Calculation de système de CO2

Pour la photosynthèse, les végétaux ont besoin de lumière et de CO₂. De faibles taux de CO₂ ont un impact négatif sur la qualité des cultures et par conséquent sur les rendements. Dans la majorité des cas, les fumées produites par des chaudières à gaz ou des centrales de cogénération sont utilisées pour augmenter les taux de CO₂ dans les serres. Pour accroître plus encore les taux de CO₂, il est également possible d’injecter du CO₂ liquide avec les fumées. Pour faire circuler ces gaz à forte concentration de CO₂ vers les serres et entre les cultures, des conduits de distribution et des ventilateurs sont nécessaires. Une circulation la plus homogène possible du CO₂ au sein de la serre est cruciale. Il convient donc de concevoir le système de CO₂ en se basant sur des calculs qui prennent en considération un grand nombre de paramètres.

Impact sur la conception
Par exemple, les volumes déplacés dépendent de la source. Le volume de fumée produit par la combustion d’un mètre cube de gaz naturel dans un brûleur est différent du volume produit par une centrale de cogénération. La centrale de cogénération produit un surplus d’air plus important, ce qui signifie un volume plus important pour la même dose nominale de CO₂. Cela nécessite de modifier le diamètre des conduits.

La conception même de la serre joue également un rôle important dans le choix des conduits de distribution. Le facteur le plus évident est la surface cultivée, dont les distances à parcourir, mais le nombre de coudes à installer sur le réseau est également un facteur à prendre en compte en raison des pertes de pressions induites dans les conduits, ce qui nécessite d’augmenter la puissance des ventilateurs.

Dans certains pays, les serres sont construites en altitude. Au Mexique, par exemple, des serres sont exploitées à près de 2500 m au-dessus du niveau de la mer. En altitude, la densité de l’air est plus faible. Cela signifie que, pour une même concentration d’oxygène, il y a moins d’oxygène par mètre cube d’air. La quantité d’air nécessaire à la combustion d’un même volume de gaz naturel est donc plus importante. Il convient donc, lors du dimensionnement des conduits, de prévoir des volumes plus importants.

Logiciel propriétaire
Les calculs à réaliser pour déterminer les dimensions des conduits sont toujours spécifiques à chaque projet. Zantingh a mis au point son propre logiciel pour accomplir cette tâche. Le point de départ de tout calcul de dimensionnement des conduits de distribution est le plan d’implantation de la serre. Le calcul est plus précis s’il est basé sur des fichiers AutoCAD avec des cotes fidèles. Il convient également de poser les principes directeurs de l’installation. Les cultures concernées et la norme de dosage correspondante sont également des données significatives. Nous demandons ensuite à notre client s’il a une préférence quant à la disposition du réseau de conduits dans la serre, par exemple en optant pour une disposition centrale ou latérale des conduits. En l’absence de préférence du client, nous déterminons l’alternative qui nous semble la meilleure. Actuellement, les conduits sont souvent enterrés. Le réseau doit donc suivre une pente pour évacuer efficacement la condensation provoquée par les fumées. Des tuyauteries et des pompes d’évacuation spéciales sont utilisées à cet effet.

Dans le cas de fumées de combustion, la norme de dosage est exprimée en mètres cubes de gaz naturel par hectare de serre cultivée et par heure. Dans le cas de CO₂ liquide, le volume d’air requis pour acheminer le CO₂ dans la serre est le point de départ de tous les calculs. Il est aussi possible d’associer le CO₂ liquide aux fumées.

Zantingh propose uniquement des ventilateurs à rendement élevé qu’il est possible d’équiper de moteurs à vitesse variable, le cas échéant. Un ventilateur à rendement élevé permet d’obtenir les meilleures performances possible (débit et pression) tout en réduisant la consommation énergétique. Cela signifie très souvent que nous installons un moteur de puissance plus faible avec un réseau de conduits plus réduits pour une installation plus économe.

Visitez le stand Zantingh au GreenTech Amsterdam (stand 12.316) pour plus d’informations sur nos systèmes de CO₂.