CN114364252B - 温室 - Google Patents

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Abstract

公开了一种温室，包括大致气密的外壳，其具有内部空间，内部空间包括：作物空间，作物将在其中生长；和气候控制室，其被配置成控制作物空间中的气候，包括：至少一个进气口和至少一个出气口，室的内部通过进气口和出气口与作物空间流体连通；空气置换装置，其被配置成产生从作物空间通过至少一个进气口到室的内部和从室的内部通过至少一个出气口到作物空间的气流；和空气调节装置，其被配置成调节室的内部的空气，使得在室的内部产生经调节的气候，其中，气候控制室相对于作物空间来配置和定位，使得气候控制室的至少一个进气口和至少一个出气口跨作物空间分布，使得室在跨作物空间分布的多个位置处局部地分别从作物空间接收空气和向作物空间输送空气，并且其中，气候控制室包括一个或多个气候控制室。

Description

温室
技术领域
本发明涉及温室。
背景技术
由于蔬菜和水果是全球食品供应的支柱，因此可持续的大量蔬菜和水果生产变得日益重要。与肉类、海鲜、乳制品、家禽、豆类和其它食品类别相比，蔬菜和水果对人类健康的积极影响最高，环境足迹也最佳。因此，温室在世界食品生产中发挥着重要作用，并且随着地球人口增长和食品资源越来越以植物为基础，预计这种作用将大幅增长。
然而，温室的传统设计对环境具有显著的负面影响，例如由于高能耗、高耗水量和农药的使用。比如，许多传统的温室使用打开窗户或类似的出气口，来通过将空气从温室排出到外部来降低温室中的温度。在这种情况下，这些温室会损失大量的能量、水和CO2。
而且，在世界上一年中至少有部分时间室外气候炎热潮湿的地区，传统温室不能经济地产生适合高效植物生长的室内气候。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种资源高效且独立于室外气候的温室。
为此，本发明提供了一种温室，包括大致气密的外壳，其具有内部空间，内部空间包括：作物空间，作物将在其中生长；和气候控制室，其被配置成控制作物空间中的气候，包括：至少一个进气口和至少一个出气口，室的内部通过至少一个进气口和至少一个出气口与作物空间流体连通；空气置换装置，其被配置成产生从作物空间通过至少一个进气口到室的内部和从室的内部通过至少一个出气口到作物空间的气流；和空气调节装置，其被配置成调节室的内部的空气，使得在室的内部产生经调节的气候，其中，气候控制室相对于作物空间来配置和定位，使得气候控制室的至少一个进气口和至少一个出气口跨作物空间分布，使得室在跨作物空间分布的多个位置处局部地分别从作物空间接收空气和向作物空间输送空气，并且其中，气候控制室包括一个或多个气候控制室。
由于包括一个或多个气候控制室的气候控制室的特定配置及其在温室外壳的内部空间中的特定位置，气候控制室的至少一个进气口和至少一个出气口跨作物空间分布，使得来自作物空间的空气在跨作物空间的多个位置处被局部地(即在将在作物空间中生长的作物附近)接收和输送，使得空气调节也在多个位置处局部地发生。由于这种局部气候的产生和输送，跨整个温室产生均匀的气候，并且可以使用低温加热系统，并且减少了能量分布损失。具体地，可以高效地再利用来自作物空间的空气中的能量和水，并且没有能量被浪费用于分别向和从气候控制室运输未调节的空气和经调节的空气。换言之，由于空气调节过程(包括加热、冷却、加湿和除湿)和空气运输过程都在跨作物空间的多个位置处局部地执行，所以通过气候控制室从作物空间到作物空间的空气再循环路径较短，使得与作物空间中的所需气候相关的温度和相对湿度水平的任何偏差可以用最小量的热交换和水交换来补偿，因为没有能量和水被浪费，尤其是由于没有从作物空间到作物空间的长距离空气运输。
具体地，局部处理空气并使温室以良好的隔热封闭使得能够使用低温加热系统(例如热泵)，其在产生能量方面比锅炉效率高超过400％。它还减少了分配管中的热损失。例如，将流动温度从82℃降低至50℃将使热损失降低55％。另外，由于经调节空气的均匀分布，气候跨整个温室变得更加均匀。此外，通过使加热系统在低温下运行，来自例如仓库冷却的过程的废热可用于进一步提高效率，并且可实现区段之间的热回收。
由于气候控制室的特定配置及其在内部空间中的特定位置使得能够进行局部气候的产生和输送，因此可以在不将作物暴露于例如负面地影响待生长作物的生长和健康的高气流速度的情况下产生优化的气候并将其输送至作物。换言之，由于室被布置成在作物附近产生和输送所需气候，所以在大多数情况下，仅温和的气流就足以在作物空间中维持所需气候。为了完整起见，应当注意，根据权利要求1的气候控制室包括室在作物空间上方和/或下方和/或附近的任何布置，只要气候控制室的至少一个进气口和至少一个出气口跨作物空间分布使得室在跨作物空间分布的多个位置处局部地分别从作物空间接收空气和向作物空间输送空气即可，该布置包括例如作物空间上方和/或下方的对角布置、作物空间上方和/或下方和/或附近的垂直布置、室的二维阵列(比如以网格的形式)等等。
具体地，气候控制室的特定配置和位置使得能够在内部空间内提供经调节的连续或间歇的气流。
优选地，多个位置中的位置跨作物空间分布，使得在作物空间中产生大致均匀的气候。
优选地，多个位置中的位置跨作物空间大致均匀地分布。更优选地，多个位置中的位置跨大致整个作物空间大致均匀地分布。
由于外壳大致气密，因此来自作物空间的热量、冷量、和水尽可能多地保持在温室内部，这允许优化作物空间中的气候，同时使用最少量的能量。大致气密的外壳的另外有益效果是可以防止或至少减少污染物(例如颗粒物质、昆虫、细菌、病毒和其它微生物(例如霉菌、真菌、类病毒))的进入，这在通过保护作物和人类免受温室内部空间中的昆虫、细菌和/或病毒和其它微生物的侵害而实现的完全可持续的作物保护以及作物和人类健康方面呈现出显著的进步。另一个优点是与完全通风的温室相比，CO2的使用效率更高。具体地，仅必须向温室的内部添加植物使用的CO2加上由于有限的空气更新而损失的非常有限体积的CO2。
为了完整起见，应当注意，气候控制室被配置成连续地从作物空间抽取空气、调节抽取的空气并将经调节的空气输送到作物空间。优选地，空气置换装置和空气调节装置与气候控制室一体成形，即作为一个单元。更优选地，空气置换装置和空气调节装置布置在气候控制室的进气口和/或出气口的内部或附近。
应当注意，术语空气调节不限于冷却。空气调节可以指冷却、加热、通风、消毒和/或控制空气中的湿度等过程。优选地，空气调节装置被配置成加热、冷却、加湿和除湿空气，以便能够适应温室内部、特别是作物空间中所需的室内气候与温室外部的室外气候之间的任何差异。
优选地，空气调节装置包括市场上可获得的能够加热、冷却、加湿、除湿、处理和/或消毒空气的任何单元。
更优选地，空气调节装置包括液体-空气热交换器。
优选地，气候控制室由固体材料、半固体材料或柔性材料制成。材料可以是透明的、半透明的或不透明的。优选地，气候控制室外壳材料是透明的，以使光到作物空间中的进入最大化。优选地，该材料由玻璃、塑料等制成。更优选地，气候控制室外壳材料是大致不透气的和/或大致不透水的。优选地，温室外壳屋顶的至少一部分形成气候控制室的一部分。
应当注意，根据本发明的温室不限于任何特定类型的温室，而是包括用于覆盖所有种类植物的生长的任何建筑结构，植物例如蔬菜、水果、马铃薯、盆栽植物、花坛植物、切花、观赏植物、药草、药用大麻、花和其他类型的生物体(如藻类和蘑菇等)。另外，应当注意，尽管气候控制室是关于其在温室内的功能进行描述的，但是它也可以用于任何其他建筑结构。
而且，将在作物空间中生长的作物优选地提供为作物行，优选地在栽培沟槽中，其中，大部分作物行优选地布置成与温室屋顶的沟槽不平行。这种特定的作物行布置确保了由于温室内部存在作物、特别是高植物而导致的任何气流阻碍得到最小化，这有益于温室内部的空气的自由流动，从而进一步有助于由气候控制室进行的气候产生和输送的效率和有效性。
在优选实施例中，空气置换装置和空气调节装置由布置到至少一个进气口和至少一个出气口上的多个风机盘管单元形成，各个风机盘管单元包括风机和热交换盘管。
风机吸入空气，使得空气经过分别冷却或加热空气的冷却或加热盘管。风机盘管单元的重要有益效果是，它们在能量使用方面是高效的，并且任何气候下(即在世界的任何地方)、特别是在炎热潮湿的气候下都可以工作。相比之下，例如蒸发冷却系统在炎热潮湿的地区不能有效且高效地工作，因为它们依赖于水蒸发来冷却空气。因此，传统的温室必须在一年中室外气候条件太热和/或太湿的至少部分时间内关闭，但是根据本发明的温室使得能够全年全面运行，同时提供适当的室内气候，以用于高效且因此经济上可行的作物生长。
在优选实施例中，多个风机盘管单元包括流入风机盘管单元和流出风机盘管单元，其布置成使得来自作物空间的空气通过流入风机盘管单元吸入气候控制室，并且通过流出风机盘管单元朝向作物空间从气候控制室吹出。
在另外优选实施例中，流入风机盘管单元和流出风机盘管单元布置成使得来自作物空间的空气通过流入风机盘管单元大致水平地流入气候控制室，并且通过流出风机盘管单元朝向作物空间从气候控制室大致垂直地流出，反之亦然。
在优选实施例中，多个风机盘管单元中的每一者都被配置成调节其风机的速度，以便调节通过其中的空气的流速。这样，可以控制内部空间中的空气流速以及热交换率。
在优选实施例中，多个风机盘管单元中的每一者都被配置成控制其盘管的温度，以便加热或冷却通过其中的空气。这样，可以调节每单位体积空气的热交换量，使得可以控制空气条件。
在优选实施例中，在作物空间中和/或气候控制室附近设置至少一个温度传感器和/或至少一个湿度传感器和/或至少一个CO2传感器。
优选地，在气候控制室中设置至少一个温度传感器和/或至少一个湿度传感器和/或至少一个CO2传感器。
在作物空间、气候控制室中和/或气候控制室附近的温度和/或湿度和/或CO2传感器允许温室的操作者监测内部空间的各个部分中、特别是气候控制室中的气候条件，以便能够确定室的有效性。具体地，为了能够在作物空间中产生并输送最佳的气候条件，基于由设置在作物空间和气候控制室中的温度传感器和湿度传感器测量的温度和相对湿度水平来准确地控制气候控制室中的热交换量。为了准确的气候优化，各个风机盘管包括风机，风机的速度可调，使得空气流速可以得到控制。另外，可以调节盘管的热交换率。
优选地，温室在其外部设置有至少一个温度传感器和/或至少一个湿度传感器，以测量室外气候条件。通过在外部、在作物空间和/或气候控制室内部连续地监测气候，由风机盘管提供的加热和/或冷却可以适于使效率最大化，并且在作物空间内的不同区域中提供可变的温度。例如，温室朝南部分的作物可能比其它部分具有更高的太阳能增益，因此温室的该部分可能需要冷却，而其它部分可能需要热量。
在优选实施例中，在气候控制室附近或气候控制室中设置空气消毒装置。优选地，空气消毒装置包括空气消毒灯(例如UV灯)，以减少或消除可能存在于空气中的昆虫和微生物(例如虱子、白蝇、蓟马、细菌、酵母菌、真菌和病毒)。这也可以是其它消毒手段，如加热设备或使用臭氧。
在优选实施例中，气候控制室在温室的相对侧壁和相对端壁中的一者之间延伸。
在优选实施例中，气候控制室包括彼此平行延伸的多个气候控制室。
在优选实施例中，温室在作物空间中还包括设置在要生长的作物附近的管道网络，其中，管道网络连接到热流体或冷流体的源与汇以及用于泵送流体通过管道的泵。
这样，热水或冷水和/或制冷剂可以泵送通过管道网络，以提供空气的加热、冷却和/或除湿，从而改善栽培作物附近的温室内的气候条件。通过泵送冷水或制冷剂通过管道，在管道上引起冷凝，从而将实现除湿。优选地，该冷凝物通过在网络下方的沟槽和/或任何其它类型的接收器收集，并通过将其泵送回到水处理设备而再利用，或直接使用而不进一步调节。这样，水得到了利用，从而节约了资源。
在优选实施例中，温室还包括气候准备系统，其与内部空间流体连通，以便向作物空间和/或气候控制室供应新鲜空气，并且被配置成预调节新鲜空气，包括：吸入口，来自温室外部环境的外部空气可以通过其进入气候准备系统的内部；空气预调节装置，其被配置成调节气候准备系统内的空气的温度和湿度，以便在空气分别供应至作物空间和/或气候控制室之前预调节空气；空气预调节装置下游的输送口，由空气预调节装置预调节的空气将通过其分别输送至作物空间和/或气候控制室；以及在空气预调节装置上游的转移口，气候控制室的一端通过其与气候准备系统流体连通。
气候准备系统使得能够对作物空间中的气候进行额外控制，即，除了由气候控制室提供的气候控制之外。为此，气候准备系统被配置成将可选地由空气预调节装置预调节的外部空气作为新鲜空气通过输送口供应至作物空间和/或气候控制室。由于气候控制室通过转移口与气候准备系统流体连通，所以温室内部空间中的任何热量增益可通过气候控制室和气候准备系统回收，使得其不直接分散到外部大气中。气候准备系统因此是单独的系统，其被配置成在外部空气进入外壳的内部空间之前预调节外部空气，优选地在作物空间附近或作物空间中和/或气候控制室中。
在优选实施例中，转移口在气候准备系统的吸入口附近。这样，外部空气可以被来自气候控制室的空气加热、冷却、加湿或除湿，这取决于气候控制室中的空气和外部空气的条件。
在优选实施例中，气候准备系统被配置成相对于气候准备系统中的空气压力在内部空间中产生过压，使得避免不希望的物品从温室外部进入。
在优选实施例中，温室包括在转移口附近的风机，以便在气候控制室中朝向气候准备系统产生气流。
在优选实施例中，空气预调节装置包括在转移口附近的空气-空气热交换器。空气-空气热交换器可以利用从气候控制室排出的空气加热或冷却进入的外部空气。例如，如果温室内的温度为20℃且外部温度为10℃，则从气候控制室排出的空气中的热能可以将进入气候准备系统的外部空气加热至18℃，保持温室内的能量的80％。反过来也一样，即在外部空气温度高于温室内部空气温度的情况下。
优选地，从气候控制室排出的空气中回收的热能也用于或替代地用于加热水或加热温室或另一温室的另一内部空间。
在优选实施例中，气候准备系统包括在转移口附近的装置，其用于从将从气候控制室排出的空气中回收水。
在优选实施例中，气候准备系统包括覆盖吸入口的空气过滤器。过滤器阻止任何不希望的污染物、昆虫或微生物的任何进入。
在优选实施例中，空气预调节装置包括位于吸入口与输送口之间的热交换器。如果外部空气条件极端(例如如果在外部空气与作物空间中的空气之间存在20℃或更大的温差)，则热交换器可以加热和/或冷却。
在优选实施例中，气候准备系统在其内部包括空气消毒装置。空气消毒装置优选地包括空气消毒灯(例如UV灯)，以减少或消除可能存在于空气中的例如细菌、酵母菌、真菌、微生物和病毒。
在优选实施例中，气候准备系统包括布置在吸入口与转移口之间的排气口，来自气候控制室的空气可通过该排气口排出到外部环境。这允许在内部空间中的空气需要排出以便满足作物空间中的气候要求的情况下将空气排出到外部环境。在这些情况下，气候准备系统优选地被配置成使得来自气候控制室的待排出的空气和待引入气候准备系统的外部空气都绕过空气-空气热交换器。
在优选实施例中，空气预调节装置包括热交换器，其布置在空气-空气热交换器与过滤器之间和/或空气-空气热交换器与输送口之间。该热交换器允许进一步控制由气候准备系统实施的预调节过程。
在优选实施例中，气候控制室布置在温室的一个或多个隔间中。优选地，一个或多个隔间的屋顶的至少一部分形成气候控制室的一部分。
在优选实施例中，气候控制室布置在一个或多个沟槽下方，沟槽布置在温室的一个或多个隔间之间。其优点在于，气候控制室不会在作物空间中造成额外的阴影，因为沟槽通常是不透明的。优选地，气候控制室附接到一个或多个沟槽。沟槽通常是温室的最坚固的部分，使得它们为气候控制室提供强度和支撑。
在优选实施例中，气候控制室布置在温室的一个或多个金字塔形屋顶结构中。
注意，气候准备系统的热交换器可以是任何类型的热交换器(例如空气-空气热交换器、液体-空气热交换器或固体-空气热交换器)。
优选地，气候准备系统可选地包括烟囱、风道、烟道或类似装置，以产生用于备用新鲜空气供应的自然通风。
为了实现温室内部气候的期望控制，优选地直接或者在技术设备区域中使用各种设备，在技术设备区域中，可以布置加热和冷却系统，并且可以布置与气候、水和空气处理相关的其他技术设备。
加热和/或冷却物质优选是水或液体混合物，其可以例如借助于热泵、锅炉、水冷却器、制冷、太阳能或来自外部的直接空气冷却来加热和/或冷却。
优选地，空气在温室的不同部分与系统之间的分配可以是直接的，或通过但不限于风道、管道或类似的空气分配设备间接进行。
优选地，气候准备系统、气候控制室和作物空间被配置成监测和/或自动调节各种参数，以优化温室的输出，包括外部环境温度、内部环境温度(优选地在温室内的不同高度水平和位置处)、二氧化碳水平、氧气水平、一氧化碳水平、在各种位置处的冷凝、相对湿度水平、酯水平、空气压力(用于蒸气压差)、用于平衡进入温室的新鲜空气的气流和水温中的一者或多者。
因此，温室优选地设计成可控地关闭并提供完全可控的环境。
温室可具有多于一个的内部空间，这取决于内部配置。例如，温室可以具有多于一层。温室可以是具有屋顶和墙壁的结构，或者是包括圆顶形结构的任何其它被覆盖的外壳。
优选地，温室设置有用于生长植物的人工照明。
温室的外壁和/或温室的屋顶和/或气候控制通道的屋顶可以具有比内壁更高水平的针对外部环境的隔热和强度。例如，气候控制通道的屋顶可包括膜，在膜之间具有加压空气(优选地为干燥空气)，以提供隔热。这些层提供了增强的对极端天气条件(例如雹暴)的适应力。
温室的屋顶可以由玻璃或其它透光材料(例如树脂玻璃、塑料、丙烯酸纤维或聚碳酸酯)制成。温室的外壁可以由玻璃或其它透光材料(例如树脂玻璃、塑料、丙烯酸纤维或聚碳酸酯)制成，或者由固体建筑材料或用空气加压的双层膜制成，如上所述。
通过在内部空间内维持内部正气压，优选地控制和最小化空气从内部空间外部的进入。
可以以与温室分开或一体设置的气锁室的形式设置气锁。这样的气锁室力图限定用于在内部空间的外部环境与内部环境之间定位的可变压力区域。门道可从外部环境设置到气锁室中，并且门道可在气锁室之外设置到内部空间中：各个门道优选地可密封，以最小化空气进入。
如果存在，则气锁室优选地设计成在进入内部空间时使内部空间内的压力变化、温度变化和空气湿度变化最小化。
虽然本发明具体关于温室应用进行了描述，但是其适用于其它类型的建筑，包括住宅、教育、机构、商业、工业和仓储建筑。描述和说明温室应用是因为它提出了特别具有挑战性的条件来解决。
附图说明
在以下详细描述中将阐述额外特征和优点，并且部分特征和优点将从描述中对本领域技术人员显而易见，或者通过实践如书面描述及其权利要求以及附图中描述的实施例来认识。
应当理解，前面的一般描述和下面的详细描述都仅仅是示例性的，并且旨在提供理解权利要求的性质和特征的概述或框架。
包括附图以提供进一步的理解，附图被结合到本说明书中并构成本说明书的一部分，附图中：
图1示出了根据本发明的温室的优选实施例的侧视图；
图2示出了图1所示实施例的俯视图；
图3示出了根据本发明的温室的另外优选实施例的透视图；
图4示出了沿着线A-A截取的图3的实施例的垂直剖面的侧视图；
图5示出了沿着线A-A截取的图3的实施例的水平剖面的俯视图；
图6示出了沿着线B-B截取的图3的实施例的垂直剖面的前视图；
图7示出了根据本发明的温室的另一优选实施例的前视图；
图8示出了根据本发明的温室的又一优选实施例的顶部；以及
图9示出了沿着点划线截取的图8的实施例的垂直剖面的前视图。
具体实施方式
根据本发明的温室1使得能够对其中的气候进行资源高效且独立于室外气候的控制。为此，如图1和图2所示，温室1以其最简单的形式布置为具有内部空间11的气密外壳10，该内部空间包括作物16将在其中生长的作物空间12以及与作物空间12流体连通的气候控制室13。气候控制室13包括进气口和出气口，室内部通过进气口和出气口与作物空间12流体连通。多个风机盘管单元14布置到进气口和出气口上(在其他实施例中，空气置换装置和空气调节装置的配置可以不同。比如，风机可以放置在进气口和/或出气口附近，并且一个或多个热交换器可以布置在气候控制室13内)。这些风机盘管单元14被配置成产生从作物空间12通过进气口到气候控制室13内部的气流以及从气候控制室13内部通过出气口到作物空间12的气流，而且调节气候控制室13内部的空气，使得在室13内部产生经调节的气候，以便控制作物空间12中的气候。如图1、图2、图4、图5、图6、图7和图9中最佳看到的，气候控制室13的进气口和出气口跨作物空间分布，使得室13在跨作物空间分布的多个位置处局部地分别从作物空间接收空气和向作物空间输送空气。因此，可以产生优化的气候并将其输送到作物16，而不会使作物16暴露于例如负面影响要生长的作物16的生长和健康的高气流速度。换言之，由于室13被布置成在作物16附近产生和输送所需气候，所以在大多数情况下，仅温和的气流就足以在作物空间12中维持所需气候。
气候控制室13是使得能够优化气候产生并将其输送到作物16的关键元件。在作物空间12与气候控制室13之间循环空气可以提供作物空间12所需的所有元素(例如加热、冷却和除湿)，同时使用最少量的能量并同时利用任何剩余的水。
气候控制室13基于在室的侧面进入气候控制室13的空气，然后将空气从气候控制室13的底部排出回到作物空间12中，反之亦然，这可以通过自然通风或通过例如风机或鼓风机17的机械设备来实现。
具体地，气候控制室13的进气口和出气口设置有流入风机盘管18和流出风机盘管19，气候控制室13与作物空间12的周围区域之间通过进气口和出气口流体连通。作物空间12中的空气通过这些流入风机盘管18吸入到气候控制室13中，并通过流出风机盘管19从气候控制室13吹入温室1的作物空间12中。各个流入风机盘管18和流出风机盘管19可以对空气进行加热、冷却和除湿，以在作物空间12中提供期望的气候。流入风机盘管18和流出风机盘管19可以直接使用电力或通过液体(例如水和/或乙二醇)或液体混合物或制冷剂来加热/冷却。为了能够对于作物空间12产生并输送最佳的气候条件，基于由设置在作物空间12和气候控制室13中的温度传感器20和湿度传感器21测量的温度和相对湿度水平来准确地控制气候控制室13中的热交换量。为了准确的气候优化，各个风机盘管包括风机17，风机的速度可调，使得热交换量可以得到控制。另外，可以调节各个盘管22的热交换率。
来自生长在作物空间12中的作物16的水的蒸腾作用可能导致该水冷凝在温室1的外壳10的墙壁和顶棚和/或气候控制室13上，可以通过例如沟槽等(未示出)回收。
也可以在气候控制室13中的任何点布置空气消毒装置(未示出)(例如UV灯)。
在另外优选实施例中，如图3至图6所示，气候控制室13的端部在温室1的外壳10的一个端壁处连接到气候准备系统23，该气候准备系统布置在外壳10外部(替代性地或另外地，系统23也可布置在外壳10内部(未示出))，并且与作物空间12流体连通，以便向作物空间供应新鲜空气，并且被配置成预调节新鲜空气。
新鲜空气可以通过吸入口24和过滤器25进入气候准备系统23，该过滤器阻止不希望的昆虫和其它不希望的微生物的任何进入。传感器30、31被设置成监测进入空气的相对湿度水平和温度。如果相对湿度水平被认为太高(基于可调节的设定点)，热流体或冷流体(可以是水或制冷剂或任何其它类型的流体)将被泵送通过流体-空气热交换器26(例如加热和/或冷却盘管26)。如果外部温度极端(即与作物空间12中的温度相比+/-20℃)，则该热交换器26可以用于增加加热和/或冷却。
进入的空气通过空气-空气热交换器27，该热交换器利用从气候控制室13排出的空气加热或冷却进入的空气。例如，如果温室1的作物空间12内的温度为20℃且外部温度为10℃，则从气候控制室13排出的空气中的热能可以将进入气候准备系统23的外部空气加热至18℃，保持温室1内的能量的80％。反过来也一样，即在外部空气温度高于温室1内部空气温度的情况下。
第二组温度和湿度传感器40、41布置在气候准备系统23中，在过滤器25、空气-空气热交换器27和流体-空气热交换盘管26的下游。该第二组传感器40、41为气候控制系统提供关于是否需要进一步加热、冷却或加湿的有价值的信息。
空气消毒灯28布置在气候准备系统23中，以杀死可能进入气候准备系统23的任何细菌或病毒，以确保它们不会到达作物空间12。尽管图4的空气消毒灯28直接布置在空气-空气热交换器27的下方，但是这些灯28可以布置在气候准备系统23中的任何位置或若干位置。
在空气消毒灯28的下游，在气候准备系统23中布置额外的流体-空气热交换器29。两个流体-空气热交换器26、29中的流体被泵送，并且根据由第二组温度和湿度传感器40、41取得的测量数据以及由温室的操作者设定的设定点，流体可以是热的或冷的。
风机32、33控制通过气候准备系统23的空气体积。该体积根据作物空间12的需求进行调整，并由操作者设定或由计算机控制。
第三组温度和湿度传感器50、51在空气离开气候准备系统23并进入作物空间12的点处布置在所有热交换器26、27、29之后。
而且，温室1在其外部设置有温度传感器60和湿度传感器61，以测量室外气候条件。通过在外部、在作物空间12内部和/或气候控制室中连续地监测气候，由风机盘管14提供的加热和/或冷却可以适于使效率最大化，并且在温室1中的作物空间12内的不同区域中提供可变的温度。例如，温室1朝南部分的作物可能比其它部分具有更高的太阳能增益，因此温室1的该部分可能需要冷却，而其它部分可能需要热量。
来自气候控制室13的空气被推到或吸到端壁，在端壁处，空气使用风机34连接到气候准备系统23。风门35布置在气候准备系统23中，其中，来自气候控制室13的空气进入气候准备系统23，这提高了系统的控制能力，尤其是在需要高度除湿时。这由恒温器(未示出)控制，并且基于由作物空间中的湿度传感器20、21取得的测量数据和由温室1的操作者设定的设定点。
此外，气候准备系统23包括用于将空气排出到外部环境的排气口36，如果内部空间11中的空气需要排出以便满足作物空间12中的气候要求，则这可能是必要的。
除了气候控制室13和气候准备系统23之外，还可以在作物空间中的作物之间布置管道网络37。如图6中可以看到的，管道网络37以如下这种方式布置：其看起来像是位于其侧面的梯子。然而，管道网络也可以是任何其它设计，包括但不限于X形/交叉管道的构造。管道可以具有各种厚度，并且由各种材料制成，包括塑料、多层、金属或材料的混合物。
在任何情况下，管道37与热水或冷水和/或制冷剂的源与汇连接。热水和冷水和/或制冷剂被泵送通过管道网络37，以提供加热、冷却和/或除湿，从而改善温室1内和/或栽培作物16附近的条件。
网络37可以连接到一个热交换器或多个热交换器，这些热交换器可以被直接或间接地加热和/或冷却，以向管道37提供可变的温度。如果使用制冷剂，则可以直接或间接地通过辅助制冷剂和/或另一种液体来加热或冷却该制冷剂。热水和冷水存储可用于此目的，并且机械设备可用于控制热水和/或冷水存储箱中的液体的温度。
加热和/或冷却介质和物质可以是电的、制冷剂和/或液体(例如水或混合物)。通过泵送冷水或制冷剂通过管道37，在管道37上引起冷凝，从而将实现除湿。该冷凝物被梯子下方的沟槽38捕获，并且可以通过将其泵送回到水处理设备而重新使用，或者直接使用而不需要进一步调节。
在图3至图6所示的优选实施例中，气候控制室13的顶壁由温室1的屋顶形成和限定，该屋顶通常由透明或半透明材料制成。因此，如果气候控制室13的底壁和侧壁比如是不透明的，则气候控制室13将在作物空间12中造成阴影，这可能负面地影响作物空间12中的作物16的生长条件。
在替代实施例中，气候控制室13至少部分地布置在温室1的沟槽下方，参见图7，其示出了温室1的该替代实施例的前视图。沟槽通常是不透明的元件，使得由于气候控制室13布置在沟槽下方，气候控制室13不会在作物空间12中造成额外的阴影。作物空间12内的气流方向也在图7中示出，其还示出了来自作物空间12的空气在室13的侧面上的进入以及经调节的空气从室13的底部的输送。图7所示实施例的另外优点是，沟槽通常是温室1的最坚固的部分，使得它们为气候控制室13提供强度和支撑。
在另一个实施例中，多个气候控制室13布置在温室1的金字塔形屋顶结构中，参见图8和图9。在图8中，示出了温室1，其包括三个部分(由深色垂直线分开)，其中，左部分的屋顶包括九个金字塔形屋顶结构。中间部分的屋顶包括三个金字塔形屋顶结构，右部分的屋顶包括六个金字塔形屋顶结构。在金字塔形屋顶结构下方，布置有多个气候控制室13。如图8中可以看到的，气候控制室布置在各个部分中，使得它们大致均匀地跨作物空间12分布，使得各个部分中的室13在跨作物空间12分布的多个位置处局部地分别从作物空间12接收空气和向作物空间12输送空气。气候产生点和气候输送点跨作物空间12的分布因此主要通过室13的空间分布来实现。相比之下，在图1至图6的实施例中，气候产生点和气候输送点在作物空间12上的分布主要通过进气口和出气口跨各个室13的空间分布来实现。
附图是本发明的所选方面的说明，并且与描述一起用于解释本发明所包含的方法、产品和系统的原理和操作。
对于本领域技术人员来说将显而易见的是，可以在不背离本发明的精神或范围的情况下进行各种修改和变化。由于本领域技术人员可以想到结合本发明的精神和实质的所公开的实施例的修改组合、子组合和变化，所以本发明应当被解释为包括所附权利要求及其等同物的范围内的所有内容。

Claims (28)

1.一种温室，包括气密的外壳，其具有内部空间，所述内部空间包括：
作物空间，作物将在其中生长；和
气候控制室，其被配置成控制所述作物空间中的气候，包括：
多个进气口和多个出气口，所述气候控制室的内部通过所述多个进气口和所述多个出气口与所述作物空间流体连通；
空气置换装置，其被配置成产生从所述作物空间通过所述多个进气口到所述气候控制室的所述内部和从所述气候控制室的所述内部通过所述多个出气口到所述作物空间的气流；和
空气调节装置，其被配置成调节所述气候控制室的所述内部的空气，使得在所述气候控制室的所述内部产生经调节的气候，
其中，所述气候控制室相对于所述作物空间来配置和定位，使得所述气候控制室的所述多个进气口和所述多个出气口在空间上跨所述作物空间分布，使得所述气候控制室在空间上跨所述作物空间分布的多个位置处局部地，即在将在所述作物空间处生长的所述作物附近，从所述作物空间接收空气和向所述作物空间输送空气，使得在空间上跨所述作物空间分布的所述多个位置处也局部地发生空气调节，并且跨所述作物空间产生均匀的气候。
2.一种温室，包括气密的外壳，其具有内部空间，所述内部空间包括：
作物空间，作物将在其中生长；和
多个气候控制室，其被配置成控制所述作物空间中的气候，各个气候控制室包括：
至少一个进气口和至少一个出气口，所述气候控制室的内部通过所述至少一个进气口和所述至少一个出气口与所述作物空间流体连通；
空气置换装置，其被配置成产生从所述作物空间通过所述至少一个进气口到所述气候控制室的所述内部和从所述气候控制室的所述内部通过所述至少一个出气口到所述作物空间的气流；和
空气调节装置，其被配置成调节所述气候控制室的所述内部的空气，使得在所述气候控制室的所述内部产生经调节的气候，
其中，所述多个气候控制室跨所述作物空间来配置和空间分布，使得所述多个气候控制室的所述进气口和所述出气口在空间上跨所述作物空间分布，使得所述多个气候控制室在空间上跨所述作物空间分布的多个位置处局部地，即在将在所述作物空间处生长的所述作物附近，从所述作物空间接收空气和向所述作物空间输送空气，使得在空间上跨所述作物空间分布的所述多个位置处也局部地发生空气调节，并且跨所述作物空间产生均匀的气候。
3.根据权利要求1或2所述的温室，其特征在于，所述多个位置中的所述位置跨所述作物空间均匀地分布。
4.根据权利要求1或2所述的温室，其特征在于，所述空气调节装置包括液体-空气热交换器。
5.根据权利要求4所述的温室，其特征在于，所述空气置换装置和所述空气调节装置由布置到所述至少一个进气口和所述至少一个出气口上的多个风机盘管单元形成，各个风机盘管单元包括风机和热交换盘管。
6.根据权利要求5所述的温室，其特征在于，所述多个风机盘管单元包括流入风机盘管单元和流出风机盘管单元，其布置成使得来自所述作物空间的空气通过所述流入风机盘管单元吸入所述气候控制室，并且通过所述流出风机盘管单元朝向所述作物空间从所述气候控制室吹出。
7.根据权利要求6所述的温室，其特征在于，所述流入风机盘管单元和所述流出风机盘管单元布置成使得来自所述作物空间的所述空气通过所述流入风机盘管单元水平地流入所述气候控制室，并且通过所述流出风机盘管单元朝向所述作物空间从所述气候控制室垂直地流出，反之亦然。
8.根据权利要求5所述的温室，其特征在于，所述多个风机盘管单元中的每一者都被配置成调节其风机的速度，以便调节通过其中的空气的流速。
9.根据权利要求5所述的温室，其特征在于，所述多个风机盘管单元中的每一者都被配置成控制其盘管的温度，以便加热或冷却通过其中的所述空气。
10.根据权利要求1或2所述的温室，其特征在于，在所述作物空间中和/或所述气候控制室附近设置至少一个温度传感器和/或至少一个湿度传感器和/或至少一个CO2传感器。
11.根据权利要求1或2所述的温室，其特征在于，在所述气候控制室中设置至少一个温度传感器和/或至少一个湿度传感器和/或至少一个CO2传感器。
12.根据权利要求1或2所述的温室，其特征在于，在所述气候控制室附近或中设置空气消毒装置。
13.根据权利要求1或2所述的温室，其特征在于，所述气候控制室在所述温室的相对侧壁和相对端壁中的一者之间延伸。
14.根据权利要求1或2所述的温室，其特征在于，所述气候控制室包括彼此平行延伸的多个气候控制室。
15.根据权利要求1或2所述的温室，在所述作物空间中还包括设置在要生长的所述作物附近的管道网络，其中，所述管道网络连接到热流体或冷流体的源与汇以及用于泵送所述流体通过所述管道的泵。
16.根据权利要求1或2所述的温室，还包括气候准备系统，其与所述内部空间流体连通，以便向所述作物空间和/或所述气候控制室供应新鲜空气，并且被配置成预调节所述新鲜空气，包括：
吸入口，来自所述温室的外部环境的外部空气能够通过其进入所述气候准备系统的内部；
空气预调节装置，其被配置成调节所述气候准备系统内的所述空气的温度和湿度，以便在所述空气分别供应至所述作物空间和/或所述气候控制室之前预调节所述空气；
所述空气预调节装置下游的输送口，由所述空气预调节装置预调节的空气将通过其分别输送至所述作物空间和/或所述气候控制室；以及
所述空气预调节装置上游的转移口，所述气候控制室的一端通过其与所述气候准备系统流体连通。
17.根据权利要求16所述的温室，其特征在于，所述转移口在所述气候准备系统的所述吸入口附近。
18.根据权利要求16所述的温室，其特征在于，所述气候准备系统被配置成相对于所述气候准备系统中的空气压力在所述内部空间中产生过压，使得避免不希望的物品从所述温室外部进入。
19.根据权利要求16所述的温室，包括在所述转移口附近的风机，以便在所述气候控制室中朝向所述气候准备系统产生气流。
20.根据权利要求16所述的温室，其特征在于，所述空气预调节装置包括在所述转移口附近的空气-空气热交换器。
21.根据权利要求16所述的温室，其特征在于，所述气候准备系统包括在所述转移口附近的装置，其用于从将从所述气候控制室排出的空气中回收水。
22.根据权利要求16所述的温室，其特征在于，所述气候准备系统包括覆盖所述吸入口的空气过滤器。
23.根据权利要求16所述的温室，其特征在于，所述空气预调节装置包括位于所述吸入口与所述输送口之间的热交换器。
24.根据权利要求16所述的温室，其特征在于，所述气候准备系统在其内部包括空气消毒装置。
25.根据权利要求16所述的温室，其特征在于，所述气候准备系统包括布置在所述吸入口与所述转移口之间的排气口，来自所述气候控制室的空气能够通过所述排气口排出到所述外部环境。
26.根据权利要求1或2所述的温室，其特征在于，所述气候控制室布置在所述温室的一个或多个隔间中。
27.根据权利要求1或2所述的温室，其特征在于，所述气候控制室布置在沟槽下方，所述沟槽布置在所述温室的一个或多个隔间之间。
28.根据权利要求1或2所述的温室，其特征在于，所述气候控制室布置在所述温室的一个或多个金字塔形屋顶结构中。
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