BISCUIT – Building integrated solar crop dryer for food preservation in urban farming applications

(Sistem integrat cu elemente de fatadă ventilată pentru uscarea fructelor și legumelor cu aplicație in agricultură urbană)

Descriere generală

Sectorul construcțiilor și cel al alimentației publice sunt 2 actori importanți ai consumului de energie la nivel mondial. Cercetările indică faptul că, în general, consumul mondial de alimente și energie va marca o creștere semnificativă până în 2050. Urbanizarea rapidă se dezvoltă împreună cu o creștere accelerată a sărăciei urbane și a accesului îngreunat la alimente de calitate în aglomerațiile urbane. Obiectivul general al proiectului BISCUIT este de a sprijini conceptul de economie circulară, ajutând dezvoltarea agriculturii urbane locale pentru un viitor durabil. Proiectul își propune să demonstreze că sursele regenerabile de energie utilizate pentru încălzirea clădirilor în perioada rece pot, de asemenea, să abordeze cu succes nevoile energetice ale agriculturii urbane, în procesul de conservare a alimentelor în perioada de recoltare, închizând astfel bucla. Astfel, sistemul simbiotic al clădirii, ca adăpost și ca sursă de hrană, se integrează perfect în conceptul de comunități urbane durabile. Scopul proiectului este de a dezvolta un demonstrator experimental pentru arăta funcționalitatea și eficiența sistemului pasiv de recuperare a energiei solare, integrând materiale de schimbare de fază cascadate, cu scopul de încălzire pasivă și uscare a alimentelor provenite din agricultura urbană locală. Obiectivele specifice ale proiectului sunt:

• O1:Definirea cerințelor și proiectarea conceptuală a demonstratorului;
• O2:Optimizarea termo-dinamică a uscătorului de fructe și legume;
• O3:Optimizarea fațadei solare adaptive;
• O4:Integrarea sistemului optimizat de uscare și a colectorului solar cu materiale cu schimbare de fază într-o configurație funcțională de tip experimental;
• O5:Crearea modelului dinamic al sistemului integrat în clădire. Astfel, sistemul solar adaptiv va conduce la două realizări importante: asigurarea preîncălzirii aerului proaspăt pentru clădire, în perioada rece, și furnizarea aerului încălzit pentru procesul de uscare a recoltei in agricultură urbană.

Concept

Abordarea BISCUIT este legată de energia solară (regenerabilă), ingineria clădirilor și agricultura urbană, creând un nou concept pentru dezvoltarea durabilă a mediului urban.

Scopul proiectului BISCUIT este de a dezvolta un demonstrator experimental care să arate funcționalitatea și eficiența pe tot parcursul anului a conceptului de sistem adaptiv pe baza energiei solare, pentru asigurarea încălzirii pasive a aerului în sezonul rece și uscării alimentelor provenite din agricultura urbană.

Colectorul Solar cu Aer (SC) poate fi integrat în anvelopa clădirii. SC este realizat din plăci metalice cu perforații, instalat la o anumită distanță de peretele clădirii, creând astfel o cavitate prin care circulă aerul. Învelitoarea metalică este încălzită de radiația solară, iar ventilatoarele creează presiune negativă în cavitate, extrăgând aerul încălzit solar prin placa absorbantă perforată. În timpul perioadei reci, aerul încălzit este introdus în general în unitatea de tratare a aerului situată pe acoperiș și apoi distribuit în clădire prin sistemul de ventilație. În perioadele mai calde, când nu există consum de energie pentru încălzire, aerul încălzit este de obicei aruncat in exterior, sau se creează un bypass. Proiectul BISCUIT (Figure 1) își propune să îmbunătățească eficiența termică a colectoarelor solare perforate prin integrarea elementelor de inerție termică în interiorul cavității colectorului, cuplându-l cu un nou sistem de uscare solară folosind căldura reziduală a colectorului solar perforat în timpul perioadei calde.

Activități desfășurate

Planul de lucru al proiectului BISCUIT este structurat astfel:

• Pachetul de lucru 0 (WP0). Management de proiect
  • T0.1. Management financiar și administrativ;
  • T0.2. Asigurarea calității și gestionarea riscurilor;
  • T0.3. Monitorizarea și evaluarea progresului proiectului;
  • T0.4. Management tehnic și științific;
• Pachetul de lucru 1 (WP1). Definiția cerințelor
  • T1.1 Definirea cerințelor de conservare a alimentelor pentru diferite cazuri.
  • T1.2 Definiția cerințelor de încălzire a aerului pentru clădiri pentru perioada rece / inter-sezon.
  • T1.3 Proiectarea fluxului de lucru funcțional preliminar al sistemului propus.
• Pachetul de lucru 2 (WP2). Proiectarea uscătorului optimizat.
  • T2.1 Modelarea CFD a uscătorului optimizat.
  • T2.2 Construirea instalației experimentale a uscătorului în scopuri de validare.
  • T2.3 Proiectarea modelului dinamic al uscătorului.
• Pachetul de lucru 3 (WP3). Proiectarea fațadei solare adaptive
  • T3.1 Studiul CFD al elementelor PCM în cascadă.
  • T3.2 Studiu CFD de formă încapsulată PCM.
  • T3.3 Proiectarea modelului dinamic al anvelopei solare integrative.
• Pachetul de lucru 4 (WP4). Construcția și testarea sistemului integrativ.
  • T4.1 Construirea setului complet funcțional.
  • T4.2 Proiectarea modelului complex al sistemului integrat al clădirii.
  • T4.3 Validarea și exploatarea modelului energetic dinamic.
• Pachetul de lucru 5 (WP5). Diseminare.
  • A5.1. Activități de diseminare
  • A5.2 Activități de comunicare