Calefacción de Invernaderos

75

description

calefacción de invernaderos

Transcript of Calefacción de Invernaderos

  • Para disminuir o aumentar la temperatura del Para disminuir o aumentar la temperatura del invernadero se puede emplear los medios siguientes:invernadero se puede emplear los medios siguientes:

    Removiendo aire del interior

    Calefaccin

    Disminucin de

    temperatura

    Abriendo ventanas Renovando con aire frescoVentilando

    Refrigerando con agua coloreada

    Restando luminosidad:Blanqueo Persianas

    Actuando sobre la cubierta

    RiegoCooling-SystemPulverizado Nebulizado (Mist-System)

    Aumentando la humedad

    Cerrando ventanas Renovando con aire calienteVentilacionAumento de

    temperatura

  • TEMPERATURAS POR DEBAJO DE LAS CUALES ES TEMPERATURAS POR DEBAJO DE LAS CUALES ES CONVENIENTE APORTAR CALOR ARTIFICIALCONVENIENTE APORTAR CALOR ARTIFICIAL

    Tomate...................................................................... 7 CPimiento.................................................................... 8 CBerenjena.................................................................. 9 CPepino....................................................................... 10 CFrijol......................................................................... 8 CMeln........................................................................ 9 CCalabacn................................................................. 8 CSanda....................................................................... 10 CFresn....................................................................... 8 CGuisante................................................................... 3 CAcelga...................................................................... -4 CEspinaca.................................................................. -2 CLechuga................................................................... 0 CApio......................................................................... 5 CRosal........................................................................ 14 CClavel....................................................................... 7 CGladiolo................................................................... 8 CCrisantemo.............................................................. 9 CStrelitzia.................................................................. 10 CTulipn.................................................................... 8 CAnturio.................................................................... 18 C

  • Localidad: Mstoles (Madrid)

  • TEMPERATURA DE UN INVERNADERO CUBIERTO CON POLIETILENO TRMICO CON RESPECTO A OTRO

    CUBIERTO CON POLIETILENO NORMAL. Villa Guerrero, Edo. Mx. Diciembre, 2002.

    -2c

    -1c

    0c

    1c

    2c

    3c

    4c

    5c

    12:00 14:00 20:00 22:00 00:00 02:00 04:00 06:00 08:00

  • CALENTADOR DE GAS HOLANDES CON SUMINISTRO DE OXIGENO

  • SISTEMA DE CALEFACCIN POR CONVECCINFUENTE: NELSON, 1978

    TINA

    C

    A

    L

    E

    N

    T

    A

    D

    O

    R

    T

    U

    B

    E

    R

    A

    E

    X

    T

    R

    A

    C

    T

    O

    R

    INVERNADEROINVERNADERO

  • EQUIVALENCIAS DE EQUIVALENCIAS DE UNIDADES DE CALORUNIDADES DE CALOR

    1 KCAL = 3.97 BTU1 KCAL = 3.97 BTU

    1 BTU = 0.252 KCAL1 BTU = 0.252 KCAL

    1 HP = 8432 KCAL1 HP = 8432 KCAL

    1 KCAL = 4186 JOULES1 KCAL = 4186 JOULES

  • 1) CONDUCCI1) CONDUCCIN (qN (q11))2) FILTRACI2) FILTRACIN (qN (q22))3) RADIACI3) RADIACIN (qN (q33))4) CONDUCCI4) CONDUCCIN DEL SUELO (qN DEL SUELO (q44))

    FORMAS EN QUE UN INVERNADERO FORMAS EN QUE UN INVERNADERO PIERDE CALORPIERDE CALOR

  • Datos requeridos para calcular Datos requeridos para calcular pprdidas de calorrdidas de calor

    Superficie cubierta por el invernadero (Sr) Superficie expuesta del invernadero (S) Volmen del invernadero (V) Material de cubierta (K, R y Pr) Velocidad del viento (R) Temperatura interior deseada (ti) Temperatura exterior mnima esperada (te)

  • 2

    m

    3

    m

    15 m

    30 m

    Cubierta de Polietileno

    Velocidad del viento = 0 Km/hr

    Temperatura interior deseada (ti) = 5 C

    Temperatura exterior mnima esperada (te) = -6 C

  • Superficie del InvernaderoSuperficie del Invernadero

    Largo x Ancho del Invernadero

    30 m x 15 m = 450 m2

  • Superficie ExpuestaSuperficie ExpuestaParedes Laterales:

    3 m x 30 m = 90 m2

    90 m2 x 2 paredes = 180 m180 m22

    Frentes:

    (3 m x 15 m) + (2 x 15 2) = 60 m2

    60 m2 x 2 frentes = 120 m120 m22

    Techo:

    (2 m)2 + (7.5 m)2 = 7.76 m

    7.76 m x 30 m = 232.865 m2

    232.865 m2 x 2 aguas = 465.73 m465.73 m22

    Total = Total = 765.73 m765.73 m22

  • VolVolmenmen del invernaderodel invernadero

    AreaArea del Frente x Largo del Invernaderodel Frente x Largo del Invernadero

    60 m2 x 30 m = 1800 m3

  • qq11 = KS(t= KS(tii -- t t ee))q1 = Prdida de calor por conduccin (Kcal/hora)K = coeficiente de conduccin de la cubierta (Kcal/m2/hr/C)S = superficie expuesta del invernadero (m2)ti = temperatura interior deseada (C)te = temperatura exterior mnima esperada (C)

    PPRDIDAS DE CALOR POR RDIDAS DE CALOR POR CONDUCCICONDUCCINN

  • PPRDIDAS DE CALOR POR RDIDAS DE CALOR POR CONDUCCICONDUCCINN

    MATERIALMATERIALVIDRIO

    POLIETILENOPOLIETILENO (2 capas)

    POLIESTER FIBRA DE VIDRIOPVC

    COEFICIENTE DE COEFICIENTE DE CONDUCCICONDUCCIN (N (kcalkcal/m2/h//m2/h/C)C)

    5.515.855.853.404.784.49

    9.

  • qq11 = KS(t= KS(tii -- t t ee))

    qq11 = 5.85 x = 5.85 x 765.73 x765.73 x [5 [5 -- ((--6)]6)]

    qq11 = 4479.49 = 4479.49 xx 1111

    qq11 = = 49,274.4249,274.42 KcalKcal/hora/hora

  • qq22 = 0.35VR(t= 0.35VR(tii -- t t ee))q2 = prdida de calor por filtracin (kcal/hora)V = volumen del invernadero (m3)R = renovaciones de aire por horati = temperatura interior deseada (C)te = temperatura exterior mnima esperada (C)

    PPRDIDAS DE CALOR POR RDIDAS DE CALOR POR FILTRACIFILTRACINN

  • NNMERO DE RENOVACIONES DE AIRE POR MERO DE RENOVACIONES DE AIRE POR HORA A DISTINTA VELOCIDAD DEL VIENTO HORA A DISTINTA VELOCIDAD DEL VIENTO

    EN INVERNADEROS CERRADOSEN INVERNADEROS CERRADOS

    MATERIAL VELOCIDAD DEL VIENTO (Km/h)MATERIAL VELOCIDAD DEL VIENTO (Km/h)00 1010 2020

    Vidrio 2 3 4Poliester fibra de vidrio 1 1.5 2Acrlico 1 1.5 2Polietileno y PVC 0.5 1 1.59.

  • qq22 = 0.35VR(t= 0.35VR(tii -- t t ee))

    qq22 = 0.35 x 1800 x 0.5 x [5 = 0.35 x 1800 x 0.5 x [5 -- ((--6)]6)]

    qq22 = = 3,465.00 3,465.00 KcalKcal/hora/hora

  • qq33 = 4.4 x 10= 4.4 x 10--88 SSrrPPrr(T(Tii44 -- TTee44))q3 = prdida de calor por radiacin (kcal/hora)Sr = superficie radiante (m2)Pr = coeficiente de permeabilidad de la cubiertaTi = temperatura absoluta interior deseada (K)Te = temperatura absoluta exterior mnima esperada (K)4.4x10-8 = Constante de Stefen-Boltzman (kcal/m2/K4) =

    0.000000044 kcal/m2/K4

    PPRDIDAS DE CALOR POR RDIDAS DE CALOR POR RADIACIRADIACINN

  • COEFICIENTES DE PERMEABILIDAD DE COEFICIENTES DE PERMEABILIDAD DE DISTINTOS MATERIALES USADOS COMO DISTINTOS MATERIALES USADOS COMO

    CUBIERTA DE INVERNADEROCUBIERTA DE INVERNADERO

    MATERIAL COEFICIENTE DEMATERIAL COEFICIENTE DEPERMEABILIDADPERMEABILIDAD

    Vidrio 0.04Poliester fibra de vidrio 0.04Acrlico 0.04Polietileno 0.80Polietileno (2 capas) 0.64PVC 0.35

    9.

  • qq33 = 4.4 x 10= 4.4 x 10--88 SSrrPPrr(T(Tii44 -- TTee44))

    qq33 = 4.4 x 10= 4.4 x 10--88 x 450 x 0.8 x (278x 450 x 0.8 x (27844 -- 26726744))

    qq33 = 1.58 x 10= 1.58 x 10--55 x (890,695,135)x (890,695,135)

    qq33 = = 14,108.61 14,108.61 KcalKcal/hora/hora

  • qq44 = 0.1(q= 0.1(q1 1 ++ qq2 2 ++ qq33))q1 = prdida de calor por conduccin (kcal/hora)q2 = prdida de calor por filtracin (kcal/hora)q3 = prdida de calor por radiacin (kcal/hora)

    PPRDIDAS DE CALOR POR RDIDAS DE CALOR POR CONDUCCICONDUCCIN DEL SUELON DEL SUELO

  • qq44 = 0.1(49,274.42= 0.1(49,274.42 + + 3,465.00 + 14,108.61)3,465.00 + 14,108.61)

    qq44 = 0.1(66,548.03) = 0.1(66,548.03)

    qq44 = = 6,654.80 6,654.80 KcalKcal/hora/hora

    qq44 = 0.1(q= 0.1(q1 1 ++ qq2 2 ++ qq33))

  • Q = qQ = q1 1 ++ qq2 2 ++ qq3 3 ++ qq4 4 q1 = prdida de calor por conduccin (kcal/hora)q2 = prdida de calor por filtracin (kcal/hora)q3 = prdida de calor por radiacin (kcal/hora)q4 = prdida de calor por conduccin del suelo

    (kcal/hora)

    PPRDIDA TOTAL DE CALORRDIDA TOTAL DE CALOR

  • 49,274.4249,274.423,465.003,465.00

    ++ 14,108.61 14,108.61 6,654.806,654.80

    73,532.8373,532.83

    Q = qQ = q1 1 ++ qq2 2 ++ qq3 3 ++ qq44

  • CAPACIDAD DEL CALENTADORCAPACIDAD DEL CALENTADOR

    = 73,532.83 = 73,532.83 KcalKcal x 3.97 BTU/x 3.97 BTU/KcalKcal

    = = 291291,,925.3925.35 BTU5 BTU

  • COSTO DEL GASCOSTO DEL GAS

    Prdida total de Calor (Kcal/hr) Consumo de gas (kg/hr) =

    8,000 Kcal/Kg

    73,532.83 Kcal/hr= = 9.19 Kg/hr

    8,000 Kcal/Kg

    $ 3.50 x 9.19 =$ 3.50 x 9.19 = $ 32.17 por hora$ 32.17 por hora