DD269081A1 - Einrichtung zur betreibung von gewaechshaeusern - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Betreibung von Gewaechshaeusern bei der Anwendung von hydroponischen Verfahren in der Gemuese- und Zierpflanzenproduktion. Sie hat das Ziel, eine vegetationsspezifische guenstige Erwaermung des Substrates und der Raumluft im unmittelbaren Pflanzenbereich zu erreichen und Primaerenergie und Arbeitszeit einzusparen. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass im Gewaechshaus ueber die Laenge angeordnete kasten- bzw. kanalartige Waermeuebertrager mit einer ebenen Oberseite installiert sind, auf denen bodenfreie Pflanzbehaelter gesetzt sind. In ihnen befindet sich das Substrat im direkten Kontakt mit der Oberseite des Waermeuebertragers. Die Kopplung der Waermeuebertrager ueber entsprechende Verbindungsleitungen fuehrt zu einem Niedertemperatur-Heizsystem, welches vorzugsweise mit Abwaerme von geringem Temperaturniveau betrieben werden kann. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Betreibung von Gewächshäusern und dient insbesondere der Substraterwärmung bei Anwendung hydroponischer Verfahren als auch der Rsumlufterwärmung im inmittelbaren Pflanzenbereich in der Gemüse- und Zierpflanzenproduktion.

Die Erfindung ist für bereits bestehende Gewächshäuser universell anwendbar und bietet im Hinblick auf eine wirtschaftliche Pflanzenproduktion unter Anwendung hydroponischer Verfahren effektive Betriebsbedingungen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Hydroponische Anbauverfahren gewinnen zunehmend εη Bedeutung, da Energie, Wasser, Arbeitszeit und Kosten eingespart werden können. Bekannt geworden sind Lösungen, die diese Vorteile in sich vereinen, unter den Namen NFT-Verfahren (Nährlösungsfilmtechnik-Verfahren), CST-Verfahren (Container-Substrat-Tröpfchenbewässerungb-Verfahrän) ufid Substratrinnen mit Tröpfchenbewässerung.

Während beim NFT-Verfahren die erwärmte Nährlösung direkt die Pflanzenwurzel umfließt, wird bei den anderen Verfahren die Erwärmung des Wurzelbereichs der Pflanze indirekt über Heizrohre vorgenommen.

Beim CST-Verfahren stehen die Pflanzbehälter unmittelbar auf dem Wärmeübertrager (Heizrohre, Heizmatten) oder Heizrohre werden in speziellen Aussparungen (Inseln) des Pflanzbehälters (WP 2422738 DD) goführt. Die Effektivität einer Substraterwärmung wird durch die erhöhten Wärmeübergangswiderstände und durch die geringe wirksame Wärmeübertragungsfläche eingeschränkt. Ähnliche Vorrichtungen werden in den Patentschriften SU 1014522 und US 3492761 für Klimakammern dokumentiert, bei denen die Container auf mit Löchern versehenen Stellagen stehen und so allseits von der aufbereiteten Luft, die unter der Stellage zugeführt wird, umströmt wird. Analoge Lösungen zur Substraterwärmung gibt es beim Verfahren in Substratrinnen mit Tröpfchenbewässerung. Entweder werden die Heizrohre in Aussparungen in der zum Boden hin isolierenden Dämmschicht, auf der die Rinne aufliegt, geführt, und es tritt der gleiche o.g. Effekt auf, oder das Heizrohr wird innerhalb der Rinne verlegt. Das führt zwar zu besseren Wärmeübertragungsverhältnissen an das Subtrat in der Pflanzrinne, erschwert aber aufgrund des innenliegenden Heizrohres den Austausch der Rinne bei Krankheitsbefall der Pflanzen und führt zu erhöhten Arbeitsaufwendungen bei der Substraterneuerung infolge der Umwurzelung des Heizrohres. Eine andere technische Lösung wird in der Patentschrift EP 0103342 dargelegt. Eine aus Metall, vorwiegend Aluminium, gefertigte Rinne ist so ausgebildet, daß in den zwei unter dem Boden vier Rinne als Auflagestütze'.) geformten Hohlprofilen ein Heizmedium für die Erwärmung des Substrates zirkulieren kann.

Alle bekannten Einrichtungen haben jedoch im einzelnen teilweise und in mehr oder weniger ausgeprägter Form den Nachteil, daß eine optimale Wärmeübertragung zur Erzielung von effektiven Anbaubedingungen im hydroponischen Anbauverfahren mit Substraten bei gleichzeitiger anteiliger Deckung des Raumleistungsbedarfes mit niedrigem Primärenergieeinsatz, billigen, verfügbaren Mate> ialien und geringem Arbeitskräfteaufwar d nicht abgesichert werden kann.

2.¹Ol der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Gewächshausbetreibung zu entwickeln, die die Nachteile bekannter Lösungen beseitigt, zu einer Verbesserung der Ausschöpfung des pflanzlichen Ertragspotentials führt, Primärenergie einsparen hilft, wartungsarm und montagefreundlich ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung für hydroponische Anbauverfahren so auszubilden, daß die Substraterwärmung und die bodennahe Heizung im Kulturbeet zu einer kompakten Einheit und mit einem dem hydroponischen Verfahren genügenden Pflanzbehälter gestaltet wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem das Substrat über den gesamten Vegetationszeitraum in direktem Kontakt mit der Oberfläche eines Wärmeübertragers gebracht und dabei einem intensiven Wärmeaustausch unterworfen wird. Der Wärmeübertrager kann sowohl für die Erwärmung des Substrats und/oder für die des bodennahen Pflanzenbereiches genutzt werden. Die Einrichtung besteht aus im Gewächshaus über die Gewächshauslänge installierte, vom Heizmedium durchströmte und zum Gewächsrvausboden hin isolierte Wärmeübertrager aus korrosionsbeständigen oder korrosionsgeschützten Materialien, vorzugsweise Glas, auf denen aufgesetzte bodenfreie Behälter das Substrat mit dem Pflanzgut aufnehmen und das Substrat in direkten Kontakt mit der Oberfläche der Wärmeübertrager bringen. Die ebene Oberseite des Wärmeübertragers, dessen kasten- bzw. kanalartige Form durch den Profilquerschnitt des verwendeten Materials selbst oder in monolithischer Bauweise, vorzugsweise aus Beton mit eingearbeiteten Rohren oder Kanälen geformt wird, erwärmt das im aufsitzenden bodinfreien Pflanzbehälter befindliche Substrat, und die freien Seiteriwände des Wärmeübertrages erwärmen dip Raumlufttemperatur im unmittelbaren Pflanzenbereich. Durch die die Erfindung kennzeichnende Auslegung der Einrichtung worden der Wärmeübergangswiderstand zwischen Heizmedium und Substrat reduziert, so daß eine geringere Heizmediumtemperatur erforderlich ist und die für die Substraterwärmung verwendete Wärmeübertragungsfläche vergrößert, so daß sich ein gleichmäßiges horizontales Temperaturprofil im Substrat einstellt. Der auf dem Wärmeübertrager aufsitzende bodenfreie Pflanzenbehälter, vorzugsweise aus Kunststoff, schließt das Substrat mit dem Pflanzgut zum Wärmeübertrager so ab, daß einerseits die Umwurzelung des Wärmeübertragers vermieden, andererseits die Entwässerung der Pflan.-stelle ermöglicht wird. Durch die konische Gestaltung der Hüllflächen des bodenfreien Pflanzbehälters ist bei Nir.htbenutzung eine platzsparende Lagerung durch Ineinanderstapeln möglich. Die Verbindung der über die Gowächshauslängo angeordneten Wärmeübertrager über einfache starre oder flexible Verbindungselemente und Armaturen ergibt ein dem Gewächshaus und dem hydroponischen Anbauverfahren angepaßtes Niedertemperaturheizsystem, welches direkt mit niederpotentiellen Heizmedien und/oder als Element des geschlossenen Pumpenkreislaufs mit dem vorhandenen Heizungssystem des Gewächshauses verbunden ist.

• Ausführungsbeispiel

Nachfolgend wird die orfmdungsgemäße Lösung anhand eines detaillierten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1: die Darstellung der Erfindung im Rahmen einer Gewächshaus-Gesamtansicht, Fig. 2: eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung, Fig. 3: die besondere Ausführungsform des Pflanzbehälters.

Beim Ausführungsbeäspis! nach Fig. 1-3 sind in der Anbaufläche des Gewächshauses 1 mehrere, sich Ober die Gewächshauslänge erstreckende kastenartig gestaltete Wärmeübertrager 2 aus Glas angeordnet, din auf einer Wärmedämmschicht 3 liegen. Sie sind über Anschlußleitungen 4 und Sammelleitungen 5 zu einem Heizungskreislauf verbunden, der direkt über die Verbraucherleitung 6 mit niederpotentielle Abwärme, unter Trennung des Heizkreislaufes von der Anschlußleitung 7 des vorhandenen Heizsystems mit den Absperrventilen 8, gespeist'wird oder bei Trennung der Verbraucherleitung 6 mit den Absperrventilen 13 vom vorhandenen Heizsystem aus Ober die Anschlußleitung 7 versorgt wird. Auf der ebenen Oberseite des Wärmeübertragers 2 sitzt ein konischer bodenfreier Pflanzbehälter 9 aus Kunststoff, der sich mit seinen verlängerten Seitenflächen 10 auf dem Wärmeübertrager 2 arretiert. Der Pflanzbehältsr 9 nimmt das Substrat 11 und das Planzgut 12 auf. Bei Nichtbenutzung kann eine platzsparende Lagerung der Pflanzbehälter 9 durch Ineinanderstapeln erfolgen.

Claims (4)

1. Einrichtung zur Betreibung von Gewächshäusern, bestehend aus auf den Boden verlegten Wärmeübertragern mit Pflanzbehältern, dadurch gekennzeichnet, daß vom Heizmedium durchströmte und zum Boden hin isolierte Wärmeübertrager (2) kästen- bzw. kanalartig gestaltet sind und auf deren ebener Oberseite bodenfreie Pflanzbehälter (9) so aufgesetzt sind, daß ein darin enthaltenes Substrat (11) sich in direktem Kontakt mit dem Wärmeübertrager (2) befindet und die freien Seitenwände des Wärmeübertragers (2) Heizfläche für der. Luftraum im Gewächshaus (1) sind.

2. Einrichtung nach Punkt¹. dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeübertrager (2) über Anschluß-(4) und Sammelleitungei '*) zu einem Niedertemperatur-Heizsystom zusammengeschaltet sind und dessen Heizmedium ül r eine Verbraucherleitung (6) oder Anschlußleitung (7) eingespeist wird.

3. Einrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pflanzbehälter (9) durch verlängerte Seitenwände (10) auf dem Wärmeübertrager (2) arretiert ist.

4. Einrichtung nach Punkt 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pflanzbehälter (9) konisch gestaltet und damit bei Nichtbenutzung ineinander stap jlbar sind.