Evaluación Numérica de los Beneficios Proporcionados por la Inercia Térmica del Suelo a los Invernaderos Urbanos
Autores: Maranghi, Florian; Raymond, Jasmin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Evaluación Numérica de los Beneficios Proporcionados por la Inercia Térmica del Suelo a los Invernaderos Urbanos
Categoría
Energía
Subcategoría
Energía térmica
Palabras clave
Comunidades
Invernaderos urbanos
Consumo de calefacción
Escenarios de invernadero
Temperatura de consigna
Sistemas geotérmicos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Las comunidades que operan invernaderos urbanos necesitan soluciones asequibles para reducir su consumo de calefacción. El objetivo de este estudio fue comparar la capacidad de diferentes soluciones simples basadas en el suelo para reducir el consumo de energía de calefacción de invernaderos urbanos relativamente pequeños que funcionan todo el año en un clima frío. Se modeló un invernadero urbano ubicado en Montreal (Canadá) y sus interacciones térmicas con el suelo utilizando el software TRNSYS 18. Se simularon los siguientes escenarios de invernadero: aislamiento parcial de las paredes, enterramiento parcial del invernadero por debajo del nivel del suelo, reducción de la temperatura de consigna interior y uso de un intercambiador de calor aire-suelo (ASHE) o una bomba de calor acoplada al suelo (GCHP). Se asumió que los intercambiadores de calor para los dos últimos casos estaban ubicados debajo del invernadero para minimizar la huella. Los resultados mostraron que reducir la temperatura de consigna en 10 grados Celsius y enterrar el invernadero 2 m por debajo de la superficie tiene el mayor impacto en el consumo de combustible (-33% a -53%), mientras que los sistemas geotérmicos con una huella limitada (ASHE y GCHP) pueden reducir el consumo de combustible en un 21-35% y un 18-27%, respectivamente, dependiendo de la conductividad térmica del suelo y la inyección de calor en el suelo durante el verano. Los escenarios no proporcionan los mismos beneficios y tienen diferentes implicaciones sobre la disponibilidad de radiación solar, la temperatura de crecimiento, el consumo eléctrico y la operación que deben considerarse al seleccionar una solución adecuada.
Descripción
Las comunidades que operan invernaderos urbanos necesitan soluciones asequibles para reducir su consumo de calefacción. El objetivo de este estudio fue comparar la capacidad de diferentes soluciones simples basadas en el suelo para reducir el consumo de energía de calefacción de invernaderos urbanos relativamente pequeños que funcionan todo el año en un clima frío. Se modeló un invernadero urbano ubicado en Montreal (Canadá) y sus interacciones térmicas con el suelo utilizando el software TRNSYS 18. Se simularon los siguientes escenarios de invernadero: aislamiento parcial de las paredes, enterramiento parcial del invernadero por debajo del nivel del suelo, reducción de la temperatura de consigna interior y uso de un intercambiador de calor aire-suelo (ASHE) o una bomba de calor acoplada al suelo (GCHP). Se asumió que los intercambiadores de calor para los dos últimos casos estaban ubicados debajo del invernadero para minimizar la huella. Los resultados mostraron que reducir la temperatura de consigna en 10 grados Celsius y enterrar el invernadero 2 m por debajo de la superficie tiene el mayor impacto en el consumo de combustible (-33% a -53%), mientras que los sistemas geotérmicos con una huella limitada (ASHE y GCHP) pueden reducir el consumo de combustible en un 21-35% y un 18-27%, respectivamente, dependiendo de la conductividad térmica del suelo y la inyección de calor en el suelo durante el verano. Los escenarios no proporcionan los mismos beneficios y tienen diferentes implicaciones sobre la disponibilidad de radiación solar, la temperatura de crecimiento, el consumo eléctrico y la operación que deben considerarse al seleccionar una solución adecuada.