Análisis numérico del clima interior en un invernadero de tres naves con ventilación mecánica

• Autores: Jorge Flores Velázquez, Enrique Mejía Saenz, Juan Ignacio Montero Camacho, Abraham Rojano Aguilar
• Localización: Agrociencia, ISSN 2521-9766, ISSN-e 1405-3195, Vol. 45, Nº. 5, 2011, págs. 545-560
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Numerical analysis of the inner climate in a mechanically-ventilated greenhouse with three spans
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• Resumen
  • español

    Uno de los principales problemas que enfrenta la agricultura en invernaderos, sobre todo en regiones de clima cálido, es moderar y controlar los problemas derivados del incremento de temperatura que ocurre en marcados periodos del año, ya que reducen la calidad y cantidad de la cosecha. Un método efectivo para el control del clima es la ventilación (natural o forzada) y aunque la ventilación forzada sea más predecible que la natural, su descripción es compleja y una simplificación obliga un mayor conocimiento del proceso. El objetivo de este trabajo fue validar y aplicar un modelo numérico basado en la dinámica de fluidos computacional (CFD) para el análisis climático de un invernadero cenital de tres naves sin cultivo y con ventilación forzada. Experimentalmente se suministran las variables escalares de temperaturas de aire y de suelo junto con valores de cesión de calor y tasas de ventilación bajo distintas condiciones exteriores. El análisis de los resultados indicó que al funcionar el sistema de ventilación forzada la tasa de ventilación es estable, independientemente de las condiciones exteriores. Para velocidades de viento bajas (menores de 3 m s -1) la ventilación mecánica adquiere mayor importancia que el flujo de aire exterior debido al efecto eólico o térmico. En cuanto a las temperaturas del aire, en invernaderos pequeños (30 m de largo) el sistema de ventilación forzada presenta adecuada uniformidad térmica, cobrando importancia la posición y capacidad (potencia) de los ventiladores, ya que se observó una potencia del ventilador máxima por arriba de la cual no se incrementa la tasa de ventilación.

  • English

    One of the main problems facing agriculture in greenhouses, especially, in hot climates, is to moderate and control problems arising from increased temperatures that occurs in marked periods of the year, as they reduce the quality and quantity of the harvest. An effective method of climate control is ventilation (natural or forced) and although forced ventilation is more predictable than natural ventilation, its description is more complex and a simplification requires further knowledge of the process. The objective of this study was to validate and apply a numerical model based on computational fluid dynamics (CFD) for the climate analysis of a zenithal greenhouse of three spans without crop and with forced ventilation. Experimentally the scalar variables of air and soil temperatures along with values of heat transfer and ventilation rates under different external conditions are supplied. Analysis of results indicated that when operating the forced ventilation system, the ventilation rate is stable, regardless of external conditions. For low wind speeds (less than 3 m s -1) the mechanical ventilation becomes more important than the outside air flow due to the wind or thermal effect. As to air temperatures, in small greenhouses (30 m long) the forced ventilation system provides adequate thermal uniformity, becoming more important the position and capacity (power) of the fans, since there is a maximum fan power above which the ventilation rate is not increased.