Effect of the greenhouse design on the thermal behavior and microclimate distribution in greenhouses installed under semi‐arid climate

Abstract

Greenhouse design and cover material properties may strongly impact greenhouse energy. To study the effect of these parameters, three typical unheated agricultural buildings equipped with rows of canopy were considered, and two‐dimensional simulations were conducted using the discrete ordinate model for simulating radiative transfers. Experiments were conducted to establish the boundary conditions and to validate the model. Two parametric studies were carried out: one for the nocturnal period when the energy performance of each type of greenhouse was investigated, and one for the diurnal period, when the sun path was simulated taking into account the type of the cover, its spectral optical and thermal properties. Results indicate that for the diurnal period, and for both plastic greenhouses equipped with fully opened side vents, the air located between the rows of canopy and ground surfaces remained very slow, not exceeding 0.2 m/s; for the Venlo glasshouse, the recirculation loop situated above the crop improved the air mixing and induced a good homogenization. Results also indicate that the cover material with the highest absorptivity, deteriorated the natural ventilation, increasing the air temperature by convection, enhancing local air temperature favoring the development of a secondary recirculation, and reduced the available photosynthetically active radiation. Concerning the nocturnal period, the ambient air temperature in the tunnel and in the vertical wall of the greenhouse was relatively homogenous and warmer than the temperature in the Venlo greenhouse. During the nocturnal period, the plastic greenhouse (in particular the one with the tunnel) performed better in regard to the homogenization of the climate and thermal energy storage.

Simulacion Del Microclima en Un Invernadero Usado Para La Producción De Rosas Bajo Condiciones De Clima Intertropical

“…Estos movimientos se caracterizan por ser de tipo convectivo rotatorio en dirección desde el suelo hacia la cubierta del invernadero. Este fenómeno ocurre debido a almacenamiento de calor por parte del suelo en las horas diurnas y su posterior liberación a la atmósfera en las horas nocturnas (Mesmoudi et al, 2017). Para la hora 20:00 pueden diferenciarse tres áreas de flujos convectivos donde la velocidad media del flujo de aire es de 0,28 m s -1 (Fig.…”

Comportamiento microclimático diurno, en temporada seca, de tres estructuras para agricultura protegida en el trópico seco

“…Los resultados obtenidos en este trabajo de investigación mostraron que existe una relación directa entre la velocidad y dirección del viento en el ambiente exterior y las distribuciones generadas de temperatura y humedad relativa en el interior de cada una de las estructuras. Por lo tanto, las áreas en el interior de las estructuras con mayor velocidad de flujo de aire presentan a su vez el menor valor de temperatura y el valor mayor de humedad, esto concuerda con el resultado obtenidos en estudios desarrollados para invernaderos y casas de malla (Flores-Velazquez & Montero, 2008;Mesmoudi et al, 2017).…”

“…Las distribuciones espaciales de temperatura y humedad relativa sobre la zona de cultivo en cada una de las estructuras estudiadas mostraron un comportamiento que se puede considerar homogéneo, ya que las diferencias entre los valores máximos y mínimos para cada hora simulada fueron mínimos. Lo anterior se concluye al comparar los resultados de esta investigación con los resultados obtenidos en otros estudios de invernaderos y casa de malla donde para un momento de tiempo específico se reportan diferencias entre zonas en el interior de las estructuras con valores superiores a los 4°C para la temperatura y 15% para la humedad relativa (Flores-Velazquez, Guerrero, López, Montero, & Piscia, 2013;Mesmoudi et al, 2017;Villagrán & Bojacá, 2019b).…”

Ventilación natural en invernadero con mallas anti-insecto evaluadas con un modelo computacional de fluidos

“…Se consideró la ecuación de energía y un modelo de radiación para el dominio computacional, la cual se seleccionó el modelo de ordenadas discretas (DO) con discretización angular. Este modelo de radiación ha sido ampliamente utilizado en estudios bajo invernadero (Mesmoudi et al, 2017; Villagrán-Munar y Bojacá-Aldana, 2019) y permite calcular la radiación y los intercambios convectivos entre la cubierta, el techo y las paredes de una estructura que, en el caso de invernaderos, son tratadas como medios semitransparentes. La ecuación 3 representa el modelo de radiación DO (Wu y Lei, 2016).…”