CN117337708A - 温室组件 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种温室组件(1)，该温室组件具有外壳(2)、布置在该外壳(2)中的内部空间(6)、几个沿重力方向在该内部空间(6)中重叠布置的种植层(3)、作用于该种植层(3)的照明组件(7)和空气供应装置(8,9)。人们希望能够创造有利的气候条件。为此设置为，该空气供应装置(8,9)具有至少一个分配腔(10a‑10d)，该分配腔的透气膜片(15)与该内部空间(6)邻接。

Description

温室组件

本发明涉及一种温室组件，该温室组件具有外壳、布置在外壳中的内部空间、几个沿重力方向在内部空间中重叠布置的种植层、作用于种植层的照明组件和空气供应装置。

此外，本发明还涉及一种用于为温室组件通风的方法，该温室组件具有外壳、布置在外壳中的内部空间、几个沿重力方向在内部空间中重叠布置的种植层和作用于种植层的照明组件。

在此类温室组件中，可种植几层重叠的植物，从而使得可在相对较小的占地面积上获得相对较高的作物产量。在这种情况下，可将植物布置在托架上。然后，在外壳中重叠布置几个托架。由于植物的生长需要光照，因此在托架之间或以其他方式布置有照明设施。外壳可例如具有框架，框架的侧面覆盖有嵌板或其他平面元件，以便获得封闭的内部空间，在内部空间中可产生和维持有利于植物生长的气候。

一般而言，植物的生长需要空气，特别是空气中所含的二氧化碳。同时，空气还应具有符合植物所需的温度和相对湿度。对应地，温室组件具有空气供应装置，借助该空气供应装置可连续或周期性地向内部空间供应空气。

对此类温室组件而言，至关重要的是，照明组件不仅会产生光照，还会产生热量。即使在此使用的是只会产生少量热量的照明设施，也无法避免释放一定的热量。对应地，空气供应装置必须保证使存在于内部空间中的空气进行一定的循环。

然而在这种空气循环期间，应避免出现穿堂风，因为植物往往会对此类穿堂风产生不利的反应。

本发明的目的在于，在内部空间中创造有利的气候条件。

该目的在前述类型的温室组件中通过下述方式来实现，即空气供应装置具有至少一个分配腔，该分配腔的透气膜片与内部空间邻接。

该膜片虽然是透气的，但另一方面也具有一定的空气阻力。因此，被带入分配腔的空气不能轻易地以空气射流的形式进入内部空间。相反，在分配腔中产生了相对均匀的气压，该气压稍高于内部空间的气压。借助于分配腔中的气压与内部空间中的气压之间的压差，将位于分配腔中的空气挤压通过穿膜片进入内部空间。由此产生分布在膜片表面上的气流，即具有非常大的横截面的气流。因此可将大量空气送至内部空间，而不会产生穿堂风。流经膜片的空气具有低于0.5m/s的相对较低的速度。这样的空气流速对大多数植物的生长而言仍然是可接受的。

优选地，具有流动方向的空气管路通入分配腔，该空气管路具有垂直于流动方向的挡板。因此，空气不能以直接喷射的形式离开空气管路，而是通过空气管路进入分配腔的气流被挡板减缓速度，并分布成许多方向，从而使得可有效避免定向气流对膜片造成的负担。相反，在分配腔中产生具有更高压力的空气体积。

优选地，空气管路在分配腔中具有扩散器。扩散器这样布置，使得其可分配到达挡板的空气。然后，扩散器还有助于使送入分配腔的空气均匀分布。

优选地，扩散器具有几个布置在空气管路的圆周方向上的开口。通过这些开口，通过空气管路送入分配腔的空气可在分配腔中的空气管路的圆周上均匀分布地排出。

在这种情况下，优选的是，这些开口被设计为裂隙状的。由此提供了相对较大的通道区域，而不会在此出现可能会到达膜片的定向射流。

优选地，膜片的主要成分为纺织材料。纺织材料例如可以是编织的或针织的，或者也可以是无纺布。在使用纺织材料时，可相对精确地调整空气通过阻力。透气性可由材料本身带来。但是也可行的是，通过穿孔来实现透气性，或通过穿孔对其进行改造。

优选地，膜片在两个平行边处具有隆起部，该隆起部与外壳中的平行通道接合。这样就可轻松更换膜片。只需将隆起部从通道中拉出，然后将具有类似隆起部的新膜片插入通道中。例如，这些通道可被设计在所谓的“贴边”处。隆起部可被设计为贴边型材。

在这种情况下，优选的是，隆起部布置在与膜片连接的保持元件处。该保持元件那么可例如被设计为缝或粘在膜片上的贴边条。

优选地，外壳具有立柱，并且通道布置在立柱中或立柱处。例如，立柱可被设计为铝挤压型材，其中可同时生成通道。

优选地，分配腔具有几个分配腔区段，这些分配腔区段并排布置在内部空间的一侧处。由此将内部空间一侧处的分配腔分成几个较小的体积，在其中更容易保证压力的均匀分布。然后空气管路为每个分配腔区段进行单独送气。例如，空气通道可经过所有分配腔区段，然后针对每个分配腔区段，该空气通道具有单独的分支通道，该分支通道形成用于相应分配腔区段的空气管路。

优选地，每个分配腔区段均在透气膜片外具有不透气的外壁。所有送入分配腔区段的空气然后只能经由膜片逸出并且因此只能进入内部空间。这是一种在能量上有利的解决方案，因为几乎不会浪费所供应的空气。

优选地，外壁为弯曲的。弯曲的外壁能够以相对简单的方式相对于所出现的压力保持稳定。由此使分配腔的成本保持在较低水平。

在这种情况下，特别优选的是，外壁形成圆柱形表面的一部分。圆柱形表面特别地可为圆柱体的表面。

优选地，分配腔为第一分配腔，空气管路为第一空气管路，具有第二空气管路的第二分配腔布置在内部空间的对侧上。送入内部空间的空气那么可在第一分配腔的对侧上通过第二分配腔逸出，并通过第二空气管路排出。因此，也可行的是，例如再次使用逸出的空气，如果温室组件在其他情况下在有污染空气的环境中运行，则这就特别有利，或者可将逸出的空气用于控制目的。

在一种优选的实施方案中，设置为，第一空气管路和第二空气管路经由开关装置与共同的空气输送装置连接。那么这两个分配腔可交替使用，以便将空气送入内部空间。

如果从第一分配腔换为第二分配腔送入空气，则空气会从第一分配腔流向第二分配腔。那么如果将空气送入第二分配腔，则内部空间的气流就会调转方向。由此使内部空间中的植物的平均温度条件更加均匀。即使有气流，也不能避免送入的空气会有一点升温。这就会导致离第一分配腔最远的植物长期暴露在比靠近第一分配腔的植物更高的温度下。如果现在通过第一分配腔和第二分配腔交替送入空气，则所有植物将暴露在平均至少大致相同的温度下。

该目的在前述类型的方法中通过下述方式来实现，即将空气送入邻接内部空间的分配腔，并且通过透气膜片引导入内部空间。

利用该方法，可行的是，在内部空间进行必要的空气交换，而不会造成剧烈的气流，即所谓的“穿堂风”，这对许多植物来说是难以承受的。送入分配腔的空气不能直接进入内部空间，因为膜片在此形成了一定的流动阻力。膜片确保了可在分配腔中产生均匀的气压，该气压略高于内部空间中的气压。然后，这种压差确保送入分配腔的空气可通过膜片大面积分布地进入内部空间。

优选地，将分配腔中的空气引导至挡板处。由此保护膜片免受定向气流。由此可防止对膜片造成损害。

优选地，通过扩散器分配分配腔中的空气。这是一种很简便的措施，以便快速且均匀地分配分配腔中的空气。

优选地，时不时地调转内部空间中的气流方向。即使内部空间中有受控的空气交换，也不能避免流经内部空间的空气升温。通过改变内部空间中气流的方向，可使植物至少从平均上来看始终暴露在基本均匀的温度下。方向的改变可以简单的方式由此实现，即在内部空间相对的两侧处各自布置一个分配腔，并向分配腔交替供应空气，例如借助于阀门。

下面根据一种优选的实施例结合附图描述本发明。其中：

图1示出了温室组件的示意图，部分为剖面图；

图2示出了分配腔的放大示图；

图3示出了将膜片固定在外壳处的示意图；并且

图4示出了用于说明气流通过温室组件的示意图。

在所有附图中，相同的和彼此对应的元件用相同的附图标号来表示。

温室组件1具有外壳2，在该外壳中沿重力方向重叠布置有几个植物槽3。在这些植物槽中种植植物，例如做沙拉用的蔬菜。

外壳2具有几个立柱4，这些立柱一方面支撑植物托盘3，另一方面也用于固定壁区段5。在植物托盘3前面也存在此类壁区段。但这些壁区段在图1中已被移除，以便可示出植物托盘3。这些壁区段环绕形成内部空间6。在内部空间6的重力方向上的顶端处，可布置有不具有植物的植物托盘3或对应地“瘦身的”托架来覆盖内部空间。不必使其以气密的方式封闭内部空间6。内部空间6在其底侧处大部分被最下面的植物托盘3封闭，其中在此也不需要气密性封闭。植物托盘3也可直接彼此堆叠。

植物托盘3和布置在内部空间6顶端处的托架具有照明设施7，借助这些照明设施可照亮各自布置在植物托盘3下的植物。设置有未详细示出的营养物质供应装置，以便向植物托盘3供应营养物质，通常是加有肥料的水。

除了光照、水和营养物质，植物的生长还需要空气。因此，在内部空间相对的两侧处布置有空气供应装置8、9，这些空气供应装置被设计为镜像结构大致相同的。因此，下面只对空气供应装置8进行进一步说明。这两个空气供应装置8、9与未详细示出的气源，例如风扇，共同形成空气供应。

空气供应装置8具有至少一个分配腔10(图2)。空气分配腔10也被称为第一空气分配腔，以可区别于第二空气分配装置9的对应第二空气分配腔。空气分配腔10分成几个各自封闭的分配腔区段10a-10d。空气分配区段10a-10d(图1)被设计为基本上相同的，从而使得下面只参照图2对分配腔10进行说明。

第一空气供应装置8具有空气通道11，空气管路12从该空气通道分支出来，进入分配腔10。空气管路12基本垂直于空气通道11延伸。但这并不是强制性的。空气管路12在其结束于分配腔10的正面处具有挡板13，该挡板垂直于或横向于通过空气管路12的流动方向。空气管路在其位于分配腔10中的圆周壁中具有多个开口14，这些开口优选均匀分布地布置在圆周壁中。开口14被设计为裂隙状的，即它们在流动方向上的长度基本大于在空气管路12的圆周方向上的宽度。

分配腔10的膜片15与内部空间6邻接。膜片15被设计为透气的。分配腔10还具有不透气的外壁16。外壁16为弯曲的，而且优选地以圆柱形表面的一部分的形式并且特别优选地以圆柱体表面的一部分的形式。

膜片15虽然为透气的，但对通过的空气具有一定的流动阻力。通过空气管路12引入分配腔10的空气首先到达挡板13，然后通过开口14分布在空气管路12周围。这些开口14形成扩散器。然后，通过空气管路12供应的空气可均匀地分布在分配腔10中，并且形成空气体积，整个空气体积的压力基本均匀。该压力稍高于内部空间6的气压。这种压差导致空气从分配腔10进入内部空间6。由此使气流流向对侧的空气供应装置9，在此已经流经内部空间的空气可再次被移除。在这种情况下，流速相对较低。该流速低于0.5m/s。

空气管路12在重力方向上布置在分配腔10的上半部分中，优选甚至是上四分之一中。所供应的空气通常比位于内部空间6中的空气要冷一些，因为位于内部空间6中的空气被照明设施7加热了。对应地，所供应的空气也可在分配腔10中向下沉降。另一方面，如果所供应的空气已经流经内部空间并到达第二空气供应装置9，则它可在那里由于温度升高而上升，并且又通过布置在那里的第二空气管路17排出。

图1和图2示出了，空气通道11朝其正面敞开。选择这种图示以便示出空气通道11和空气管路12的“内部”。实际上，空气通道11在此为封闭的，以防止空气在此逸出。

膜片15的主要成分由纺织材料构成。纺织材料可以是编织的或针织的。该纺织材料也可以是无纺布。在采用纺织材料作为膜片15的主要成分时，能够相对精确地调整膜片15的流动阻力。必要时，膜片也可设置有穿孔形式的小开口，以便精确地调整流动阻力。

为了固定膜片15，膜片15在其两个纵向侧处具有隆起部18，例如以贴边型材的形式。

该隆起部18在对应通道19中被插入在立柱4处。例如，它可从上方穿入型材19中。由此产生膜片15与立柱4之间的形锁合连接。隆起部不必为膜片15的组成部分。隆起部18也可布置在保持元件22处，该保持元件缝制或粘在膜片上。

由于两个空气供应装置8、9被设计为基本相同的，因此能够交替使用这两个空气供应装置8、9以将空气送入内部空间6。这一点将参照图4来解释。

图4a示出了图1的视图，其中两个空气供应装置8、9通过管路25、26相互连接。在本实施例中，管路25具有供气接管27，该供气接管经由转换阀20通入管路25。管路26具有排气接管28，该排气接管经由阀门21通入管路26。阀门20具有翻板20a，利用该翻板可将供应的空气引导至空气供应装置8或空气供应装置9。阀门21具有翻板21a，利用该翻板可将排出的空气从空气供应装置9或从空气供应装置8引导入排气接管28。两个阀门20、21各自具有一个伺服电机23、24，其中伺服电机23、24可相互同步。

当翻板20a处于图4b中所示的位置，并且翻板21a处于图4c中所示的位置时，经由第一空气分配装置8送入空气，并且经由第二空气分配装置9排出空气。当两个翻板20a、21a各自处于另一个位置时，经由第二空气分配装置9送入空气，并且经由第一空气分配装置8排出空气。

两个流动方向之间的调换例如可每六十分钟进行一次。

还可再附加地或替代性地为空气输送装置设置抽吸装置，从而使得可还或附加地通过抽吸产生通过内部空间的流动。

在内部空间6外的气流中还可设置热交换器，当能够循环空气时，热交换器再次冷却空气，即再次消除由照明设施7引起的升温。

利用所示的气流，能够实现相对好的温度控制。在例如6000mm的流动长度和两个空气分配装置8、9沿着其布置的约940mm的延伸以及例如14000mm的高度上，两个空气分配装置8、9之间的流速能够达到约0.3m/s。在这种情况下，分配腔区段10a-d中的气压为约300Pa。

由此导致流入的空气一侧的温度略低于流出的空气一侧的温度。但该温差不是很大。该温差基本上处于0℃至5℃的范围内。

Claims (15)

1.一种温室组件(1)，所述温室组件具有外壳(2)、布置在所述外壳(2)中的内部空间(6)、几个沿重力方向在所述内部空间(6)中重叠布置的种植层(3)、作用于所述种植层(3)的照明组件(7)和空气供应装置(8,9)，其特征在于，所述空气供应装置(8,9)具有至少一个分配腔(10；10a-10d)，所述分配腔的透气膜片(15)与所述内部空间(6)邻接。

2.根据权利要求1所述的温室组件，其特征在于，具有流动方向的空气管路(12)通入所述分配腔(10)，所述空气管路具有垂直于所述流动方向的挡板(13)。

3.根据权利要求1或2所述的温室组件，其特征在于，所述空气管路(12)在所述分配腔(10)中具有扩散器，所述扩散器特别地具有几个布置在所述空气管路(12)的圆周壁中的开口(14)，所述开口优选地(14)被设计为裂隙状的。

4.根据权利要求1至3中的一项所述的温室组件，其特征在于，所述膜片(15)的主要成分为纺织材料。

5.根据权利要求1至4中的一项所述的温室组件，其特征在于，所述膜片(15)在两个平行边处具有隆起部(18)，所述平行边与所述外壳(2)中的平行通道(19)接合。

6.根据权利要求5所述的温室组件，其特征在于，所述隆起部(18)布置在与所述膜片(15)连接的保持元件处。

7.根据权利要求4或5所述的温室组件，其特征在于，所述外壳(2)具有立柱(4)，并且所述通道(19)布置在所述立柱(4)中。

8.根据权利要求1至7中的一项所述的温室组件，其特征在于，所述分配腔(10)具有几个分配腔区段(10a-10d)，所述分配腔区段并排布置在所述内部空间(6)的一侧处。

9.根据权利要求8所述的温室组件，其特征在于，每个分配腔区段(10a-10d)均在所述透气膜片(15)外具有透气外壁(16)，所述透气外壁特别地(16)为弯曲的并且优选形成圆柱形表面的一部分。

10.根据权利要求1至9中的一项所述的温室组件，其特征在于，所述分配腔(10)为第一分配腔并且所述空气管路(12)为第一空气管路，并且具有第二空气管路(17)的第二分配腔布置在所述内部空间(6)的对侧上。

11.根据权利要求10所述的温室组件，其特征在于，所述第一空气管路(12)和所述第二空气管路(17)经由开关装置(20,21)与共同的空气输送装置连接。

12.一种用于为温室组件(1)通风的方法，所述温室组件具有外壳(2)、布置在所述外壳(2)中的内部空间(6)、几个沿重力方向在所述内部空间(6)中重叠布置的种植层(3)、作用于所述种植层(3)的照明组件(7)，其特征在于，将空气送入邻接所述内部空间(6)的分配腔(10；10a-10d)，并且通过透气膜片引导入所述内部空间(6)。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，将所述分配腔(10；10a-10d)中的所述空气引导至挡板(13)处。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，通过扩散器分配所述分配腔(10；10a-10d)中的所述空气。

15.根据权利要求12至14中的一项所述的方法，其特征在于，时不时地调转所述内部空间(6)中的气流方向。