we mean any cultivated plant species: plants, flowers, vegetables, fruits, etc.
Un exemple d’un tel système passif de régulation thermique 10 est décrit ci-après, en référence à la figure 2. Le système passif de régulation thermique 10 comprend au moins un réservoir 20 absorbeur/diffuseur et accumulateur de chaleur destiné à être exposé directement ou indirectement (le rayonnement solaire chauffe l’air de la serre, qui chauffe par convection le système 10) au rayonnement solaire. An example of such a passive thermal regulation system 10 is described below, with reference to FIG. 2. The passive thermal regulation system 10 comprises at least one reservoir 20 absorber/diffuser and heat accumulator intended to be directly or indirectly (solar radiation heats the air of the greenhouse, which heats the system 10 by convection) to solar radiation.
Ce réservoir 20 est apte à absorber l’énergie d’un rayonnement solaire, à accumuler cette énergie sous forme de chaleur pendant le jour, et à diffuser cette chaleur hors du réservoir pendant la nuit ou lors de séquences nuageuses. This reservoir 20 is capable of absorbing the energy of solar radiation, of accumulating this energy in the form of heat during the day, and of diffusing this heat out of the reservoir during the night or during cloudy sequences.
Le réservoir 20 comporte une paroi 30 formant un absorbeur de chaleur apte à être chauffé par rayonnement solaire, et un accumulateur 40 de chaleur apte à stocker de l’énergie calorifique absorbée par la paroi 30. The tank 20 comprises a wall 30 forming a heat absorber able to be heated by solar radiation, and a heat accumulator 40 able to store heat energy absorbed by the wall 30.
La paroi 30 est ainsi apte à transférer de la chaleur à l’accumulateur 40 dans certaines conditions, notamment lorsque la température extérieure au réservoir 20 est supérieure à celle de l’intérieur du réservoir 20. La paroi 30 est apte à rafraichir (figure 15A) les cultures lorsque la température extérieure au réservoir 20 est supérieure à celle de l’intérieur. Enfin, la paroi 30 est aussi apte à transférer puis diffuser la chaleur de l’accumulateur 40 vers l’extérieur du réservoir 20 pour chauffer (figure 15B) les cultures lorsque la température extérieure au réservoir 20 est inférieure à celle de l’intérieur. The wall 30 is thus capable of transferring heat to the accumulator 40 under certain conditions, in particular when the temperature outside the reservoir 20 is higher than that of the inside of the tank 20. The wall 30 is able to refresh (FIG. 15A) the crops when the temperature outside the tank 20 is higher than that inside. Finally, the wall 30 is also capable of transferring then diffusing the heat from the accumulator 40 to the outside of the tank 20 to heat (FIG. 15B) the crops when the temperature outside the tank 20 is lower than that inside.
La figure 15A illustre les échanges thermiques en période diurne (stockage), période au cours de laquelle se produit un stockage de chaleur dans le réservoir 20 par rayonnement (RS1), mais aussi par convection (CA), ainsi qu’un rafraichissement des cultures par rayonnement (RRF). En effet, le rayonnement solaire chauffe directement (RS2) l’air de la serre (effet de serre), et également par rayonnement (RS1) la paroi 30 du réservoir 20. L’air de la serre chauffe à son tour par convection (CA) le réservoir 20. Le stockage de chaleur est donc le résultat d’une absorption de chaleur par rayonnement et par convection. Par ailleurs, la paroi 30 du réservoir étant plus froide que les cultures, le réservoir rafraichît les cultures par rayonnement (RRF). FIG. 15A illustrates the heat exchanges during the daytime period (storage), a period during which heat is stored in the tank 20 by radiation (RS1), but also by convection (CA), as well as a cooling of the crops by radiation (RRF). Indeed, solar radiation directly heats (RS2) the air of the greenhouse (greenhouse effect), and also by radiation (RS1) the wall 30 of the reservoir 20. The air of the greenhouse in turn heats by convection ( CA) the reservoir 20. The heat storage is therefore the result of heat absorption by radiation and by convection. Furthermore, since the wall 30 of the tank is colder than the cultures, the tank cools the cultures by radiation (RRF).
La figure 15B illustre les échanges thermiques en période nocturne (déstockage), période au cours de laquelle se produit un déstockage de chaleur du réservoir 20 par rayonnement, conduction et convection. En effet, le réservoir 20 chauffe par rayonnement (RRC) les cultures, et également par convection (CR2) l’air de la serre. L’air chauffé de la serre, entre le réservoir (20) et les cultures chauffe par convection (CR1) les cultures. Enfin, le réservoir 20 chauffe également le sol par conduction (CDR). FIG. 15B illustrates the heat exchanges during the night period (destocking), a period during which a destocking of heat from the reservoir 20 occurs by radiation, conduction and convection. Indeed, the reservoir 20 heats the crops by radiation (RRC), and also by convection (CR2) the air of the greenhouse. The heated air from the greenhouse, between the reservoir (20) and the crops, heats the crops by convection (CR1). Finally, tank 20 also heats the ground by conduction (CDR).
Caractéristiques de l’accumulateur 40 Accumulator characteristics 40
L’accumulateur 40 de chaleur a de préférence une capacité thermique volumique supérieure ou égale à celle de l’eau à l’était liquide (4185 kJ.K’Lm3). Il comporte un fluide, tel que de l’eau, ou un solide, tel qu’un solide constitué de matériaux à changement de phases, ou de la biomasse végétale solide. Il peut également comporter simultanément différents solides et différents fluides. The heat accumulator 40 preferably has a heat capacity by volume greater than or equal to that of water in the liquid state (4185 kJ.K'Lm 3 ). It comprises a fluid, such as water, or a solid, such as a solid consisting of phase change materials, or solid plant biomass. It can also simultaneously comprise different solids and different fluids.
Le fluide peut être de différente nature. Toutefois, ce fluide doit facilement capter la chaleur absorbée par la paroi 30 lorsque celle-ci est chauffée par rayonnement solaire, et doit facilement transmettre sa chaleur à la paroi 30 en période nocturne. The fluid can be of different nature. However, this fluid must easily capture the heat absorbed by the wall 30 when the latter is heated by solar radiation, and must easily transmit its heat to the wall 30 during the night.
Le fluide caloporteur est donc choisi parmi les fluides ayant une grande capacité d’échange thermique avec le matériau constituant la paroi 30, et ayant une grande capacité thermique massique, par exemple avec du polyéthylène (PE) ou du polychlorure de vinyle (PVC). Le fluide de l’accumulateur 40 est avantageusement choisi seul ou en combinaison parmi les fluides suivants : eau ; eau contenant des additifs augmentant la capacité thermique massique de l’eau par exemple des polymères ; eau contenant des additifs augmentant les échanges thermiques avec la paroi 30 par exemple des polymères ; biomasse végétale liquide ; eau avec des matériaux à changement de phase, mélangé à l’eau ou séparé (par exemple sous la forme de billes, ellipses ou cylindres) et eau contenant des additifs antigel tels que des sels. The heat transfer fluid is therefore chosen from fluids having a high heat exchange capacity with the material constituting the wall 30, and having a high specific heat capacity, for example with polyethylene (PE) or polyvinyl chloride (PVC). The fluid of the accumulator 40 is advantageously chosen alone or in combination from the following fluids: water; water containing additives increasing the specific heat capacity of water, for example polymers; water containing additives increasing the heat exchanges with the wall 30, for example polymers; liquid plant biomass; water with phase change materials, mixed with water or separated (eg in the form of balls, ellipses or cylinders) and water containing antifreeze additives such as salts.
Selon un mode de réalisation avantageux, le fluide caloporteur est l’eau. En effet, l’eau peut être libérée du réservoir 20, directement sur le terrain, sans risque de pollution des sols ou dans le système d’irrigation, et permettant une irrigation des cultures. According to an advantageous embodiment, the heat transfer fluid is water. Indeed, the water can be released from the tank 20, directly on the ground, without risk of soil pollution or in the irrigation system, and allowing crop irrigation.
Si le fluide est un fluide ne pouvant être déversé sur le sol, alors le système 10 comporte un bassin de récupération du fluide. If the fluid is a fluid that cannot be poured onto the ground, then the system 10 includes a fluid recovery basin.
Matériau formant la paroi 30 Material forming the wall 30
Afin d’avoir une aptitude suffisante à transférer la chaleur avec l’accumulateur 40, la conductivité thermique de la paroi 30 est supérieure à 0,15 W m-1 K-1 à 20°C pour une épaisseur inférieure à 1 cm. In order to have a sufficient ability to transfer heat with the accumulator 40, the thermal conductivity of the wall 30 is greater than 0.15 W m -1 K -1 at 20° C. for a thickness of less than 1 cm.
Par ailleurs, la paroi 30 est réalisée dans un matériau résistant à la chaleur à l’intérieur d’une serre, et à réchauffement généré par les radiations solaires c’est-à-dire que la paroi 30 préserve ses qualités d’échange thermiques même par de fortes températures au sein de la serre (taille de la surface d’échange, capacité de la paroi à transmettre/recevoir la chaleur à/de l’accumulateur 40, capacité à absorber les rayonnements solaires). Furthermore, the wall 30 is made of a material resistant to heat inside a greenhouse, and to heating generated by solar radiation, that is to say that the wall 30 preserves its heat exchange qualities. even at high temperatures within the greenhouse (size of the exchange surface, capacity of the wall to transmit/receive heat to/from the accumulator 40, capacity to absorb solar radiation).
Ainsi, la paroi 30 est avantageusement réalisée en un matériau choisi seul ou en combinaison parmi les matériaux suivants : polyéthylène (PE), polychlorure de vinyle (PVC), autres plastiques ou métal. Thus, the wall 30 is advantageously made of a material chosen alone or in combination from the following materials: polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), other plastics or metal.
Afin d’améliorer la capacité de la paroi 30 à absorber la chaleur de rayonnement solaire, la paroi 30 est réalisée en un matériau sombre, de préférence noir, vert, bleu ou gris foncé, et/ou la paroi 30 est recouverte d’un revêtement sombre, de préférence noir, vert, bleu ou gris foncé. On appelle sombre une couleur dont le coefficient d'absorption solaire est supérieur à 0,7. Le coefficient d'absorption solaire d'une surface exprime, par un nombre compris en 0 et 1, le pourcentage de l'énergie radiante incidente absorbé par cette surface. In order to improve the capacity of the wall 30 to absorb the heat of solar radiation, the wall 30 is made of a dark material, preferably black, green, blue or dark gray, and/or the wall 30 is covered with a dark coating, preferably black, green, blue or dark gray. Dark is a color whose solar absorption coefficient is greater than 0.7. The solar absorption coefficient of a surface expresses, by a number between 0 and 1, the percentage of the incident radiant energy absorbed by this surface.
Le revêtement peut être un revêtement solaire choisi parmi les revêtements suivants : peinture solaire (sélective ou non) ; revêtement en oxyde d’aluminium pigmenté au nickel ; revêtement en sulfure/oxyde de cobalt ; revêtement en chrome noir ; revêtement nickel noir ; revêtement cristal noir ; acier émaillé ; revêtement absorbeur d’humidité. The coating may be a solar coating chosen from the following coatings: solar paint (selective or not); nickel-pigmented aluminum oxide coating; sulphide/cobalt oxide coating; black chrome coating; black nickel coating; black crystal coating; enamelled steel; moisture absorbing coating.
Selon une variante de réalisation, le revêtement comporte un traitement ou revêtement anti-ultraviolet afin de prolonger la durée de vie de la paroi 30. According to a variant embodiment, the coating comprises an anti-ultraviolet treatment or coating in order to extend the life of the wall 30.
Selon l’invention, la paroi 30 est suffisamment robuste pour être capable de résister (ne pas s’altérer, se percer) à des objets tels que des petits cailloux, des épines, des ravageurs, des chocs... , et pour ne pas diminuer l’ergonomie de l’utilisateur de la serre : par exemple, le maraicher peut poser son genou dessus pour travailler les légumes par exemple. According to the invention, the wall 30 is robust enough to be able to resist (not deteriorate, pierce) objects such as small pebbles, thorns, pests, shocks, etc., and to not not reduce the ergonomics of the user of the greenhouse: for example, the market gardener can put his knee on it to work the vegetables for example.
Ainsi, selon un premier mode de réalisation, la paroi 30 forme une gaine souple, dont le module d’élasticité est préférentiellement inférieur à 0,7GPa, de préférence sensiblement égale à 0,02GPa. Thus, according to a first embodiment, the wall 30 forms a flexible sheath, the modulus of elasticity of which is preferably less than 0.7GPa, preferably substantially equal to 0.02GPa.
Une telle gaine souple peut être réalisée par un procédé de soudure d’un film, d’un tissu, d’une bâche plastique (en polyéthylène (PE) ou en polychlorure de vinyle (PVC) par exemple), tel qu’un procédé de soudure par haute fréquences, un procédé de soudure thermique (par application directe de chaleur), ou encore un procédé de soudure par ultrason. Such a flexible sheath can be produced by a process of welding a film, a fabric, a plastic tarpaulin (in polyethylene (PE) or in polyvinyl chloride (PVC) for example), such as a process high-frequency welding, a thermal welding process (by direct application of heat), or an ultrasonic welding process.
Une telle gaine souple peut être réalisée par un procédé de collage d’un film, d’un tissu, d’une bâche plastique (en polyéthylène (PE) ou en polychlorure de vinyle (PVC) par exemple). Such a flexible sheath can be produced by a process of gluing a film, a fabric, a plastic tarpaulin (polyethylene (PE) or polyvinyl chloride (PVC) for example).
De façon avantageuse la gaine souple est réalisée par un procédé d’extrusion. Selon ce procédé, aucune soudure n’est nécessaire dans la longueur de la gaine, offrant un réservoir 20 plus robuste mécaniquement. Advantageously, the flexible sheath is produced by an extrusion process. According to this method, no welding is necessary in the length of the sheath, offering a tank 20 that is more mechanically robust.
Selon un mode de réalisation, la paroi 30 comporte différentes zones, chaque zone étant formée de matériaux différents, les matériaux étant choisis pour améliorer la fonction de la zone. Ainsi, selon une variante de réalisation, la paroi 30 comporte au moins une première zone constituée d’un premier matériau, et au moins une seconde zone constituée d’un second matériau. Selon cette variante, la première zone est la partie supérieure du réservoir 20, et la seconde zone est la partie inférieure (tournée/posée vers/sur le sol) du réservoir 20. According to one embodiment, the wall 30 comprises different zones, each zone being formed of different materials, the materials being chosen to improve the function of the zone. Thus, according to a variant embodiment, the wall 30 comprises at least a first zone made of a first material, and at least a second area made of a second material. According to this variant, the first zone is the upper part of the tank 20, and the second zone is the lower part (turned/placed towards/on the ground) of the tank 20.
Par exemple, le second matériau constituant la partie inférieure est un matériau isolant thermiquement (PVC muni d’une mousse isolante thermiquement par exemple), de façon à ce que la chaleur de l’accumulateur soit émise la nuit sur la partie aérienne supérieure et non vers le sol. De même, le premier matériau constituant la partie supérieure est choisi pour avoir de très bonnes propriétés d’absorption du rayonnement solaire ou d'émission, meilleures que le second matériau. Selon ce mode de réalisation, le réservoir 20 comporte alors deux soudures. D’une manière générale, le système peut être composé de différents matériaux sur sa circonférence par rapport à l’absorption diurne du gain solaire, le chauffage radiatif vers les cultures, la résistance aux chocs, les pertes thermiques vers le sol. For example, the second material constituting the lower part is a thermally insulating material (PVC fitted with a thermally insulating foam for example), so that the heat from the accumulator is emitted at night on the upper aerial part and not to the ground. Similarly, the first material constituting the upper part is chosen to have very good solar radiation absorption or emission properties, better than the second material. According to this embodiment, the tank 20 then comprises two welds. Generally speaking, the system can be composed of different materials around its circumference with respect to diurnal absorption of solar gain, radiative heating to crops, impact resistance, heat losses to the ground.
Selon un mode de réalisation, la paroi 30 est une paroi multicouche. Chaque couche peut avoir des propriétés différentes : absorption du rayonnement solaire, résistance au choc, facilité de collage... Selon un exemple, la paroi 30 est formée : According to one embodiment, the wall 30 is a multilayer wall. Each layer can have different properties: absorption of solar radiation, impact resistance, ease of bonding, etc. According to one example, the wall 30 is formed:
D’une première couche interne : cette couche a pour fonction de favoriser l’étanchéité du réservoir 20, et de faciliter la soudure/le collage de la paroi 30 pour former un tube ou une poche. Cette couche peut avantageusement être un PVC lisse, laqué ou enduit de colle afin d’évite de souder la couche externe. A first internal layer: this layer has the function of favoring the tightness of the tank 20, and of facilitating the welding/gluing of the wall 30 to form a tube or a pocket. This layer can advantageously be a smooth PVC, lacquered or coated with glue in order to avoid welding the outer layer.
D’une seconde couche externe : cette couche a pour fonction de favoriser la captation du rayonnement solaire, et d’offrir une résistance mécanique permettant d’éviter notamment le perçage du réservoir 20. Cette couche peut avantageusement être un tissu de PVC ou PE avec facultativement un traitement anti UV. A second outer layer: this layer has the function of promoting the capture of solar radiation, and of offering mechanical resistance making it possible in particular to avoid the drilling of the reservoir 20. This layer can advantageously be a PVC or PE fabric with optionally an anti UV treatment.
Selon un exemple de réalisation de ce premier mode de réalisation, la gaine souple a une forme sensiblement tubulaire, fermée à ses extrémités par pincement, clip, nœud ou soudure, et destinée à être posée sur le sol. Le nœud peut être réalisé soit directement avec la gaine souple, soit avec un moyen du type ficelle, cordelette, sangle (avantageux pour le mode de réalisation des figures 4E et 4F par exemple). According to an exemplary embodiment of this first embodiment, the flexible sheath has a substantially tubular shape, closed at its ends by pinching, clip, knot or welding, and intended to be placed on the ground. The knot can be made either directly with the flexible sheath, or with a means of the string, cord or strap type (advantageous for the embodiment of FIGS. 4E and 4F for example).
Selon un autre exemple de réalisation de ce premier mode de réalisation, la gaine souple forme une poche destinée à être fixée à un élément de serre, suspendue ou reposant sur le sol. According to another exemplary embodiment of this first embodiment, the flexible sheath forms a pocket intended to be fixed to a greenhouse element, suspended or resting on the ground.
L’avantage d’une gaine ou d’une poche souple est que ce type de réservoir 20 peut être vidé facilement (pression sur la paroi souple), puis facilement rangé/enroulé et déplaçable suivant les cycles de culture. Exemple 1 de réalisation : The advantage of a sheath or a flexible pouch is that this type of reservoir 20 can be emptied easily (pressure on the flexible wall), then easily stored/rolled up and moved according to the cultivation cycles. Example 1 of realization:
Le réservoir 20 est constitué d’une paroi 30 réalisée en LAC640® (SAINT CLAIR TEXTILES ®, France). Le tissu LAC640® est un tissu enduit de PVC 640 g/m2 laqué double face qui possède une excellente soudabilité. Une description de ce produit est disponible dans le document suivant : https://www.saintclairtextiles.com/produit/lac- 640/ The tank 20 consists of a wall 30 made of LAC640® (SAINT CLAIR TEXTILES®, France). The LAC640® fabric is a double-sided lacquered 640 g/ m2 PVC coated fabric which has excellent weldability. A description of this product is available in the following document: https://www.saintclairtextiles.com/produit/lac-640/
Les caractéristiques principales sont reprises dans le tableau 1 suivant : [Tableau 1]
Figure imgf000016_0001
The main characteristics are listed in the following table 1: [Table 1]
Figure imgf000016_0001
Exemple 2 de réalisation : Le réservoir 20 est constitué d’une paroi 30 réalisée en une couche externe de tissu en polyéthylène (non toxique et recyclable), et une couche interne lisse favorisant la soudure et le collage. La couche externe est recouverte d’un revêtement antiultraviolet. Example 2 of embodiment: The tank 20 consists of a wall 30 made of an outer layer of polyethylene fabric (non-toxic and recyclable), and a smooth inner layer promoting welding and gluing. The outer layer is coated with an anti-ultraviolet coating.
Forme de la paroi 30 Selon un mode de réalisation préféré, le réservoir 20 forme un tube, souple (figures 11A à 11C par exemple) ou rigide (figures 12A à 12C par exemple), dont le diamètre est compris entre 20cm et 100cm, et dont la longueur est comprise entre 10m et 100m, et la paroi 30 a une épaisseur comprise entre 0.3mm et 1cm. Une épaisseur faible permet un meilleur échange thermique mais au détriment de la robustesse, notamment au détriment à la résistance mécanique à des objets tels que des petits cailloux, ou l’application d’une force par l’utilisateur. Shape of the wall 30 According to a preferred embodiment, the reservoir 20 forms a tube, flexible (FIGS. 11A to 11C for example) or rigid (FIGS. 12A to 12C for example), the diameter of which is between 20cm and 100cm, and whose length is between 10m and 100m, and the wall 30 has a thickness between 0.3mm and 1cm. A low thickness allows a better heat exchange but to the detriment of the robustness, in particular to the detriment of the mechanical resistance to objects such as small pebbles, or the application of a force by the user.
Toutefois, la longueur du tube est avantageusement adaptée à la pente du terrain sur lequel il est posé. Ainsi, suivant la configuration de la serre et la pente du terrain, la longueur pourra être dans certains cas inférieure à 10m ou supérieure à 100m. De même suivant le type de culture, le diamètre pourra être dans certains cas inférieure à 20cm ou supérieure à 100cm. However, the length of the tube is advantageously adapted to the slope of the ground on which it is laid. Thus, depending on the configuration of the greenhouse and the slope of the land, the length may in some cases be less than 10m or greater than 100m. Similarly, depending on the type of crop, the diameter may in some cases be less than 20cm or greater than 100cm.
Selon un autre mode de réalisation, le réservoir 20 forme une poche souple, comme illustré sur les figures 13A à 14B. According to another embodiment, the reservoir 20 forms a flexible pouch, as illustrated in FIGS. 13A to 14B.
De façon générale, le réservoir 20 permet un rayonnement thermique directe par infrarouge lointain sur les cultures grâce à un facteur de forme élevé. On appelle « facteur de forme » la part du rayonnement thermique, émis par une surface (la paroi 30), qu'une autre surface reçoit ; dans le cas des cultures, c’est la part du rayonnement émis par la paroi 30 qui est reçue par la surface des cultures, par exemple la surface formée par le feuillage exposé vers la paroi 30. In general, the tank 20 allows direct thermal radiation by far infrared on the crops thanks to a high form factor. The part of the thermal radiation, emitted by a surface (the wall 30), that another surface receives, is called the “form factor”. in the case of crops, it is the part of the radiation emitted by the wall 30 which is received by the surface of the crops, for example the surface formed by the foliage exposed towards the wall 30.
Ainsi, en période d’absence (nuit) ou de limitation (nuage) de soleil, le réservoir 20 rayonne de la chaleur directement sur les cultures. De ce fait, la température des cutures est supérieure à celle de l’air ambiant. Thus, in periods of absence (night) or limitation (cloud) of the sun, the reservoir 20 radiates heat directly onto the crops. As a result, the temperature of the cultures is higher than that of the ambient air.
De la même façon, le positionnement du réservoir 20 permet également un rafraîchissement diurne si nécessaire : en période diurne chaude, la température de feuille des cultures est plus tempérée grâce au système 10 selon l’invention. Ceci est particulièrement efficace en période de canicule. En effet, pendant ces périodes, le réservoir 20 est plus froid que l’air ambiant sous la serre. Le réservoir 20 rayonne alors de la fraicheur directement vers les cultures, car le réservoir 20 est située en regard de ces cultures. Ainsi, la température des cutures est inférieure à celle de l’air ambiant. In the same way, the positioning of the reservoir 20 also allows daytime cooling if necessary: in hot daytime periods, the leaf temperature of the crops is more moderate thanks to the system 10 according to the invention. This is particularly effective during heat waves. Indeed, during these periods, the tank 20 is colder than the ambient air under the greenhouse. The reservoir 20 then radiates freshness directly towards the crops, because the reservoir 20 is located opposite these crops. Thus, the temperature of the cultures is lower than that of the ambient air.
Equipements de remplissage/vidange du réservoir 20 (figures 3 et 4A à 4D)Equipment for filling/emptying tank 20 (FIGS. 3 and 4A to 4D)
Lorsque l’accumulateur 40 comporte un fluide, le réservoir 20 comporte un moyen de remplissage 50 en fluide et de préférence un moyen de vidange 60 du fluide. Un tel moyen de vidange 60 est avantageusement activé en fin de saison froide (par exemple à la fin de l’hiver en France). La figure 3 illustre un ensemble de quatre réservoir 20, chacun étant muni d’un moyen de remplissage 50 en fluide et d’un moyen de vidange 60 du fluide. When the accumulator 40 comprises a fluid, the reservoir 20 comprises a means of filling 50 with fluid and preferably a means of emptying 60 of the fluid. Such a draining means 60 is advantageously activated at the end of the cold season (for example at the end of winter in France). Figure 3 illustrates a set of four reservoirs 20, each being provided with a means of filling 50 with fluid and with a means of emptying 60 of the fluid.
Le réservoir 20 peut également comporter un système 85 d’évacuation/aspiration d’air, pour le dégazage de l’air lors du remplissage par le fluide, ou pour faire entrer l’air lors de la vidange du réservoir 20 (figures 4A à 4F). Selon un mode de réalisation, le moyen de remplissage 50 et le moyen de vidange 60 constitue un même moyen (figures 4A et 4B), par exemple une ouverture 70 munie d’un bouchon 80 (figure 5). The reservoir 20 may also include an air evacuation/suction system 85, for the degassing of the air during filling with the fluid, or to bring in the air during the emptying of the reservoir 20 (FIGS. 4A to 4F). According to one embodiment, the filling means 50 and the emptying means 60 constitute the same means (FIGS. 4A and 4B), for example an opening 70 provided with a stopper 80 (FIG. 5).
Selon un autre mode de réalisation, au contraire, le moyen de remplissage 50 et le moyen de vidange 60 sont deux moyens distincts (figures 4C à 4F). Par exemple, ils peuvent être avantageusement situés à deux extrémités opposées du réservoir 20. Dans ce cas, et avantageusement, le moyen de remplissage 50 est positionné à une première extrémité du réservoir 20 destinée à être positionnée plus haut que la seconde extrémité du réservoir 20, cette dernière portant le moyen de vidange 60 (figures 4C à 4F). Une telle configuration facilite le remplissage, et facilite la vidange. A l’inverse (non illustré), il est possible d’utiliser des moyens de pompage, permettant d’inverser les positions des moyens de remplissage 50 et de vidange 60. According to another embodiment, on the contrary, the filling means 50 and the emptying means 60 are two distinct means (FIGS. 4C to 4F). For example, they can advantageously be located at two opposite ends of the reservoir 20. In this case, and advantageously, the filling means 50 is positioned at a first end of the reservoir 20 intended to be positioned higher than the second end of the reservoir 20 , the latter carrying the emptying means 60 (FIGS. 4C to 4F). Such a configuration facilitates filling, and facilitates emptying. Conversely (not shown), it is possible to use pumping means, making it possible to reverse the positions of the filling 50 and emptying 60 means.
L’ouverture (85) d’évacuation/aspiration d’air peut être le système de remplissage ou celui de vidange. Un seul system d’ouverture (85) d’évacuation/aspiration d’air, remplissage et vidange est aussi possible The air evacuation/suction opening (85) can be the filling system or the emptying system. A single opening system (85) for evacuation/air suction, filling and emptying is also possible
Selon un exemple de réalisation, le moyen de remplissage 50 et/ou le moyen de vidange 60 comporte une ouverture 70 munie d’un bouchon 80 (figure 5). Avantageusement, le moyen de remplissage 50 et/ou le moyen de vidange 60 comporte un raccord du type « raccord pompier » soudé sur la paroi 30 ou sur le bouchon 80. Avantageusement, le moyen de remplissage 50 et/ou le moyen de vidange 60 comporte une pompe apte à injecter ou extraire le fluide dans ou du réservoir 20. According to an exemplary embodiment, the filling means 50 and/or the emptying means 60 comprises an opening 70 fitted with a plug 80 (FIG. 5). Advantageously, the filling means 50 and/or the emptying means 60 comprises a connection of the “fire brigade connection” type welded to the wall 30 or to the cap 80. Advantageously, the filling means 50 and/or the emptying means 60 comprises a pump capable of injecting or extracting the fluid into or from the reservoir 20.
Par ailleurs, lorsque la gaine ou la poche souple est fermée avec des clips ou par des nœuds, au niveau de l’extrémité haute, le clip ou le nœud est ouvert pour le remplissage et refermée après. Les extrémités sont surélevées des deux côtés (avec un piquet ou une barre par exemple - figures 4E et 4F) pour que le fluide ne s’écoule pas. Furthermore, when the sheath or the flexible bag is closed with clips or knots, at the upper end, the clip or the knot is opened for filling and closed afterwards. The ends are raised on both sides (with a stake or a bar for example - figures 4E and 4F) so that the fluid does not flow out.
Selon un exemple de réalisation, le remplissage 50 peut se faire directement en enlevant les bouchons. According to an exemplary embodiment, the filling 50 can be done directly by removing the caps.
La vidange du réservoir 20 peut aussi se faire par gravité, notamment lorsque le réservoir est suspendu, ou repose sur le sol. The tank 20 can also be emptied by gravity, in particular when the tank is suspended, or rests on the ground.
Les figures 4A et 4B illustrent un système 10 passif de régulation thermique comportant un réservoir 20 muni d’un unique moyen 50/60 de remplissage/vidange en fluide : les moyens 50 et 60 ne forme qu’un seul moyen. Le réservoir 20 de ce système est avantageusement posé sur un sol comportant un dénivelé, de sorte qu’une extrémité du réservoir est plus basse que l’autre. Comme illustré sur les figures 4A et 4B l’extrémité portant le moyen 50/60 est positionnée plus bas que l’autre extrémité. Dans cette configuration du système 10, l’autre extrémité du réservoir 20 (positionnée plus haut) comporte un système 85 d’évacuation/aspiration d’air, pour le dégazage de l’air lors du remplissage par le fluide (figure 4A), ou pour faire entrer l’air lors de la vidange du réservoir 20 (figure 4B). FIGS. 4A and 4B illustrate a passive thermal regulation system 10 comprising a reservoir 20 provided with a single means 50/60 for filling/draining fluid: the means 50 and 60 form only a single means. The tank 20 of this system is advantageously placed on a ground having a drop, so that one end of the tank is lower than the other. As illustrated in Figures 4A and 4B the end carrying the means 50/60 is positioned lower than the other end. In this configuration of the system 10, the other end of the tank 20 (positioned higher) comprises an air evacuation/suction system 85, for degassing the air during filling with the fluid (FIG. 4A), or to bring in air when emptying the tank 20 (FIG. 4B).
Les figures 4C et 4D illustrent un système 10 passif de régulation thermique comportant un réservoir 20 muni d’un moyen de remplissage 50 et d’un moyen distinct de vidange 60. Le réservoir 20 de ce système est avantageusement posé sur un sol comportant un dénivelé, de sorte qu’une extrémité du réservoir est plus basse que l’autre. Comme illustré sur les figures 4C et 4D l’extrémité portant le moyen de vidange 60 est positionnée plus bas que l’autre extrémité. Dans cette configuration du système 10, l’autre extrémité du réservoir 20 (positionnée plus haut) comporte le moyen de remplissage 50. Dans cette configuration du système 10, le remplissage par le fluide se fait aisément et sans pression (figure 4C), et la vidange du fluide se fait également aisément et sans pression (figure 4D). Selon cet exemple, et de façon facultative, l’extrémité portant le moyen de remplissage 50 peut comporter un système 85 d’évacuation/aspiration d’air. FIGS. 4C and 4D illustrate a passive thermal regulation system 10 comprising a tank 20 provided with a filling means 50 and a separate emptying means 60. The tank 20 of this system is advantageously placed on a ground comprising a drop , so that one end of the tank is lower than the other. As illustrated in Figures 4C and 4D the end carrying the emptying means 60 is positioned lower than the other end. In this configuration of the system 10, the other end of the tank 20 (positioned higher) comprises the filling means 50. In this configuration of the system 10, the filling by the fluid is done easily and without pressure (FIG. 4C), and the emptying of the fluid is also done easily and without pressure (FIG. 4D). According to this example, and optionally, the end carrying the filling means 50 may comprise a system 85 for air evacuation/suction.
Les figures 4E et 4F illustrent un système 10 passif de régulation thermique comportant un réservoir 20 muni d’un moyen de remplissage 50 et d’un moyen distinct de vidange 60. Le réservoir 20 de ce système est avantageusement posé sur un sol comportant un dénivelé, de sorte qu’une extrémité du réservoir est plus basse que l’autre. Comme illustré sur les figures 4E et 4F l’extrémité portant le moyen de vidange 60 est positionnée plus bas que l’autre extrémité. Dans cette configuration du système 10, l’autre extrémité du réservoir 20 (positionnée plus haut) comporte le moyen de remplissage 50. Dans cette configuration du système 10, le remplissage par le fluide se fait aisément et sans pression (figure 4E), et la vidange du fluide se fait également aisément et sans pression (figure 4F). Selon cet exemple, et de façon facultative, l’extrémité portant le moyen de remplissage 50 peut comporter un système 85 d’évacuation/aspiration d’air. Selon cet exemple, chaque extrémité du réservoir 20 est surélevée le long d’un piquet 140, et y est rapportée (par exemple attachée avec une ficelle, cordelette, sangle, ...). Chaque extrémité peut être fermée par un système simple (moins de pression que lorsque le réservoir est à plat), telle qu’un nœud, un clip ou une ficelle par exemple, afin de pouvoir être alternativement ouverte et fermée. FIGS. 4E and 4F illustrate a passive thermal regulation system 10 comprising a reservoir 20 provided with a filling means 50 and a separate emptying means 60. The reservoir 20 of this system is advantageously placed on a ground comprising a vertical drop , so that one end of the tank is lower than the other. As illustrated in Figures 4E and 4F the end carrying the emptying means 60 is positioned lower than the other end. In this configuration of the system 10, the other end of the tank 20 (positioned higher) comprises the filling means 50. In this configuration of the system 10, the filling by the fluid is done easily and without pressure (FIG. 4E), and the emptying of the fluid is also done easily and without pressure (FIG. 4F). According to this example, and optionally, the end carrying the filling means 50 may comprise a system 85 for air evacuation/suction. According to this example, each end of the reservoir 20 is raised along a stake 140, and is attached to it (for example attached with a string, cord, strap, etc.). Each end can be closed by a simple system (less pressure than when the tank is flat), such as a knot, a clip or a string for example, so that it can be alternately opened and closed.
Selon un mode de réalisation, le moyen de vidange 60 est équipé d’un dispositif apte à contrôler le débit de vidange. Par exemple afin de laisser le temps au sol d’absorber le fluide, lorsque le fluide est de l’eau. Ainsi, selon un exemple, le moyen de vidange 60 comporte une vanne 66 à régulation de débit (figure 6A). Selon un autre exemple, le moyen de vidange 60 comporte un système 68 (figure 6B) de modification réversible de la porosité de la paroi 30, afin que le fluide de l’accumulateur 40 s’écoule lentement hors de du réservoir 20 afin de ne pas inonder la serre 200, ou l’environnement de la serre 200. De préférence ce système se répartit sur sensiblement toute la longueur du réservoir 20 (figure 6B). Par exemple, le réservoir 20 comporte à sa base une crépine à ouverture variable et pilotable. According to one embodiment, the emptying means 60 is equipped with a device able to control the emptying flow rate. For example in order to allow time for the ground to absorb the fluid, when the fluid is water. Thus, according to one example, the emptying means 60 comprises a valve 66 with flow control (FIG. 6A). According to another For example, the emptying means 60 comprises a system 68 (FIG. 6B) of reversible modification of the porosity of the wall 30, so that the fluid from the accumulator 40 flows slowly out of the tank 20 so as not to flood the greenhouse 200, or the environment of the greenhouse 200. Preferably, this system is distributed over substantially the entire length of the reservoir 20 (FIG. 6B). For example, the tank 20 comprises at its base a strainer with variable and controllable opening.
Selon une variante de réalisation (figure 4A à 4D), le réservoir 20 comporte une seconde ouverture 85, dite ouverture d’évacuation/aspiration d’air, pour le dégazage de l’air lors du remplissage par le fluide ou pour faire entrer l’air lors de la vidange du réservoir 20. Cette seconde ouverture permet d’évacuer, respectivement aspirer, l’air lors du remplissage, respectivement vidange, du réservoir. Cette seconde ouverture est fermée par un bouchon, dit bouchon dégazeur. According to a variant embodiment (FIG. 4A to 4D), the tank 20 comprises a second opening 85, called the air evacuation/suction opening, for the degassing of the air during the filling with the fluid or for bringing the air when emptying the tank 20. This second opening allows to evacuate, respectively suck, the air when filling, respectively emptying, of the tank. This second opening is closed by a plug, called a degasser plug.
Equipements d’amélioration du rendement du réservoir Reservoir performance improvement equipment
Selon un mode de réalisation (figures 7A, 7B), le réservoir 20 est connecté à un système de chauffage 90 de l’accumulateur 40. Un tel système permet de palier un manque d’ensoleillement ou une température extérieure trop faible pour conserver une température constante et homogène dans la serre 200. According to one embodiment (FIGS. 7A, 7B), the tank 20 is connected to a heating system 90 of the accumulator 40. Such a system makes it possible to compensate for a lack of sunshine or an outside temperature that is too low to maintain a temperature constant and homogeneous in greenhouse 200.
Le système de chauffage 90 comporte un dispositif chauffant 92, du type chaudière, géothermique par exemple, apte à chauffer un fluide, tel que de l’eau. The heating system 90 comprises a heating device 92, of the boiler type, geothermal for example, capable of heating a fluid, such as water.
Selon un exemple de réalisation (non représenté), ce fluide chaud (par exemple 45°C) est destiné à être injecté dans le réservoir 20, en remplacement du fluide pas assez chaud présent dans le réservoir 20. According to an exemplary embodiment (not shown), this hot fluid (for example 45° C.) is intended to be injected into the tank 20, to replace the not hot enough fluid present in the tank 20.
Selon un autre exemple de réalisation (figures 7A et 7B), ce fluide est destiné à être injecté dans un échangeur de chaleur 100, par exemple un ensemble de tubes, localisé contre (en contact de) la paroi 30 du réservoir 20, de préférence dessous, et apte à échanger de la chaleur avec cette paroi 30. According to another exemplary embodiment (FIGS. 7A and 7B), this fluid is intended to be injected into a heat exchanger 100, for example a set of tubes, located against (in contact with) the wall 30 of the reservoir 20, preferably underneath, and capable of exchanging heat with this wall 30.
Dans ces deux cas, le système de chauffage 90, qui permet également de stocker une grande quantité de chaleur comme un ballon d’eau chaude, permet de baisser la puissance de la chaudière par rapport à une installation conventionnelle. In these two cases, the heating system 90, which also stores a large quantity of heat like a hot water tank, makes it possible to lower the power of the boiler compared to a conventional installation.
Selon un mode de réalisation, le réservoir 20 est connecté à un système de refroidissement 110 de l’accumulateur 40 (figures 8A, 8B). According to one embodiment, the reservoir 20 is connected to a cooling system 110 of the accumulator 40 (FIGS. 8A, 8B).
Le système de refroidissement 110 comporte un moyen de récupération 112 d’eau glacée ou froide (température inférieure à 10°C par exemple), provenant par exemple d’un groupe froid, ou comporte un dispositif de refroidissement, apte à refroidir un fluide, tel que de l’eau. Selon un exemple de réalisation (non représenté), ce fluide froid (température inférieure à 10°C), est destiné à être injecté dans le réservoir 20, en remplacement du fluide trop chaud présent dans le réservoir 20. The cooling system 110 comprises means 112 for recovering chilled or cold water (temperature below 10° C. for example), coming for example from a cold unit, or comprises a cooling device, capable of cooling a fluid, such as water. According to an exemplary embodiment (not shown), this cold fluid (temperature below 10° C.) is intended to be injected into the tank 20, to replace the excessively hot fluid present in the tank 20.
Selon un autre exemple de réalisation (figures 8A et 8B), ce fluide froid est destiné à être injecté dans un échangeur de chaleur 120, par exemple un ensemble de tubes, localisé contre (en contact de) la paroi 30 du réservoir 20, de préférence dessous, et apte à échanger de la chaleur avec cette paroi 30. According to another exemplary embodiment (FIGS. 8A and 8B), this cold fluid is intended to be injected into a heat exchanger 120, for example a set of tubes, located against (in contact with) the wall 30 of the tank 20, of preferably underneath, and capable of exchanging heat with this wall 30.
Equipements de fixation/stabilisation du réservoir Tank securing/stabilizing equipment
Selon un mode de réalisation, le système passif de régulation thermique 10 comporte des moyens de fixation (non représenté) du réservoir 20 à un support, tel qu’une tablette portant des plants de culture, une gouttière ou un long-pan ou une travée. According to one embodiment, the passive thermal regulation system 10 comprises means for fixing (not shown) the tank 20 to a support, such as a shelf carrying crop plants, a gutter or a long-pan or a span .
Selon un mode de réalisation (figures 9A et 9B), le système passif de régulation thermique 10 comporte des moyens de stabilisation 140 au sol de la position du réservoir 20, tels que des piquets. Ces piquets permettent d’éviter un glissement de la gaine sur le sol, et de la maintenir ainsi au plus près des cultures. Ces piquets peuvent constituer par exemple des barres en forme de U avec une tige en acier. According to one embodiment (FIGS. 9A and 9B), the passive thermal regulation system 10 comprises means 140 for stabilizing the position of the reservoir 20 on the ground, such as stakes. These pegs prevent the sheath from slipping on the ground, and thus keep it as close as possible to the crops. These stakes can constitute for example U-shaped bars with a steel rod.
Selon un mode de réalisation (figures 10A et 10B), pour permettre facilement l’installation au sol du système 10 comportant un réservoir 20 du type gaine souple, par exemple pour éviter que la gaine souple ne vrille lors de son déroulement au sol, le système 10 comporte des moyens de guidage de déploiement 150 du réservoir 20. Selon un exemple de réalisation (figure 10A), les moyens de guidage de déploiement 150 constituent des renforts au niveau de la soudure de la gaine souple. Par exemple, de tels renforts peuvent être avantageusement positionnés tous les trois mètres. D’autres moyens de guidage de déploiement 150 peuvent être envisagés, comme par exemple, des guides tubulaires positionnés au sol, le long de l’implantation prévue pour la gaine souple, ou un renfort longitudinal le long de la gaine souple (figure 10B), une ligne de soudure visible, une ligne de couleur, un fil tendu le long de la gaine.According to one embodiment (FIGS. 10A and 10B), to easily allow installation on the ground of the system 10 comprising a reservoir 20 of the flexible sheath type, for example to prevent the flexible sheath from twisting during its unwinding on the ground, the System 10 comprises deployment guide means 150 of tank 20. According to an example embodiment (FIG. 10A), deployment guide means 150 constitute reinforcements at the weld of the flexible sheath. For example, such reinforcements can advantageously be positioned every three meters. Other deployment guide means 150 can be envisaged, such as, for example, tubular guides positioned on the ground, along the layout provided for the flexible sheath, or a longitudinal reinforcement along the flexible sheath (FIG. 10B) , a visible weld line, a colored line, a wire stretched along the sheath.
Le système de stabilisation 140 peut constituer un moyen de guidage de déploiement 150 : par exemple les piquets de stabilisation permettent le positionnement du réservoir 20. The stabilization system 140 can constitute a deployment guide means 150: for example the stabilization pegs allow the positioning of the tank 20.
L’invention concerne également une serre agricole 200 (figure 1) comprenant au moins un système passif de régulation thermique 10 selon l’une des revendications précédentes. The invention also relates to an agricultural greenhouse 200 (FIG. 1) comprising at least one passive thermal regulation system 10 according to one of the preceding claims.
Position des réservoirs Position of tanks
Au sein de la serre agricole 200 les systèmes passifs de régulation thermique 10 peuvent être positionnés à différents endroits de la serre 200, mais de façon préférée, le réservoir 20 est positionné : sans occasionner d’ombrage aux cul-ures - afin de ne pas limiter la photosynthèse ; face au rayonnement solaire - afin d’accumuler un maximum de chaleur (dans le cas contraire, il accumule aussi de la chaleur par convection comme illustré sur la figure 15A) ; et en vis-à-vis direct avec les cultures - afin de rayonner la chaleur/fraicheur directement sur les cultures, c’est-à-dire afin que la paroi 30 ait une surface tournée vers les cultures maximisant les facteurs de forme entre cette surface tournée vers les cultures et les surfaces des cultures. Within the agricultural greenhouse 200, the passive thermal regulation systems 10 can be positioned at different places in the greenhouse 200, but preferably, the tank 20 is positioned: without causing shade to the cul-ures - so as not to limit photosynthesis; facing solar radiation - in order to accumulate a maximum of heat (in the opposite case, it also accumulates heat by convection as illustrated in figure 15A); and directly opposite the crops - in order to radiate the heat/coolness directly onto the crops, that is to say so that the wall 30 has a surface facing the crops maximizing the form factors between this surface facing crops and crop surfaces.
Selon un premier mode de réalisation, au moins un réservoir 20 d’un système passif de régulation thermique 10 est positionné sur le sol (figures 11A à 12C). Selon un exemple de réalisation tous les réservoirs des systèmes passifs de régulation thermique 10 sont positionnés sur le sol. Un avantage de positionner le réservoir 20 sur le sol, est que le système 10 réchauffe à la fois l’air ambiant et le sol, le réseau racinaire des plants se développant alors plus rapidement. Cette disposition permet également de placer le système 10 sans occasionner d’ombrage sur les cultures quelle que soit l’orientation de la serre 200 : de ce fait, le système 10 ne bloque pas le rayonnement solaire utile à la photosynthèse. According to a first embodiment, at least one reservoir 20 of a passive thermal regulation system 10 is positioned on the ground (FIGS. 11A to 12C). According to an exemplary embodiment, all the reservoirs of the passive thermal regulation systems 10 are positioned on the ground. An advantage of positioning the tank 20 on the ground is that the system 10 heats both the ambient air and the ground, the root network of the plants then developing more quickly. This arrangement also makes it possible to place the system 10 without causing shade on the crops regardless of the orientation of the greenhouse 200: as a result, the system 10 does not block the solar radiation useful for photosynthesis.
De façon avantageuse (figures 4A à 4F) le réservoir 20 est positionné sur le sol de façon à ce que l’une de ses extrémités soit surélevées par rapport à l’autre, de façon à faciliter les opérations de remplissage et vidange du réservoir. Advantageously (FIGS. 4A to 4F) the reservoir 20 is positioned on the ground so that one of its ends is raised relative to the other, so as to facilitate the operations of filling and emptying the reservoir.
Les figures 11A à 12C illustrent différentes configurations de serre 200, comportant des systèmes 10 dont le réservoir est posé au sol : la figure 11 A illustre un exemple dans lequel le réservoir est une gaine souple de forme tubulaire posée sur le sol dans un tunnel, entre deux plants ; la figure 11 B illustre un exemple dans lequel le réservoir est une gaine souple de forme tubulaire posée sur le sol dans un tunnel, sous des tablettes ; la figure 11 A illustre un exemple dans lequel le réservoir est une gaine souple de forme tubulaire posée sur le sol dans une multi-chapelle ; la figure 12A illustre un exemple dans lequel le réservoir est un tube rigide posé sur le sol dans un tunnel, entre deux plants ; la figure 12B illustre un exemple dans lequel le réservoir est un tube rigide posé sur le sol dans un tunnel, sous des tablettes ; la figure 12C illustre un exemple dans lequel le réservoir est un tube rigide posé sur le sol dans une multi-chapelle. Figures 11A to 12C illustrate different configurations of greenhouse 200, comprising systems 10 whose tank is placed on the ground: Figure 11A illustrates an example in which the tank is a flexible sheath of tubular shape placed on the ground in a tunnel, between two plants; FIG. 11B illustrates an example in which the reservoir is a flexible sheath of tubular shape placed on the ground in a tunnel, under shelves; FIG. 11A illustrates an example in which the reservoir is a flexible sheath of tubular shape placed on the ground in a multi-chapel; FIG. 12A illustrates an example in which the reservoir is a rigid tube placed on the ground in a tunnel, between two plants; FIG. 12B illustrates an example in which the reservoir is a rigid tube placed on the ground in a tunnel, under shelves; Figure 12C illustrates an example in which the tank is a rigid tube placed on the ground in a multi-chapel.
Selon un exemple, une première extrémité du réservoir 20 est plus haute que la seconde extrémité du réservoir 20, le diamètre du réservoir 20 est alors avantageusement supérieure à la différence de hauteur entre les deux extrémités, afin d’éviter une pression trop forte exercée par le fluide de l’accumulateur 40 sur la paroi formant l’extrémité avale du tube. Si la configuration du terrain implique une différence de hauteur supérieure au diamètre du tube, alors les soudures et l’épaisseur du matériau sont adaptés en conséquence afin de résister à la pression exercée par le fluide en aval. According to one example, a first end of the tank 20 is higher than the second end of the tank 20, the diameter of the tank 20 is then advantageously greater than the difference in height between the two ends, in order to avoid excessive pressure exerted by the fluid from the accumulator 40 on the wall forming the downstream end of the tube. If the configuration of the ground implies a difference in height greater than the diameter of the pipe, then the welds and the thickness of the material are adapted accordingly in order to resist the pressure exerted by the downstream fluid.
Selon un second mode de réalisation (non représenté), la serre 200 comporte des plants de cultures 210 positionnées sur des tablettes 220, au moins un réservoir 20 d’un système passif de régulation thermique 10 est fixé sous au moins une tablette 220 (non représenté). Cette disposition permet également de placer le système 10 sans occasionner d’ombrage sur les cultures et sans perte de place quelle que soit l’orientation de la serre. According to a second embodiment (not shown), the greenhouse 200 comprises crop plants 210 positioned on shelves 220, at least one reservoir 20 of a passive thermal regulation system 10 is fixed under at least one shelf 220 (not represented). This arrangement also makes it possible to place the system 10 without causing shade on the crops and without loss of space whatever the orientation of the greenhouse.
Selon un troisième mode de réalisation, la serre 200 comporte des gouttières 230 au moins un réservoir 20 d’un système passif de régulation thermique 10 étant fixé sous au moins une gouttière 230 (figures 13A, 13B). Cette disposition permet également de placer le système 10 sans occasionner d’ombrage sur les cultures et sans perte de place quelle que soit l’orientation de la serre . According to a third embodiment, the greenhouse 200 comprises gutters 230 at least one reservoir 20 of a passive thermal regulation system 10 being fixed under at least one gutter 230 (FIGS. 13A, 13B). This arrangement also makes it possible to place the system 10 without causing shade on the crops and without loss of space whatever the orientation of the greenhouse.
La figure 13A illustre un exemple dans lequel le réservoir est une gaine souple en forme de poche fixée et suspendue à une gouttière (suivant un axe Est/Ouest). FIG. 13A illustrates an example in which the reservoir is a flexible sheath in the form of a pocket fixed and suspended from a gutter (along an East/West axis).
La figure 13B illustre un exemple dans lequel le réservoir est une gaine souple en forme de poche fixée à une gouttière, et reposant sur le sol (suivant un axe Est/Ouest).FIG. 13B illustrates an example in which the reservoir is a flexible sheath in the form of a pocket fixed to a gutter, and resting on the ground (along an East/West axis).
Selon un quatrième mode de réalisation (figures 14A, 14B), la serre 200 comporte des long-pans, pignons ou travées 240, au moins un réservoir 20 d’un système passif de régulation thermique 10 étant fixé le long d’au moins un long-pan, pignon ou une travée ou le long des poteaux intérieurs (sur une périphérie ou par rapport à des poteaux intérieurs) 240. According to a fourth embodiment (FIGS. 14A, 14B), the greenhouse 200 comprises long sides, gables or bays 240, at least one tank 20 of a passive thermal regulation system 10 being fixed along at least one long-pan, gable or span or along interior columns (on a periphery or relative to interior columns) 240.
La figure 14A illustre un exemple dans lequel le réservoir est une gaine souple en forme de poche fixée et suspendue à une paroi ou une travée de la serre 200 (suivant un axe Est/Ouest). La figure 14B illustre un exemple dans lequel le réservoir est une gaine souple en forme de poche fixée à une paroi ou une travée de la serre 200, et reposant sur le sol (suivant un axe Est/Ouest). FIG. 14A illustrates an example in which the reservoir is a flexible sheath in the form of a pocket fixed and suspended from a wall or a bay of the greenhouse 200 (along an East/West axis). FIG. 14B illustrates an example in which the reservoir is a flexible sheath in the form of a pocket fixed to a wall or a span of the greenhouse 200, and resting on the ground (along an East/West axis).
Selon un exemple de réalisation, le réservoir 20 fixé à une tablette, une gouttière, un long-pan ou une travée ne touche pas le sol, il est suspendu (figures 13A, 14A). According to an exemplary embodiment, the tank 20 fixed to a shelf, a gutter, a long side or a span does not touch the ground, it is suspended (FIGS. 13A, 14A).
Selon un exemple de réalisation, le réservoir 20 fixé à une tablette, une gouttière, un long-pan ou une travée repose sur le sol, il n’est pas suspendu (figures 13B, 14B).According to an exemplary embodiment, the tank 20 fixed to a shelf, a gutter, a long side or a bay rests on the ground, it is not suspended (FIGS. 13B, 14B).
De façon avantageuse, un système passif de régulation thermique 10 est placé de chaque côté des plants de culture, afin d’optimiser et homogénéiser la quantité de chaleur fournie aux cultures. Advantageously, a passive thermal regulation system 10 is placed on each side of the crop plants, in order to optimize and standardize the quantity of heat supplied to the crops.
Enfin, selon un mode de réalisation (non représenté), le réservoir 20 est positionné au moins partiellement sous terre (en pleine terre, le long des rangs de culture de préférence), une surface de la paroi 30 étant laissée libre, affleurante avec le sol, afin de capter les rayonnements solaires. Finally, according to one embodiment (not shown), the tank 20 is positioned at least partially underground (in the ground, preferably along the crop rows), one surface of the wall 30 being left free, flush with the ground, in order to capture solar radiation.
Spécificités des réservoirs par rapport à la serre Specificities of tanks compared to the greenhouse
De façon avantageuse, le réservoir 20 contient plusieurs dizaines de litres de fluide accumulateur 40 au mètre carré dans la serre 200. Advantageously, the tank 20 contains several tens of liters of accumulator fluid 40 per square meter in the greenhouse 200.
Selon une variante de réalisation (figures 9A et 9B), au sein de la serre 200, chaque système passif de régulation thermique 10 posés au sol comporte un ensemble de piquets positionnés tous les 3 mètres par exemple, afin d’éviter un glissement de réservoir 20 sur le sol, et de la maintenir ainsi au plus près des plants de cultures. According to a variant embodiment (FIGS. 9A and 9B), within the greenhouse 200, each passive thermal regulation system 10 placed on the ground comprises a set of stakes positioned every 3 meters for example, in order to prevent the tank from sliding. 20 on the ground, and to maintain it as close as possible to the crop plants.
Equipements complémentaires de régulations de la température dans la serreComplementary equipment for temperature regulation in the greenhouse
De façon avantageuse, la serre 200 comporte au moins un ventilateur. Ce dernier peut être positionné au plafond de la serre 200, de façon à faire redescendre la chaleur au sol et ainsi rendre la température au sein de la serre encore plus homogène. Le ventilateur peut également être positionné sur un support au-dessus des cultures, afin de brasser l’air et ainsi rendre la température au sein de la serre encore plus homogène et baisser l’humidité de la feuille pour assécher la feuille. Advantageously, the greenhouse 200 includes at least one fan. The latter can be positioned on the ceiling of the greenhouse 200, so as to lower the heat to the ground and thus make the temperature within the greenhouse even more homogeneous. The fan can also be positioned on a support above the crops, in order to stir the air and thus make the temperature within the greenhouse even more homogeneous and lower the humidity of the leaf to dry the leaf.
Enfin, la serre 200 comporte au moins une sonde pour mesurer la température de l’air ambiant et au moins une sonde pour mesurer la température au sein du réservoir 20. Finally, the greenhouse 200 comprises at least one probe for measuring the temperature of the ambient air and at least one probe for measuring the temperature within the reservoir 20.
Selon un mode de réalisation, la serre 200 comporte au moins un système de déshumidification de l’air de la serre. According to one embodiment, the greenhouse 200 comprises at least one greenhouse air dehumidification system.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation présentés et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier. Liste de références système passif de régulation thermique réservoir absorbeur/diffuseur et accumulateur de chaleur paroi du réservoir 20, apte à absorber et diffuser la chaleur accumulateur de chaleur moyen de remplissage en fluide du réservoir 20 moyen de vidange du fluide du réservoir 20 vanne raccordée au moyen de vidange 60 système de modification réversible de la perméabilité ouverture du réservoir 20 bouchon du réservoir 20 ouverture d’évacuation/aspiration d’air système de chauffage de l’accumulateur 40 chaudière du système de chauffage 90 échangeur de chaleur du système de chauffage 90 système de refroidissement de l’accumulateur 40 moyen de récupération d’eau froide échangeur de chaleur du système de refroidissement 110 moyens de stabilisation au sol de la position du réservoir 20 moyens de guidage de déploiement du réservoir 20 serre agricole plants de cultures de la serre 200 tablette portant les plants de cultures 210 gouttière de la serre 200 long-pans et/ou travées et/ou poteaux intérieurs de la serre 200 The invention is not limited to the embodiments shown and other embodiments will be apparent to those skilled in the art. List of references passive thermal regulation system reservoir absorber/diffuser and heat accumulator wall of reservoir 20, capable of absorbing and diffusing heat heat accumulator means of filling fluid from reservoir 20 means of draining fluid from reservoir 20 valve connected to the drain means 60 reversible permeability modification system tank opening 20 tank cap 20 exhaust/air intake opening accumulator heating system 40 heating system boiler 90 heating system heat exchanger 90 accumulator cooling system 40 cold water recovery means cooling system heat exchanger 110 tank position ground stabilization means 20 tank deployment guide means 20 agricultural greenhouse greenhouse crop plants 200 shelf carrying crop plants 210 greenhouse gutter 200 long sides and/or spans and/or interior posts of the greenhouse 200

Claims

- 25 - Revendications - 25 - Claims
[Revendication 1] Système passif de régulation thermique (10) pour serre agricole (200), comprenant au moins un réservoir (20) absorbeur/diffuseur et accumulateur de chaleur destiné à être exposé au rayonnement solaire, caractérisé en ce que ledit réservoir (20) comporte une paroi (30) formant un absorbeur/diffuseur de chaleur apte à être chauffé par rayonnement solaire, et un accumulateur (40) de chaleur apte à stocker de l’énergie calorifique absorbée par la paroi (30), la paroi (30) étant apte à transférer de la chaleur à l’accumulateur (40), et apte à transférer puis diffuser la chaleur ou la fraicheur de l’accumulateur (40) vers l’extérieur du réservoir (20). [Claim 1] Passive thermal regulation system (10) for an agricultural greenhouse (200), comprising at least one reservoir (20) absorber/diffuser and heat accumulator intended to be exposed to solar radiation, characterized in that the said reservoir (20 ) comprises a wall (30) forming a heat absorber/diffuser capable of being heated by solar radiation, and a heat accumulator (40) capable of storing calorific energy absorbed by the wall (30), the wall (30 ) being able to transfer heat to the accumulator (40), and able to transfer then diffuse the heat or the coolness of the accumulator (40) towards the outside of the tank (20).
[Revendication 2] Système (10) selon la revendication 1 , dans lequel la paroi (30) possède une surface apte à être tournée vers des cultures lorsque le réservoir (20) est positionné dans une serre (200), ladite surface étant apte à maximiser le facteur de forme entre ladite surface tournée vers les cultures et une surface des cultures. [Claim 2] System (10) according to claim 1, in which the wall (30) has a surface able to be turned towards crops when the reservoir (20) is positioned in a greenhouse (200), said surface being able to maximizing the aspect ratio between said surface facing the crops and a surface of the crops.
[Revendication 3] Système (10) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’accumulateur (40) de chaleur a une capacité thermique volumique supérieure ou égale à celle de l’eau à l’était liquide.[Claim 3] A system (10) according to one of the preceding claims, wherein the heat accumulator (40) has a specific heat capacity greater than or equal to that of liquid water.
[Revendication 4] Système (10) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’accumulateur (40) de chaleur comporte un fluide et/ou un solide. [Claim 4] System (10) according to one of the preceding claims, in which the heat accumulator (40) comprises a fluid and/or a solid.
[Revendication 5] Système (10) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la conductivité thermique de la paroi (30) est supérieure à 0, 15 W m-1 K-1 à 20°C, et la paroi (30) est réalisée en un matériau sombre ayant un coefficient d'absorption solaire supérieur à 0,7, et/ou la paroi (30) est recouverte d’un revêtement sombre ayant un coefficient d'absorption solaire supérieur à 0,7. [Claim 5] System (10) according to one of the preceding claims, in which the thermal conductivity of the wall (30) is greater than 0.15 W m -1 K -1 at 20°C, and the wall (30 ) is made of a dark material having a solar absorption coefficient greater than 0.7, and/or the wall (30) is covered with a dark coating having a solar absorption coefficient greater than 0.7.
[Revendication 6] Système (10) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la paroi (30) est réalisée en un matériau choisi seul ou en combinaison parmi les matériaux suivants : plastique, polyéthylène (PE), polychlorure de vinyle (PVC), métal. [Claim 6] System (10) according to one of the preceding claims, in which the wall (30) is made of a material chosen alone or in combination from the following materials: plastic, polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC ), metal.
[Revendication 7] Système (10) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la paroi (30) comporte au moins une première zone constituée d’un premier matériau, et une seconde zone constituée d’un second matériau, la première zone étant la partie supérieure du réservoir (20) et le premier matériau étant un matériau absorbeur du rayonnement solaire, et la seconde zone étant la partie inférieure du réservoir (20) et le second matériau étant constitué d’un second matériau isolant thermiquement. [Claim 7] System (10) according to one of the preceding claims, in which the wall (30) comprises at least a first zone made of a first material, and a second zone made of a second material, the first zone being the upper part of the tank (20) and the first material being a material that absorbs solar radiation, and the second zone being the lower part of the tank (20) and the second material being made of a second thermally insulating material.
[Revendication 8] Système (10) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la paroi (30) forme un tube rigide ou une gaine souple dont le module d’élasticité est inférieur à 0,7GPa, de préférence égale à 0,02GPa. [Claim 8] System (10) according to one of the preceding claims, in which the wall (30) forms a rigid tube or a flexible sheath whose modulus of elasticity is less than 0.7GPa, preferably equal to 0, 02GPa.
[Revendication 9] Système (10) selon la revendication précédente, dans lequel la gaine souple a une forme de poche ou une forme sensiblement tubulaire fermée à ses extrémités par un moyen de pincement, un clip, un nœud, une soudure ou un collage. [Claim 9] System (10) according to the preceding claim, in which the flexible sheath has a pocket shape or a substantially tubular shape closed at its ends by a pinching means, a clip, a knot, a weld or an adhesive bond.
[Revendication 10] Système (10) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’accumulateur (40) comporte un fluide, et le réservoir (20) comporte un moyen de remplissage (50) en fluide et un moyen de vidange (60) du fluide, le moyen de remplissage (50) et le moyen de vidange (60) constituant un même moyen ou étant situés à deux extrémités opposées du réservoir (20). [Claim 10] System (10) according to one of the preceding claims, in which the accumulator (40) comprises a fluid, and the reservoir (20) comprises a means for filling (50) with fluid and an emptying means ( 60) of the fluid, the filling means (50) and the emptying means (60) constituting the same means or being located at two opposite ends of the tank (20).
[Revendication 11] Système (10) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le réservoir (20) comporte une ouverture (85) d’évacuation/aspiration d’air. [Claim 11] System (10) according to one of the preceding claims, in which the tank (20) comprises an opening (85) for the evacuation/suction of air.
[Revendication 12] Système (10) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le réservoir (20) est connecté à un système de chauffage (90) de l’accumulateur (40) et/ou à un système de refroidissement (110) de l’accumulateur (40). [Claim 12] System (10) according to one of the preceding claims, in which the tank (20) is connected to a heating system (90) of the accumulator (40) and/or to a cooling system (110 ) of the accumulator (40).
[Revendication 13] Système (10) selon l’une des revendications précédentes, comportant des moyens de stabilisation (140) au sol de la position du réservoir (20), tels que des piquets, et/ou des moyens de guidage de déploiement (150) du réservoir (20) afin de faciliter le déploiement du réservoir (20). [Claim 13] System (10) according to one of the preceding claims, comprising means (140) for stabilizing the position of the tank (20) on the ground, such as stakes, and/or deployment guide means ( 150) of the tank (20) in order to facilitate the deployment of the tank (20).
[Revendication 14] Serre agricole (200) comprenant au moins un système passif de régulation thermique (10) selon l’une des revendications précédentes. [Claim 14] Agricultural greenhouse (200) comprising at least one passive thermal regulation system (10) according to one of the preceding claims.
[Revendication 15] Serre agricole (200) selon la revendication précédente, dans laquelle le système passif de régulation thermique (10) est positionné sans occasionner d'ombrage à des cultures de la serre (200), face au rayonnement solaire, et en vis-à-vis direct avec lesdites cultures, la paroi (30) ayant une surface tournée vers les cultures maximisant un facteur de forme entre ladite surface tournée vers les cultures et une surface des cultures. [Claim 15] Agricultural greenhouse (200) according to the preceding claim, in which the passive thermal regulation system (10) is positioned without causing shade to the crops of the greenhouse (200), facing solar radiation, and directly facing said crops, the wall (30) having a surface facing the crops maximizing a form factor between said surface facing the crops and a surface of the crops .
[Revendication 16] Serre agricole (200) selon la revendication précédente, dans laquelle au moins un réservoir (20) d’un système passif de régulation thermique (10) est positionné sur le sol. [Claim 16] Agricultural greenhouse (200) according to the preceding claim, in which at least one reservoir (20) of a passive thermal regulation system (10) is positioned on the ground.
[Revendication 17] Serre agricole (200) selon la revendication précédente, dans laquelle une première extrémité du réservoir (20) est plus haute que la seconde extrémité du réservoir (20). [Claim 17] Agricultural greenhouse (200) according to the preceding claim, in which a first end of the reservoir (20) is higher than the second end of the reservoir (20).
[Revendication 18] Serre agricole (200) selon l’une des revendications 14 à 17, dans laquelle la serre (200) comporte des plants de cultures (210) positionnés sur des tablettes (220), au moins un réservoir (20) d’un système passif de régulation thermique (10) étant fixé sous au moins une tablette (220), et/ou la serre (200) comporte des gouttières (230) au moins un réservoir (20) d’un système passif de régulation thermique (10) étant fixé sous au moins une gouttière (230), et/ou la serre (200) comporte des long-pans, pignons ou travées (240), au moins un réservoir (20) d’un système passif de régulation thermique (10) étant fixé le long d’au moins un long- pan, pignon ou une travée ou le long de poteaux intérieurs (240). [Claim 18] Agricultural greenhouse (200) according to one of claims 14 to 17, in which the greenhouse (200) comprises crop plants (210) positioned on shelves (220), at least one reservoir (20) of 'a passive thermal regulation system (10) being fixed under at least one shelf (220), and/or the greenhouse (200) comprises gutters (230) at least one tank (20) of a passive thermal regulation system (10) being fixed under at least one gutter (230), and/or the greenhouse (200) comprises long sides, gables or bays (240), at least one tank (20) of a passive thermal regulation system (10) being fixed along at least one long side, gable or span or along interior posts (240).
[Revendication 19] Serre agricole (200) selon la revendication précédente, dans laquelle le réservoir (20) fixé ne touche pas le sol, ou le réservoir (20) fixé repose sur le sol. [Claim 19] Agricultural greenhouse (200) according to the preceding claim, in which the tank (20) fixed does not touch the ground, or the tank (20) fixed rests on the ground.
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