Enhancement of the greenhouse air ventilation rate under climate conditions of central Mexico

• Autores: Pedro José Rachid Romero Saker, Christopher Y. Choi, Irineo L. López Cruz
• Localización: Agrociencia, ISSN 2521-9766, ISSN-e 1405-3195, Vol. 44, Nº. 1, 2010, págs. 1-15
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Mejora de las tasas de ventilación de invernaderos bajo condiciones climáticas del centro de México
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• Resumen
  • español

    Los invernaderos mexicanos con cobertura plástica usan la ventilación natural como el método principal para controlar la temperatura y la humedad. Sin embargo, no hay estudios sobre el comportamiento dinámico del flujo del aire y las tasas de ventilación. En el presente estudio se analizaron las tasas de intercambio de aire en un invernadero con ventilación natural en México, utilizando Dinámica de Fluidos Computacional (CFD). Para mejorar el enfriamiento del invernadero se examinaron las áreas de ventilación cenital y las características de la malla bajo varios escenarios, para cuantificar las tasas de ventilación. Las tasas de intercambio de aire a través de malla anti insectos más densa (modelo S) fueron alrededor de 50 % de las alcanzadas con malla anti insectos real y menos densa para insectos (modelo SF), con la misma velocidad del viento exterior. Aumentar el tamaño de la ventila cenital de 6 % (actual) a 15 % del área de piso del invernadero aumentó la tasa de ventilación en 20-40 % con velocidades del viento entre 0 y 4 m s-1. Sin embargo, ampliaciones del área de malla anti insectos en las paredes laterales no produjeron cambios significativos en la tasa de ventilación. También se consideró la orientación del invernadero para maximizar los efectos de enfriamiento en las condiciones climáticas locales, y la tasa de ventilación podría mejorar al colocar el área de ventilación cenital en una dirección sugerida con base en la velocidad promedio del viento.

  • English

    Mexican plastic-covered greenhouses use natural ventilation as the main method to control temperature and humidity. However, no studies on the dynamic behavior of airflow and ventilation rates are available. In the present study, air exchange rates were analyzed in a naturally-ventilated greenhouse in Mexico using Computational Fluid Dynamics (CFD). To enhance greenhouse cooling, roof vent areas and screen characteristics were examined undef various scenarios to quantify ventilation rates. The air exchange rates through the tight insect screen (model S) were about 50 % of those achieved with actual and loose insect screen (model SF) at the same outside wind speed. Enlargement of the roof vent size ftom 6 % (current) to 15 % of the greenhouse-floor area increased the ventilation rate by 20-40 % at wind speeds ranging from 0 to 4 m s-1. However, extensions of insect-proof screens area on side-walls did not produce any significant change in the ventilation rate. Greenhouse orientation was also considered to maximize cooling effects under the local climate condition, and the ventilation rate could be enhanced by positioning the roof vent area in a prescribed direction based on the average wind speed.