Riassunto esame Costruzioni e Impianti per le Colture Protette, prof. Barreca

LA CLIMATIZZAZIONE DELLE SERRE

Per una buona climatizzazione delle serre bisogna optare alcuni parametri :

• Sfruttamento della posizione

• Contenere le dispersioni termiche

• Doppio telo PVC- plexiglass . Policarbonato perché riduce la dispersione termica del 30-

35%

• Diminuzione di luminosità

• Aumento dell'umidità

• Non si devono avere moti convettivi tra i due teli

• Utilizzo di strutture pressostatiche-tensostrutture

• Sistemi solari passivi (forma e dimensione ottimali )

• Asse Est- Ovest

h = 90 – l ± d

h= altezza

sole – l = lat – d = declinazione solare che è l'angolo tra l'asse terrestre e il sole

La parete a Sud deve cercare la perpendicolarità con il Sole per diminuire la riflessione e

rifrazione e isolare la parete a Nord.

COME E' FATTO IL CLIMATIZZATORE

Il climatizzatore funziona grazie a un liquido refrigerante chiamato freon. Questo freon, che si trova

nell'evaporatore a bassa pressione, passa dallo stato liquido a quello gassoso e per fare ciò ha

bisogno di calore, che prende dall'aria contenuta nel locale da climatizzare. Facendo investire quindi

il freon dall'aria, questa si raffredda cedendo calore e fa riscaldare il freon che pian piano evapora.

Quando il freon è tutto evaporato, viene assorbito da un compressore che ne aumenta la sua

pressione e lo invia al condensatore. Nel condensatore il freon torna da gassoso a liquido e per fare

ciò deve cedere calore, questo calore lo cede all'aria esterna, a questo punto il freon è ritornato

liquido ma a una pressione più elevata a quella che c'è nell'evaporatore, si dovrà quindi far passare

il freon attraverso un capillare in modo da ridurre la pressione e farlo tornare all'interno

dell'evaporatore.

BILANCIO ENERGETICO:

Abbiamo tanti tipi di impianti e abbiamo l'equazione del bilancio termico/energetico :

Q = q + q' + q'' + qr – Q sole

Q = calore apportato con impianti

• q= perdita per conduzione- convezione

q= K x S x (ti – te) si misura in kcal/h

K = coefficiente di trasmissione , questo parametro può essere sostituito da RxV che è la portata di

ventilazione

S= superficie delle pareti in m2

ti = temperatura interna

te= temperatura esterna

7. q' = perdita per ricambio d'aria

q' = R x V x 0,36 x (ti – te) si misura in kcal/h

R = tasso di rinnovamento o numero di rinnovamento del volume

V = volume della serra

0,36= watt per riscaldare 1 m3 di aria di un 1° C

• q'' = perdita attraverso il suolo per conduzione , oltre i 50 cm il suolo non è influenzato

dall'aria ed è circa 1/10 del totale delle perdite,

q'' = UA x (ti – te) si misura kcal/h x m3

U= resistenza totale muro e fondamenta

A = superficie del muro interrato e fondamenta

6. qr = perdita per irraggiamento , dipende dalla trasparenza del materiale e dall'efficienza del

manto di copertura

qr = 4,4 x 10^-8 x Ag x P x (ti – te) si misura in kcal/h

Ag = superficie d'irraggiamento

P= coefficiente di permeabilità alla radiazione che cambia in base al materiale : per polietilene è

0,8, per pvc 0,3 , per il vetro è 0,04

• Qsole = è il calcolo dell'irraggiamento del sole con formule complesse

Se Q è positivo , il sole non basta e bisogna riscaldare , se è negativo il sole riesce a riscaldare la

serra.

(FORMULA CHE NON SO COSA SERVE)

Qs + Qk + Qv + Qr + Qt + Qf + P = 0

Si misurano tutti in W

Qs = flusso di calore apportata alla serra per effetto dell'irraggiamento solare

Qk = flusso di calore scambiata con l'esterno attraverso le pareti per conduzione e convezione

Qv= flusso di calore scambiato con l'esterno per ricambi d'aria

Qr= flusso di calore emesso dal suolo e dalle piante coltivate e scambiate con l'esterno

Qt= flusso di calore disperso attraverso il suolo

Qf = flusso di calore utilizzato nelle piante per il processo di fotosintesi

P = flusso di calore portati alla serra con eventuali impianti

BILANCIO TERMICO

Qv + Qt ≤ Qs

W x 0.36 x ΔT / ΔX + S x K x ΔT ≤ Qs

K ≤ Qs/ S x ΔT - 0,36W / S x ΔX

CONDIZIONAMENTO DALLE ALTE TEMPERATURE

Il condizionamento dalle alte temperature serve per sfruttare la serra per una intera annata. Alcune

coltivazioni iniziano ad aprile e alcune coltivazioni ostacolano lo sviluppo, quindi bisogna

intervenire con l'ombreggiamento e con la convezione.

OMBREGGIAMENTO: Questa tecnica è semplice ma non permette forti abbassamenti della

temperatura, diminuisce l'eccessiva luce, può essere fatto all'esterno o all'interno della serra (il

migliore è quello all'esterno perchè evita la penetrazione dei raggi infrarossi). Può essere fatto con

camiciate ,stuoie e tinteggiature del tetto oppure con un velo d'acqua che scorre che assorbe anche i

raggi solari che con l'aggiunta di liquidi ed emulsioni per assorbire anche i raggi infrarossi, però

questa acqua deve avere bassa CaCo (carbonato di calcio).

CONVEZIONE: Si aprono la finestrature in colmo e in parete

Qv = V x 0,36 x ΔT [ W ]

V = m3/h

ΔT = temperatura esterna – temperatura interna

Questo può essere aumentato grazie all'uso di sistemi di propulsione o attraverso centrifughi

(ventilatori) che sono meglio a cinghie, con basso numero di giri e grosse dimensioni, i pannelli con

i ventilatori conviene metterli sulle pareti laterali cosicché l'aria fa meno tragitto.

WASHED- AIR (COOLING SYSTEM)

L'aria in entrata viene costretta a passare attraverso pannelli di materiale poroso continuamente

bagnati. Questa ha una maggiore efficienza se i raggi ultravioletti sono bassi, per una serra di 500 m

sono sufficienti 2 ventilatori di 200 m3/min. I pannelli possono essere: di tipo verticale o obliquo ,

dove in quello verticale scorre l'acqua si di essa dall'alto , mentre quelli obliqui l'acqua viene

spuzzata da spruzzatori, le finestre devono essere chiuse e i ventilatori intermittenti.

I ventilatori vengono messi in posizione trasversale per serre molto lunghe, in posizione

longitudinale per serre di modesta lunghezza , nelle serre di modeste dimensioni possiamo mettere

pannelli laterali ed aspirazione assiale attraverso un condotto perforato provvisto di ventilatori alle

due estremità, questo permette di uniformare le condizioni climatiche delle serre.

Il cooling è formato dai seguenti elementi: pannello evaporativo ed entrata dell'aria esterna, ventola

aspirante l'aria interna, supporto per il pannello affiancato alla parete della serra, supporto ,

pannello evaporante, tubo plastico che irrora continuamente il pannello, condotta di

approviggionamento acqua, gronda di raccolta e ritorno all'accumulo rilasciata dal pannello , pompa

, accumulo acqua, guida irroratrice, rete metallica stabilizzante il pannello.

HIGH PRESSURE FOGS

In questo sistema c'è una nebulizzazione fitta di acqua, meglio se acqua piovana pura dove per

larghezza da 6 a 15 m servono due conduttori superiori a 15 m e occorre un conduttore centrale.

Circa 4 litri ad ora ogni 20- 25 m2 e questi sono adatti per orchidee , crisantemi e rose. La

differenza di temperatura è di circa di 10 – 15° C rispetto all'esterno e gli impianti devono essere

con basso ombreggiamento.

Pannelli Humicool : sono dei pannelli che ottengono il raffreddamento della serra attraverso

l'evaporazione dell'acqua, con una temperatura esterna di 45° e un bulbo umido di 21,5 ° si riesce a

portare la temperatura all'interno della serra da 26 – 29 ° .

I SISTEMI OMBREGGIANTI E GLI SCHEMI PROTETTIVI: Al fine di ridurre

l'ombreggiamento bisogna ridurre l'irraggiamento solare per limitare l'innalzamento della

temperatura provocata dall'effetto serra, specialmente quando l'aerazione non è sufficiente.

Proteggiamo le piante dall'illuminazione per impedire che la temperatura delle piante superi quella

dell'aria riducendo così le perdite di acqua.

I sistemi ombreggianti si dividono in esterni e interni, fissi e mobili.

6. L'ombreggiamento esterno : questo sistema trattiene le radiazioni solari all'esterno della

serra.

Ci sono però alcune difficoltà di applicazione perché il materiale ombreggiante deve essere posto a

50 cm del tetto per non impedire l'aerazione fatta dalle finestre.

Un metodo semplice può essere quello della tinteggiatura delle finestre impiegando dei prodotti che

possono essere facilmente asportabili con il lavaggio come il bianco di Spagna e il gesso di Firenze

e devono essere posti all'interno della copertura perché in caso di pioggia verrebbero lavati. Questo

è molto economico e da un risultato soddisfacente.

Sistemi di maggiore durata prevedono l'impiego di stuoie, reti in plastica posti sul tetto o su dei

sostegni sopra la serra. Questi sistemi richiedono elevati costi di istallazione e una forte inclinazione

della falda del tetto per consentire la discesa del materiale ombreggiante durante il montaggio.

Un altro sistema di ombreggiamento è di usare delle persiane con lamine mobili ed orientabili ma

questo sistema visto che è incorporato nella serra produce un consideravole ombreggiamento anche

quando non richiesto.

7. L'ombreggiamento interno: questo sistema è posto all'interno della serra e consente di

ricevere gran parte dell'energia solare con minore effetto raffreddante rispetto

all'ombreggiamento esterno soprattutto quando le aperture di aerazione sono insufficienti.

Bisogna cercare di mettere questi sistemi in maniera tale da non ostacolare che l'aria calda vada

verso l'alto (effetto camino).

I materiali impiegati in questo sistema sono stuoie e reti in plastica (che sono posti in posizione

orizzontale o inclinata come le falde del tetto) , persiane a lamine orientabili possono essere messe

all'interno ma non sono consigliabili per il forte ombreggiamento anche quando non richiesto.

8. L'ombreggiamento fisso e mobile : Gli ombreggiamenti fissi sono sconsigliabili perchè è

difficile determinare l'intensità dell'ombreggiamento e quindi è necessario adottare

ombreggiamenti mobili che possono essere usati come schermi termici durante la notte.

Questi sono più consigliabili sia posti all'interno che all'esterno perché si adattano meglio

alle esigenze del momento.

La meccanizzazione a ombreggiamento mobile può essere fatto con manovelle o con motori

elettrici, altri metodi può essere l'automatizzazione attraverso l'impiego di cellule fotoelettriche in

grado di comandare l'ombreggiamento a secondo della radiazione lu