[go: up one dir, main page]

FR2480413A1 - Serre du type a systeme souterrain d'accumulation de chaleur - Google Patents

Serre du type a systeme souterrain d'accumulation de chaleur Download PDF

Info

Publication number
FR2480413A1
FR2480413A1 FR8107081A FR8107081A FR2480413A1 FR 2480413 A1 FR2480413 A1 FR 2480413A1 FR 8107081 A FR8107081 A FR 8107081A FR 8107081 A FR8107081 A FR 8107081A FR 2480413 A1 FR2480413 A1 FR 2480413A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
heat
underground
greenhouse
radiator
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR8107081A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2480413B1 (fr
Inventor
Kunio Fujie
Akinari Uchida
Kazuhiko Abe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Publication of FR2480413A1 publication Critical patent/FR2480413A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2480413B1 publication Critical patent/FR2480413B1/fr
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/0052Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using the ground body or aquifers as heat storage medium
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • A01G9/243Collecting solar energy
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/002Central heating systems using heat accumulated in storage masses water heating system
    • F24D11/003Central heating systems using heat accumulated in storage masses water heating system combined with solar energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/25Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20Solar thermal
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/12Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries using renewable energies, e.g. solar water pumping

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Greenhouses (AREA)
  • Central Heating Systems (AREA)

Abstract

SERRE DU TYPE A SYSTEME SOUTERRAIN D'ACCUMULATION DE CHALEUR. LA SERRE DU SYSTEME A ACCUMULATION DE CHALEUR SOUS TERRE COMPREND, SELON LA PRESENTE INVENTION, UN RADIATEUR 2 NOYE DANS LE SOUS-SOL DE LA SERRE 1 ET RACCORDE A UN CAPTEUR DE CHALEUR 3, DE PREFERENCE A UN CAPTEUR D'ENERGIE SOLAIRE, UN FLUIDE ETANT MIS EN CIRCULATION PAR UNE POMPE 4 A TRAVERS CE CAPTEUR ET CE RADIATEUR DE MANIERE QUE L'ENERGIE RECUEILLIE PAR LE CAPTEUR 3 S'ACCUMULE DANS LE SOUS-SOL DE LA SERRE ET CHAUFFE LA SERRE PENDANT LES PERIODES FROIDES D'HIVER.

Description

Serre du type à système souterrain d'accumulation de chaleur. La présente
invention concerne une serre du type à système souterrain d'accumulation de chaleur, dans laquelle l'énergie rayonnante du soleil ou bien de l'énergie thermique perdue est emmagasinée dans le sous-sol en vue d'être utilisée
pour chauffer l'intérieur de la serre.
Plusieurs systèmes de chauffage différents sont connus pour chauffer les serres de la technique antérieure et parmi ces systèmes, on trouve un système à poêle, un système à air chaud, un système à eau chaude, un système à vapeur d'eau et un système de chauffage électrique. Tous ces systèmes font appel à un combustible fossile comme source d'énergie, et la quantité d'énergie thermique utilisée aux fins précitées, augmente constamment à mesure que se développe la culture des plantes au fil des ans. Mais le prix du combustible fossile augmente également tous les ans et ceci, combiné à une pénurie de
pétrole, exerce une influence sérieuse sur l'industrie concer-
nant les serres. Le besoin de conserver l'énergie en utilisant une source d'énergie autre que le combustible fossile, s'est donc fait vivement ressentir. Compte tenu de cet état de chose, diverses propositions d'adoption d'un système de chauffage mettant en jeu de l'énergie thermique accumulée en utilisant l'énergie rayonnante du soleil ou bien de l'énergie thermique
perdueont été faites pour répondre aux besoins de l'époque.
Dans ce système, l'énergie thermique en excédant qui n'a pas été consommée durant le jour est accumulée puis est libérée la nuit à des fins de chauffage. Du fait que ce système fonctionne
généralement sur une base journalière en ce qui concerne l'ac-
cumulation et la libération de l'énergie thermique nécessaire, le système présenterait l'inconvénient de ne pas fonctionner de façon satisfaisante si Es quantitésd'énergie thermique -accumulée
étaient faibles etâ- des conditions atmosphériques défavorables per-
eistaient durant l'hiver en l'absence d'une source d'énergie thermique auxiliaire. Il en résulterait une chute de la température dans la serre, cette chute de température entraînant
des dégâts dans les plantations.
La présente invention a été mise au point dans le but de remédier à l'inconvénient ci-dessus de la technique antérieure. C'est pourquoi la présente invention a pour objet la réalisation d'une serre à système souterrain d'accumulation de chaleur capable de maintenir la température dans cette serre à un niveau approprié pendant l'hiver sans faire appel à un
combustible fossile.
La caractéristique essentielle de la présente invention réside dans le fait que l'on emmagasine pendant une période de temps prolongé sous le sol sur lequel se trouve la serre l'énergie rayonnante du soleil ou une énergie thermique perdue, de sorte que l'énergie thermique ainsi emmagasinée sous le sol peut commencer à se dégager spontanément dans la serre au moment o la saison froide s'établit, cela grâce au retard qui a lieu dans le transport de chaleur à travers le sol, et le dégagement
de l'énergie thermique emmagasinée peut durer tout l'hiver.
On va maintenant décrire la présente invention en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique de la serre du système souterrain d'accumulation de chaleur comprenant un des modes de réalisation de l'invention; la figure 2 est un schéma du système chauffé par eau représenté sur la figure 1; la figure 3 est un graphique expliquant la répartition de température dans la section souterraine d'accumulation de chaleur représentée sur la figure 1; la figure 4 est un graphique expliquant les variations de température se produisant dans diverses sections de la serre représentée sur a figure 1 pendant cinq jours consécutifs en hiver; et la figure 5 est un graphique comparant la serre du système souterrain d'accumulation de chaleur avec la serre
de la technique antérieure.
On va maintenant décrire en se référant aux figures 1 à 5 un des modes de réalisation de l'invention qui utilise l'énergie rayonnante du soleil. Sur les figures 1 et 2, le corps principal 1 d'une serre comporte un radiateur souterrain 2 qui est noyé dans le sol, sous la surface de ce dernier, sur une profondeur d'environ 1,5 mètre et, qui combiné avec le sol se trouvant en-dessous du corps 1 de la serre, constitue une section souterraine d'accumulation de chaleur. Le radiateur souterrain 2 est raccordé à un capteur de chaleur 3 par une machine 4 de propulsion de fluide, qui peut être une pompe,ainsi qu'un réservoir récepteur 5 de manière que l'eau chaude chauf- fée par l'énergie rayonnante du soleil soit amenée à circuler à travers le système. Le radiateur souterrain 2 comprend un serpentin en métal disposé de façon uniforme en-dessous du sol du corps 1 de la serre qui, dans le présent mode de réalisation,
a une superficie de 24 m2.
Dans ce mode de réalisation, les températures que présente l'eau chaude circulant à travers le capteur 3 de chaleur à l'entrée et à la sortie de ce dernier et la différence entre ces températures d'entrée et de sortie sonte détectées à l'aide d'un moyen de détection. Quand le soleil brille dans une mesure voulue, l'eau chaude circulant à travers le capteur 3 de chaleur présente une différence de température entre l'entrée et la sortie de ce capteur 3 de chaleur. Quand cette différence
est supérieure à une valeur prédéterminée et quand la tempé-
rature de sortie se trouve dans uneplage prédéterminée (entre 550C et 650C, par exemple), une vanne 6 s'ouvre et une vanne 7 se ferme de manière à actionner la machine 4 de propulsion de fluide pour que l'eau chaude circule à travers le système du
radiateur souterrain 2. Si la température de sortie est infé-
rieure à la plage de valeur prédéterminée, en dépit du fait qu'il existe une différence de température entre l'entrée et la sortie du capteur 3 de chaleur, la vanne 6 se ferme et la vanne 7 s'ouvre de sorte que l'eau chaude évite le radiateur souterrain 2 lorsqu'elle circule sans qu'un écoulement d'eau chaude ait donc lieu entre le capteur de chaleur 3 et le radiateur souterrain 2. Quand la différence entre les températures d'entrée et de sortie de l'eau chaude au capteur 3 de chaleur tombe endessous
de la valeur prédéterminée par suite d'une diminution du rayon-
nement du soleil, le fonctionnement du système est arrêté. De
cette façon, l'énergie rayonnante du soleil s'accumule progres-
sivement dans le sol en-dessous du corps 1 de la serre.
Dans le mode de réalisation ayant la structure ci-dessus, l'eau chaude circule à travers le capteur 3 de chaleur*et le radiateur 2raccordés sous forme d'un seul système. On comprendra que la présente invention n'est pas limitée à cette forme particulière de fluide caloporteur et que l'on peut utiliser
de l'air chauffé à la place de l'eau chaude.
Dans une variante, le capteur 3 de chaleur et le radiateur souterrain 2 peuvent être disposés de manière à former des systèmes séparés qui sont raccordés par un échangeur de chaleur de manière à permettre à des formes différentes de fluide de circuler à travers les systèmes différents. Par exemple, un gaz peut être entraîné en circulation à travers le système de capteur 3 de chaleur et un liquide peut être entraîné en circulation à travers le système de radiateur souterrain
2. 0
L'accumulation de l'énergie thermique peut commencer en octobre par exemple. Ensuite, après environ 1 mois, la puissance à l'entrée du radiateur souterrain 2 atteint un niveau constant d'environ 19,4 w/m2 par unité de surface. La figure 3 montre la répartition de la température dans la section souterraine d'accumulation de chaleur, la courbe a montrant la température au moment o commence l'accumulation de chaleur, la courbe a2
montrant la température deux semaines après le début de l'accu-
mulation de chaleur, et la courbe a3 montrantla température un mois après le début de l'accumulation de chaleur. On voit qu'après un moins environ, la température à 30 cm en-dessous de la surface du solimmédiatement endessous de la zone o les racines des plantes s'étendent,atteint 30C et que la température
au voisinage de la surface du sol (3 cm) est de 200C en moyenne.
Les températures restent sensiblement constantes par la suite
avec une température atmosphérique se maintenant à 100C.
On va décrire la profondeur de la section souterraine d'accumulation de chaleur. On va supposer qu'une variation e0 de la température dans un certain plan sous le sol peut être exprimée par e0 = Asini2t. Une variation e de la température dans un plan parallèle au plan précité et espacé de ce dernier de x m peut être exprimée par e = Ae Kxsin(vft-Kx), o 0Cest la x capacité de diffusion thermique du sol et K = (w /2tï-. En 42 remplaçant dans cette équation Zpar 10 m2/h, Ur= 21r/24 x 365 et x = 1,5 m, on obtient la différence de phase t en un point x comme suit: t = Kx/21r= 2,2 mois. Ceci indique que si la section d'accumulation de chaleur a une profondeur de 1,5 m,
la chaleur emmagasinée dans le sol à 1,5 m du niveau de celui-
ci peut atteindre pendant la saison la plus froide la surface de la terre sur laquelle se trouve la serre, cela en supposant que l'accumulation de chaleur puisse se prolonger jusqu'en décembre. De plus, en calculant l'influence exercée par les variations de la température moyenne pendant chaque mois au niveau du sol sur la température de la terre en-dessous de ce niveau, on obtient une réduction de 31% à 1,5 m en-dessous du niveau du sol. Pendant ce temps, la différence de phase entre la température au niveau du sol et la température en-dessous
du niveau du sol à 1,5 m est 2,2 mois, de sorte que la tempé-
rature du sol en octobre, mois durant lequel l'accumulation de chaleur commence, atteint un niveau maximal pendant l'année
et fournit une condition avantageuse pour commencer l'accumu-
lation de chaleur.
La quantité de chaleur Q accumulée à ce moment peut être exprimée par l'équation suivante: Q = 1/2 CeAOx o C est la chaleur spécifique de la terre, p est la densité de la terre, Lé est la différence de température entre la surface du sol et un point qui se trouve à 1,5 m en-dessous du niveau du sol, et x est la profondeur de la section d'accumulation de chaleur. Dans cette équation, la quantité de chaleur accumulée Q par unité de surface est Q = 23,5 kwh/m. Si la chaleur C de la terre est 2,52 kJ/kg C, la densité du sol est 1500 kg/m3 et le volume du corps principal de la serre est 24 m On vadécrire l'équilibre de chaleur dans la serre. D'une façon générale, l'accumulation de l'énergie rayonnante du soleil dans la couche superficielle de la terre à l'intérieur de la serre a lieu pendant environ 8 heures par jour sur une moyenne
de 45 w/m en hiver, de sorte que la quantité de chaleur ac-
cumulée par jour est 360 wh/m 2d. De plus, le dégagement de chaleur à partir de la terre à l'intérieur de la serre a lieu pendant 16 heures par jour sur une moyenne de 36 w/m2 pendant l'hiver, de sorte que la quanti téde chaleur dissipée par jour est 576 kwh/m La quantité de chaleur consommée en réalité est donc 216 wh/m 2d. En consommant la chaleur à l'allure précitée,
2480, 13
la quantité précitée de chaleur accumulée, c'est-à-dire 23,5
kwh/m2 serait consommée en 3,5 mois.
En tenant compte de la capacité de diffusion thermique du sol, de la quantité de chaleur accumulée sous terre et de l'équilibre thermique de la serre, la profondeur optimale à laquelle le radiateur souterrain peut être noyé dans le sol
en-dessous de la surface de celui-ci est d'environ 1,5 m.
Une profondeur supérieure à 1 mètre à partir de la surface du sol est efficace selon le moment auquel commence l'accumulation de chaleur, l'allure de l'accumulation de la chaleur ainsi que d'autres facteurs. Le radiateur souterrain 2 peut être réalisé de manière qu'il soit entouré par une matière accumulant la chaleur latentee-qu'il soit recouvert par le sol disposé par couches.Dans cette structure d'accumulation de chaleur, il est possible d'augmenter la quantité de chaleur accumulée par unité de surface et de réduire la superficie du radiateur souterrain
ou la longueur du serpentin.
On va décrire la superficie nécessaire pour le capteur 3 de chaleur. On peut obtenir la superficie qui est nécessaire pour ce capteur à l'aide de la relation entrela quantité d'entrée de chaleur de 19,4 w/m2 mentionnée précédemment et la quantité moyenne de chaleur recueillie par le capteur de chaleur pendant un jour ("rayonnement moyen du soleil"-x "temps moyen du
lever au coucher du soleil" > "rendement du captage de chaleur").
La superficie serait donc égale à 1/6 celle su sol de la serre si le rayonnement moyen pendant octobre, le temps entre le lever et le coucher du soleil, et le rendement du captage de chaleur était respectivement 814 w/m, 6 heures et 0,6. En commençant l'accumulation de chaleur avant octobre, on peut augmenter la quantité de chaleur accumulée et on peut diminuer en conséquence la superficie nécessaire du capteur 3 de chaleur. Il serait donc avantageux quela superficie du capteur 3 de chaleur soit
supérieure à 1/6 la superficie du sol de la serre.
On va maintenant décrire le radiateur souterrain 2. On va désigner par r, Sp, p et SG le rayon, la superficie propre
et l'espacement des parties parallèles du serpentin de dissipa-
tion de chaleur du radiateur souterrain 2 ainsi que la super-
ficie de la serre. La relation S /SG entre la superficie spé-
2480 413
cifique Sp du tube de dissipation de chaleur et la superficie G du sol de la serre est alors GP
Sp/S(; = 21ff/ (p/r).
Dans-le mode de réalisation décrit ci-dessus, dans lequel le radiateur souterrain 2 est disposé à environ 1,50 m. de la surface du sol, la quantité de chaleur transférée depuis le radiateur souterrain 2 et la surface du sol sur lequel se trouve la serre est environ 0,7 w/m 2OC si le rapport Sp/SG est 1,0 (c'est-à-dire p/r = 21V). Cette valeur est de 0, 6 w/m2 C si Sp/sG est 0,1 (c'est-à-dire p/r 207r) et de 0,54 w/rM 2C si Sp/SG est 0,05 (c'est-à-dire p/r = 40?Tr). Une grande variation du rapport de superficie Sp/SG n'entraîne donc
pas une grande variation dans la quantité de chaleur transférée.
A des fins pratiques, toute valeur supérieure à 0,05 serait
suffisante pour le rapport de superficie Sp/SG.
La température à laquelle le radiateur souterrain 2 est chauffé doit être limitée à 70C au maximum compte tenu
des effets exercés par la chaleur sur l'écologie des micro-
organismes se trouvant dans le sol. De plus, le radiateur souterrain 2 peut avoir n'importe quelle structure pourvu que sa superficie de transfert de chaleur par rapport au sol soit supérieure à environ 0,05 fois la superficie du corps principal de la serre. Par exemple, le radiateur souterrain 2 peut être constitué par le tube de dissipation de chaleur seul, des plaques métalliques peuvent être fixées au voisinage de la surface du tube de dissipation de chaleur ou bien des ailettes
de transfert de chaleur peuvent être fixées au tube de dis-
sipation de chaleur. Le tube de dissipation de chaleur peut être en une matière résineuse synthétique ayant une conductflLité
thermique égale ou supérieure à celle du sol. Le tube de dis-
sipation de chaleur peut avoir unesection qui n'est pas circu-
laire mais qui soit elliptique ou ait toute autre forme irrégulière. On va effectuer les essais en chauffant l'intérieur de la serre par dégagement spontané de chaleur dans cette serre à partir de la source thermique constituée par la chaleur
accumulée dans le sous-sel et provenant de l'énergie du rayon-
nement du soleil captéâet emmagasinéedans le sous-sol pendant une période de temps prolongé, ces essais ayant été effectués à minuit au début de janvier alors que la température extérieure
était de -0,70C. Les résultats obtenus montrent que la tempé-
rature se maintient à 6,70C au centre de la serre et à 100C près du sol ou croissent les plantes et qu'il est possible de maintenir la différence entre la température extérieure et la température intérieure à une valeur supérieure à 70C. On voit que les conditions sont favorables pour cultiver des tomates, des fraises, des citrouilles, des aubergines et des comcombres qui, dit-on, exigent une température minimale inférieure à 10'C
la nuit.
La figure 4 est un diagramme montrant les variations des températures qui se sont produites dans diverses sections de la serre du présent mode de réalisation pendant cinq jours consécutifs en hiver. Le temps était nuageux, les premier, second et troisième jours et sans nuage les quatrième et cinquième jours. Sur le diagramme, la courbe b représente la température extérieure, la courbe b2 représente la température du sol à 25 cm en-dessous de la surface à l'extérieur de la serre, les courbes b b et b représentent les températures
3 ' 4 5
du sol respectivement à 3, 27 et 147 cm en-dessous de la surface de la section d'accumulation de chaleur, et la courbe b6
représente la température intérieure de la serre. Sur le diagram-
me on voit que la température intérieure présente peu de variation quel que soit le temps, et que, bien que la température du sol en un point situé à 25 cm en-dessous de la surface du sol a l'extérieur de la serre soit d'environ 7,50C, la température du sol en un point situé à 3 cm endessous de.la surface du sol à l'intérieur de la serre est de 180C et que cette température
augmente à mesure que la profondeur'dans le sol s'accroît.
Compte tenu du fait que la température minimale du sol telle qu'une culture de légumes peut être effectuée avec des résultats pratiques est d'environ 180C, cette température du sol serait
considérée comme optimale pour faire croître lesdits légumes.
A ce moment, la température du sol en un point situé à 1,5 m de la surface de ce dernier est de 450C, ce qui représente une différence d'environ 250C par rapport à la température du sol près de la surfaceet le dégagement de chaleur jusqu'à la
surface de la terre persiste.
La figure 5 est une représentation schématique des résultats d'essais dans lesquels des variations de température dans la serre du système à emmagasinage sous terre de chaleur pendant une période de temps prolongéeselon la présente invention sont comparés avec ceux dans les serres du système à feuille de vinyle et du système à emmagasinage sous terre
de chaleur pendant une brève période de temps, cette compa-
raison étant effectuée en choisissant des jours présentant des conditions météorologiques similaires. Sur le diagramme, les courbes C1, C2 et C3 représentent les températures dans les serres du système à feuille de vinyle, du système à courte période d'emmagasinage de chaleur et du système à longue période d'emmagasinage de chaleur, respectivement, etla courbe
C4 indique les températures extérieures. On voit sur le diagram-
me que le système à longue période d'emmagasinage de chaleur présente une meilleure performance que le système à courte période d'emmagasinage de chaleur et une performance bien meilleure encore que le système à feuille de vinyle qui se situe bien loin derrière le système à longue période de stockage de chaleur. Un avantage supplémentaire du système à longue période d'emmagasinage de chaleur sur le système à courte période d'emmagasinage de chaleur réside dans le fait que le premier est capable de maintenir la température à l'intérieur de la serre à un niveau optimal pendant plusieurs jours même si un temps peu clément persiste par rapport au second dont les performances peuvent varier selon que le ciel
est couvert ou découvert durant le jour.
On voit, d'après la description qui précède, que le
système à longue période d'emmagasinage de chaleur dans le sol selon la présente invention, système qui accumule en-dessous de la surface du sol l'énergie rayonnante du soleil au moins en automne et libère l'énergie emmagasinée par dégagement spontané de chaleur de manière à chauffer la serre, peut maintenir l'intérieur de la serre à un niveau de température optimale pourla culture de légumes durant toute la période de froid sévère et donne de meilleurs résultats,en ce qui concerne le chauffage de la serreque le système à courte période
2480-413
d'emmagasinage de chaleur. Dans la description qui précède,
on a mentionné l'utilisation de l'énergie rayonnante du soleil comme source de l'énergie thermique devant être emmagasinée dans la section d'accumulation de chaleur souterraine. Toutefois, on comprendra que la présente invention n'est pas limitée à cette forme particulière d'énergie thermique et que l'on peut utiliser l'énergie thermique perdue comme source de l'énergie
thermique devant être emmagasinée dans la section d'accumu-
lation de chaleur souterraine.
La culture des plantes a été effectuée à l'aide des moyens habituels dans la serre selon la présente invention o l'on a semé en décembre des primeurs que l'on a récoltés au début de mars. Ce résultat est attribué non seulement à la température élevée régnant dans la serre mais également à la température élevée du sol, laquelle favorise la croissance des racines. La présente invention permet donc à la serre d'être maintenue à une température ambiante supérieure à 60C et au sol d'être maintenu à une température supérieure à 16'C en utilisant l'énergie rayonnante du soleil ou de l'énergie thermique perdue sans avoir recours à un combustible fossile, grâce à quoi il est
possible de cultiver des primeurs en hiver.
D'une façon générale, une serre consomme environ 2 litres/m2 de combustible fossile pour le chauffage pendant un hiver. Si on peut obtenir le chauffage de la serre en utilisant l'énergie rayonnante du soleil seul, il est alors possible d'économiser 2000 litres de combustible dans le cas d'une serre de 1000 m. En outre, du fait que l'énergie rayonnante du soleil ne présente aucun danger de pollution de l'air et qu'elle est inépuisable, son utilisation présente des avantages en plus de permettre d'économiser l'énergie issue des combustibles fossiles. La présente invention permet donc de maintenir à un niveau approprié la température dans une serré pendant l'hiver
sans utilisation de combustible fossile.
Il est bien entendu que la description qui précède
n'a été donnée qu'à titre purement illustratif et non limitatif et que des variantes ou des modifications peuvent y être
apportées dans le cadre de la présente invention.
2 4 8 0 b. 1 3

Claims (13)

REVENDICATIONS
1. Serre du type à système souterrain d'accumulation de chaleur comprenant un corps principal dont la chaleur
provient d'une source thermique accumulée dans le sous-sol en-
dessous de la surface du sol de ce corps en vue d'être utilisée pour chauffer l'intérieur de la serre, la serre susvisée étant caractérisée par le fait qu'elle comprend
un radiateur souterrain disposé à plus d'un mètre en-
dessous de la surface du sol de la serre, ledit radiateur souterrain coopérant avec le sol voisin pour constituer une section souterraine d'accumulation de chaleur; et un capteur de chaleur pour capter la chaleur provenant de ladite source thermique, ledit capteur de chaleur étant relié thermiquement audit radiateur souterrain de ladite section souterraine d'accumulation de chaleur, un fluide chauffé par la chaleur recueillie par ledit capteur circulant à travers le
radiateur souterrain de ladite section souterraine d'accumu-
lation de chaleur.
2. Serre suivant la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comprend,en outre, un moyen de détection pour détecter les températures du fluide à l'entrée et à la sortie dudit capteur de chaleur ainsi que la différence de température entre cette entrée et cette sortie, ledit moyen de détection permettant au fluide chauffé. de circuler à travers le
radiateur souterrain de ladite section souterraine d'accumu-
lation de chaleur lorsque la différence de température est supérieure à une valeur prédéterminée et la température du fluide chauffé se trouvez la. sortie du capteur de chaleur, dans une
plage prédéterminée de valeur.
3. Serre suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que le capteur de chaleur et le radiateur souterrain de la section souterraine d'accumulation de chaleur constituent
un seul système.
4. Serre suivant la revendication 1, caractérisée par * le fait que le capteur de chaleur constitue un premier système
et que le radiateur souterrain de la section souterraine d'ac-
cumulation de chaleur constitue un second système, les deux systèmes étant reliés thermiquement l'un à l'autre par un
échangeur de chaleur.
5. Serre suivant les revendications 3 ou 4, caractérisée
par le fait que le fluide circulant à travers le capteur de chaleur et le radiateur souterrain de la section souterraine d'accumulation de chaleur est un fluide autre que l'eau.
6. Serre suivant les revendications 3 ou 4, caractérisée
par le fait que le fluide circulant à travers le capteur de chaleur et le radiateur souterrain de la section souterraine
d'accumulation de chaleur est de l'air chauffé.
1.0 7. Serre suivant la revendication 4, caractérisée par le fait que des fluides de types différents circulent à travers le système formé par le capteur de chaleur et le système formé
par le radiateur souterrain de la section souterraine d'ac-
cumulation de chaleur.
8. Serre suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que le radiateur souterrain comprend un serpentin destiné
à dissiper la chaleur.
9. Serre suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que le radiateur souterrain comprend un serpentin destiné à dissiper la chaleur et des plaques métalliques fixées
au serpentin.
10. Serre suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que le radiateur souterrain du sous-sol est formé par une matière résineuse synthétique ayant une conduct.jb!1Lté thermique égale ou supérieure à la conductibilité thermique
du sous-sol.
11. Serre suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que la superficie de la surface dans laquelle le radiateur souterrain de la section souterraine d'accumulation de chaleur dissipe la chaleur dans le sol est supérieure à
1/20 de la superficie du sol de la serre.
12. Serre suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit capteur de chaleur est un capteur d'énergie solaire destiné à recueillir l'énergie rayonnante du soleil et qu'il est relié thermiquement pour un radiateur souterrain
de la section souterraine d'accumulation de chaleur.
13. Serre suivant la revendication 12, caractérisée par le fait que la superficie du capteur d'énergie solaire est
supérieure à 1/6 de la superficie de la serre.
FR8107081A 1980-04-09 1981-04-08 Serre du type a systeme souterrain d'accumulation de chaleur Expired FR2480413B1 (fr)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4559480A JPS56144019A (en) 1980-04-09 1980-04-09 Underground heat storing greenhouse

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2480413A1 true FR2480413A1 (fr) 1981-10-16
FR2480413B1 FR2480413B1 (fr) 1985-09-13

Family

ID=12723668

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR8107081A Expired FR2480413B1 (fr) 1980-04-09 1981-04-08 Serre du type a systeme souterrain d'accumulation de chaleur

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4412527A (fr)
JP (1) JPS56144019A (fr)
FR (1) FR2480413B1 (fr)
NL (1) NL8101713A (fr)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58179417A (ja) * 1982-04-12 1983-10-20 株式会社新井組 太陽熱地中長期蓄熱式園芸ハウス
US20030126791A1 (en) * 2000-05-03 2003-07-10 Weder Donald E. Low profile commercial greenhouse
CN103363577B (zh) * 2012-04-10 2016-06-08 新疆七彩阳光能源科技有限公司 一种主被动混合式蓄热型太阳能建筑及其建造方法
LU92532B1 (en) * 2014-08-29 2016-11-25 Al-Rubb Khalil Mahmoud Abu Irrigation device
AU2018220202A1 (en) * 2017-02-17 2019-09-26 Ceres Greenhouse Solutions Llc Energy efficient greenhouse
US12044416B2 (en) * 2017-02-17 2024-07-23 Ceres Greenhouse Solutions Llc Energy efficient enclosure temperature regulation system
CN113340143A (zh) * 2021-07-06 2021-09-03 东北林业大学 一种温室地下蓄热系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2298938A1 (fr) * 1975-02-03 1976-08-27 Situb Dispositif de chauffage solaire des serres par un reseau de tuyaux souterrains
FR2320693A1 (fr) * 1975-08-11 1977-03-11 Baldinger Germain Dispositif de chauffage indirect de l'ambiance des serres et abris par l'intermediaire du sol dont le pouvoir d'accumulation est eleve, parcouru par des tuyaux souterrains relies directement a des capteurs solaires
DE2600597A1 (de) * 1976-01-09 1977-07-14 Buderus Eisenwerk Einrichtung zum erwaermen von gartenbeeten

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS493333A (fr) * 1972-05-03 1974-01-12
US3815574A (en) * 1973-06-01 1974-06-11 G Gaydos Solar heating system
JPS5112644U (fr) * 1974-07-15 1976-01-29
CH576108A5 (fr) * 1974-11-28 1976-05-31 Grueniger Emil
US3970069A (en) * 1975-02-24 1976-07-20 John Pickett Solar heater/cooler assembly
JPS52107941A (en) * 1976-02-26 1977-09-10 Kiichirou Naotaka Green house for gardening
US4111189A (en) * 1977-01-03 1978-09-05 Cities Service Company Combined solar radiation collector and thermal energy storage device
JPS53107947A (en) * 1977-02-28 1978-09-20 Miyahara Baanaa Osaka Kk Plant growing device
US4153047A (en) * 1977-07-13 1979-05-08 Dumbeck Robert F Heat storage systems
JPS5423000U (fr) * 1977-07-15 1979-02-15
JPS5470940A (en) * 1977-11-10 1979-06-07 Yoshitane Kurimoto Greenhouse apparatus
DE2800512A1 (de) * 1978-01-05 1979-07-12 Franz Winkelmaier Jahresspeicherheizung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2298938A1 (fr) * 1975-02-03 1976-08-27 Situb Dispositif de chauffage solaire des serres par un reseau de tuyaux souterrains
FR2320693A1 (fr) * 1975-08-11 1977-03-11 Baldinger Germain Dispositif de chauffage indirect de l'ambiance des serres et abris par l'intermediaire du sol dont le pouvoir d'accumulation est eleve, parcouru par des tuyaux souterrains relies directement a des capteurs solaires
DE2600597A1 (de) * 1976-01-09 1977-07-14 Buderus Eisenwerk Einrichtung zum erwaermen von gartenbeeten

Also Published As

Publication number Publication date
NL8101713A (nl) 1981-11-02
FR2480413B1 (fr) 1985-09-13
US4412527A (en) 1983-11-01
JPH0142649B2 (fr) 1989-09-13
JPS56144019A (en) 1981-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Santra Performance evaluation of solar PV pumping system for providing irrigation through micro-irrigation techniques using surface water resources in hot arid region of India
EP2561280A1 (fr) Installation geothermique avec recharge thermique du sous sol.
FR2477687A1 (fr) Collecteur pour appareil de captage d'energie solaire et procede de captage d'energie solaire en discontinu a l'aide d'un appareil de captage d'energie solaire comportant ce collecteur
FR2501840A1 (fr)
EP1947394B1 (fr) Installation de chauffage domestique et/ou de production d'eau chaude sanitaire
FR2480413A1 (fr) Serre du type a systeme souterrain d'accumulation de chaleur
WO2020208542A1 (fr) Système de culture autonome
FR2999830B1 (fr) Element de traitement d'un rayonnement solaire ameliore ainsi qu'un suiveur solaire et une centrale solaire equipee d'un tel element
FR3099684A1 (fr) Installation de forçage de plantes, et procédé correspondant
EP3248454B1 (fr) Dispositif et procédé de régulation thermique pour serre agricole
FR2896306A1 (fr) Installation de chauffage domestique et/ou de production d'eau chaude sanitaire
EP0781395B1 (fr) Accumulateur de chaleur
EP0166661A2 (fr) Dispositif de captage et de transfert d'énergie de rayonnement tel que le rayonnement solaire
WO2011080490A2 (fr) Dispositif de chauffage central solaire a accumulation d'energie
FR2724220A1 (fr) Refrigerant atmospherique humide a dispositif antigel
FR2549692A1 (fr) Installation de conditionnement thermique des sols pour l'agriculture
FR2939875A1 (fr) Installation de chauffe-eau amelioree
CH705478A1 (fr) Dispositif pour la récupération et/ou le stockage des énergies renouvelables.
CH640629A5 (fr) Pompe a chaleur.
BE836906A (fr)
FR2500141A1 (fr) Echangeur de chaleur air-liquide a convection naturelle
FR2473166A1 (fr) Echangeurs de chaleur composes de plaques tubulaires extrudees de forme allongee et applications
WO2023088900A1 (fr) Système passif de régulation thermique passive pour serre agricole
FR2461897A2 (fr) Systeme de stockage saisonnier de chaleur dans le sol applique au chauffage solaire
FR2470533A1 (fr) Procede et dispositif de climatisation de serres

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse