DE1264725B - Klimaanlage fuer Gewaechshaeuser und aehnliche Bauten - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

F24f

Deutsche Kl.: 36 d- 6/01

Nummer: 1264 725

Aktenzeichen: H 46767 X/36 d

Anmeldetag: 28. August 1962

Auslegetag: 28. März 1968

Die Erfindung betrifft die Ausbildung einer Klimaanlage für Gewächshäuser und insbesondere solche Bauten, deren Umhüllung zum größeren Teil aus Glasflächen besteht.

Die Klimatisierung eines Raumes ist an und für sich dann am leichtesten durchzuführen, wenn dieser Raum fensterlos ausgebildet ist. Die Durchführung einer Klimatisierung wird umso schwieriger, je größer der Anteil der Fensterflächen an der Umhüllung des Raumes ist, weil bei großen Glasflächen einerseits die Wärmeabgabe an die Atmosphäre großen Schwankungen unterworfen ist und andererseits der Einfluß des Sonnenlichtes durch große Glasflächen die Anforderungen an die Klimatisierung sehr steigert. Bei Gewächshäusern kommt erschwerend hinzu, daß die Luftgeschwindigkeit im Innenraum gewisse Werte nicht übersteigen soll, deren Höhe sich durch die Art der Pflanzen bestimmt. Eine unter solchen schwierigen Umständen einigermaßen exakt arbeitende Klimaanlage nach der bekannten Bauart würde außerordentlich hohe Kosten verursachen.

Es sind bereits in die Wände oder Fenster von Gebäuden anzuordnende Lüftungseinrichtungen bekannt, die aus hohlen Kästen mit oberer und unterer Öffnung bestehen. Diese Lüftungseinrichtungen sind jedoch darauf angewiesen, daß die Außen- und Innentemperaturen ungleichmäßig sind. Erreichen die Temperaturen außen und innen etwa gleiche Werte, kommt die Ventilation zum Stillstand.

Es ist auch bekannt, in derartigen Lüftungseinrichtungen eine Düse zum Versprühen von Flüssigkeiten anzuordnen, deren Mündung auf die untere Kastenöffnung gerichtet ist. Diese Einrichtung ist sehr wirkungsvoll und hat auch den Vorzug, daß sie verhältnismäßig billig arbeitet. Ihre Anwendung findet jedoch dort ihre Grenzen, wo es sich um besonders schmale Gewächshäuser oder ähnliche Bauten handelt. In solchen Fällen wird nämlich durch die Wirksamkeit der Düse der gesamte Bodenbereich leicht zu stark angefeuchtet.

Bekannt sind auch maschinell arbeitende Klimaanlagen, die in der Regel aus Kühlanlagen und Ventilatoren bestehen. Derartige Anlagen sind in den meisten Fällen nur für von Menschen bewohnte Räume zuträglich, weil gesunde Menschen ein starkes Anpassungsvermögen besitzen. Dagegen gibt es Pflanzenarten, die sich etwas veränderten Umweltbedingungen auf die Dauer nicht anpassen können. Da die Klimaanlage für Gewächshäuser geeignet sein muß, in denen Pflanzenversuche mannigfaltiger Art durchgeführt werden, scheiden maschinell arbeitende Klimaanlagen aus.

Klimaanlage für Gewächshäuser
und ähnliche Bauten

Anmelder:

Dipl.-Ing. Georg Höntsch,

4650 Gelsenkirchen, Arenbergstr. 1

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Georg Höntsch, 4650 Gelsenkirchen

Die Klimaanlage nach der Erfindung weist demgegenüber den Vorteil auf, daß ihre Anwendung bei Gewächshäusern und ähnlichen Bauten in allen Größenordnungen möglich ist. Sie ist darüber hinaus deshalb sehr vorteilhaft, weil ihre Betriebskosten im Durchschnitt verhältnismäßig niedrig liegen. Die Erfindung besteht demgemäß darin, daß im Innenraum des Gewächshauses od. dgl. ein lotrechter oder nahezu lotrechter, am oberen und unteren Ende offener Schacht vorgesehen ist, in den am oberen Ende Kaltluft eingeleitet wird, die eine geringere Temperatur als die mittlere Temperatur des Raumes aufweist. Die Anordnung eines derartigen Schachtes hat zur Folge, daß im Schacht ein fallender Luftstrom entsteht. Ist ein solcher Schacht gegen die Atmosphäre offen, so muß dafür gesorgt werden, daß er gegen unerwünschte Witterungseinflüsse verschließbar ist. Der Schacht ist nicht unbedingt auf Öffnungen im Dach oder den Seitenwänden angewiesen, damit atmosphärische Luft eintreten kann. Es gibt nämlich Fälle, wo im Inneren der Gewächshäuser eine vollkommene Absicherung gegen Insekten, Milben od. dgl. vorhanden sein muß.

In solchen Fällen kann der Frischluftbedarf statt aus der Atmosphäre beispielsweise durch Flaschen mit flüssiger Luft gedeckt werden. Fällt also z. B. die Frischluftzuführung durch Klappen weg, könnte die Luft im oberen Teil des Schachtes durch Wassersprühdüsen oder auch durch Zuführung von Kaltluft abgekühlt werden. Unter dem unteren Ende des Schachtes könnte eine Heizung oder eine Zuführung von Warmluft vorgesehen werden, um die aus dem Schacht fallende Luft wieder aufzuwärmen, damit sie nach oben steigt. In diesem Fall könnte also ohne Zuführung von atmosphärischer Luft eine Luftzirkulation im Inneren des Gewächshauses od. dgl. erzeugt werden. Es wäre aber auch alternativ möglich, im Dach des Gewächshauses od. dgl. Belüftungsklappen vorzusehen, von denen die Frischluft in das obere Ende des Schachtes einströmt. Der Schacht wird vorzugsweise lotrecht angeordnet, weil er in dieser Stel-

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lung bei geringstem Raumbedarf eine optimale Lei- der Erfindung mit einem im Innenraum vorgesehenen stung hat. Es wäre aber selbstverständlich auch oben und unten geöffneten Schacht; möglich, den Schacht leicht geneigt anzuordnen. Zu- A b b. 1 b zeigt die schematische Schnittdarstellung

sammengefaßt bildet also bei allen Ausführungsfor- einer Ausführungsform der Erfindung, bei der ein men der Erfindung ein steigender oben und unten 5 Schacht im Innenraum eines Gewächshauses angeordoffener Schacht, dem am oberen Ende Kaltluft zu- net ist, der am oberen Ende eine verstellbare öffnung geführt wird, den entscheidenden Teil der Erfindung. aufweist;

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung A b b. 2 zeigt eine weiter entwickelte Ausführungs-

kann der Schacht gegen die Atmosphäre hin offen form, bei der der untere Teil des Schachtes verstellbar sein. Ist bei dieser Ausführungsform der Schacht so io ist;

ausgebildet, daß er in einer gewissen Höhe über der A b b. 3 zeigt eine vierte Ausführungsform, bei der

Bodenfläche endet, so kann am unteren Ende des der Schacht im unteren Teil sich gabelt; Schachtes Falluft ausströmen. A b b. 4 zeigt eine Schnittansicht entsprechend

Es können nun verschiedene Maßnahmen vorgese- der Schnittlinie I-II in A b b. 3, die die Anordnung hen werden, um das Auffangen der atmosphärischen 15 von einzelnen Zellen mit einem Mittelgang erkennen Luft bzw. sogar das Einsaugen dieser Luft zu be- läßt;

schleunigen. Hierfür kann beispielsweise ein Ventila- A b b. 5 zeigt skizzenmäßig eine Teilaufsicht auf

tor im Schacht vorgesehen sein. Ist die angesaugte Dach und Wendeklappen.

Luft kälter als die Luft des Innenraumes, wird die In Abb. la ist eine Grundform der Erfindung

eingesaugte Luft durch ihr schwereres spezifisches 20 schematisch und im Schnitt dargestellt. Im Innenraum Gewicht nach unten strömen und hierbei einen Anteil eines Gewächshauses 1 mit den Fundamenten 2 ist der Innenluft durch in der Umhüllung angeordnete ein steigender Schacht α angeordnet, der oben und Luftklappen hinausdrängen. Statt eines Ventilators unten geöffnet ist. Die untere Öffnung ist mit 4 bekann auch eine Wassersprühdüse oder eine Kaltluft- zeichnet. Im oberen Teil des Schachtes α ist eine düse vorgesehen sein. Durch diese Einrichtungen wird 25 Sprühdüse 7 für Wasser od. dgl. vorgesehen. An diedie atmosphärische Luft im Bereich des Schachtes ser Stelle kann aber mit ähnlichem Erfolg Kaltluft zukünstlich abgekühlt, so daß sie die Tendenz hat, nach geführt werden. Im Dach sind Luftklappen 8 vorgeseunten zu fallen, wobei sie nach und nach die Raum- hen. Unterhalb des Schachtes α befindet sich eine luft hinausdrängt. Auf diese Weise findet im Gewächs- Heizung 9, die aber auch durch eine Warmluftzufühhaus od. dgl. eine stetige Umwälzung der Luft statt, 30 rung ersetzt werden kann. Unterhalb der Heizung 9 wobei Feuchtigkeit und Temperatur der hereindrin- ist eine rinnenartige Vertiefung 11 vorgesehen, die zur genden atmosphärischen Luft gesteigert werden Aufnahme und Abführung des Kondensators dient, können. Die in Abb. la dargestellte Ausführungsform kann

Erfindungsgemäß kann es ferner zweckmäßig sein, beispielsweise auch ohne Zuführung von atmosphäriam oberen Ende des Schachtes eine Luftklappe vor- 35 scher Luft betrieben werden. In diesem Fall bleiben zusehen, die durch das Hochstellen zweckmäßig ent- die Luftklappen 8 ganz geschlossen oder können auch gegen der Windrichtung ein Einfangen der atmosphä- ganz fortfallen. In diesem Fall kann der Frischluftrischen Luft begünstigt. bedarf des Raumes beispielsweise durch flüssige Luft

In vielen Fällen kann es zweckmäßig sein, den bzw. durch komprimierte oder flüssige Luft aus Stahl-Rand des Schachtes am unteren Ende verstellbar ein- 40 behältern oder Flaschen gedeckt werden. Eine Zirkuzurichten. Besonders vorteilhaft ist es, den unteren lation wird dadurch erzeugt, daß im oberen Teil des Schachtteil für sich verstellbar einzurichten, so daß Schachtes α Kaltluft zugeführt oder die Luft mit Wasdie Auslaßöffnung in der Höhe einstellbar ist. ser besprüht wird. Die Luft hat nach dieser Behand-

Nach der Erfindung kann ferner unterhalb des lung eine Temperatur, die unterhalb der mittleren Schachtendes eine Heizung angeordnet sein, die die 45 Raumtemperatur liegt, so daß die Luft im Schacht fallende Luft anwärmt und ihr auf diese Weise einen fällt. Am unteren Ende 4 tritt die Luft aus und steigt Impuls gibt, nach oben zu steigen und eine sanfte aber von dort wieder hoch. An dieser Stelle kann die Luft stetige Luftzirkulation durchzuführen. Statt einer durch ein Heizungselement 9 erwärmt werden, dessen Heizung kann Warmluft an dieser Stelle zugeführt Wirkung die Luftzirkulation begünstigen kann. Es werden, die sich mit der aus dem Schacht fallenden 50 findet also in einem völlig geschlossenen Raum eine Luft vermischt. einwandfreie Luftzirkulation statt, denn die an-

Unterhalb des Schachtendes kann ein Auffang- gewärmte Luft strömt nach oben, tritt wegen des vorkanal für das kondensierte Wasser vorgesehen sein. handenen Soges wieder in den oberen Teil des Diese Anordnung hat den Vorteil, daß überschüssige Schachtes ein und wird dort wieder abgekühlt. Erfolgt Feuchtigkeit gesammelt wird, so daß eine zu starke 55 hier Zuführung von Kaltluft, kann beispielsweise hier-Befeuchtung der Pflanzenkulturen vermieden wird. bei flüssige Luft aus Stahlflaschen oder in einem

In besonderen Fällen kann es zweckmäßig sein, den Kühlaggregat gekühlte Luft Verwendung finden. Schacht sich am unteren Ende gabeln zu lassen, so Es ist zu beachten, daß infolge des fallenden Luft-

daß ein freier Gang in der Längsrichtung des Ge- stromes innerhalb des Schachtes α am oberen Ende wächshauses bleibt. Im übrigen ändert sich an der 60 eine Saugwirkung entsteht, die dazu führt, daß die Wirkung der Klimaanlage im Prinzip hierbei nichts. durch die Luftklappen 8 einströmende Luft dort ein-Bei einigen Ausführungsformen des Schachtes nach tritt. Im übrigen bleibt das Prinzip auch bei geöffneder Erfindung kann dieser auch aushängbar oder ten Luftklappen etwa das gleiche. Wird die Luft im hochziehbar ausgebildet sein. Schacht α durch die Wassersprühdüsen 7 angefeuch-

In der Zeichnung sind vier Ausführungsbeispiele 65 tet, so ist es unvermeidlich, daß die Luft beim Wechsel der Erfindung dargestellt. der Bewegungsrichtung am unteren Ausgang 4 einen

Abb. la zeigt in schematischer Darstellungsweise großen Teil der Feuchtigkeit als Kondensat abgibt und im Schnitt eine grundsätzliche Ausführungsform Die Rinne 11 dient zum Abführen dieses Kondensates.

Bei der Ausführungsform nach Abb. Ib ist im Inneren eines Gewächshauses 1 mit den Randwänden 2 ein steigender Schacht 3 vorgesehen. Dieser Schacht wird in gewissen Abständen im Gewächshaus vorgesehen, so daß zwischen den einzelnen Schacht-Umhüllungen die Luft vorbeistreichen kann. Etwas oberhalb der Bodenfläche des Gewächshauses ist der Schachtauslaß 4 angeordnet. Am oberen Ende des Schachtes 3 sind beiderseits verstellbare Luftklappen 5 vorgesehen, die das Einfangen der Luft begün- ίο stigen und von denen die eine oder andere je nach Windrichtung geöffnet oder geschlossen sein kann. Unterhalb des oberen Endes sind Luftöffnungen 6 in den Schachtwänden angeordnet. Sie bieten die Möglichkeit, bei geschlossenen Klappen 5 und 8 mit reiner Umluft zu fahren, beispielsweise im Winter, wenn nur geheizt wird, oder aber bei Kühlung im Sommer, wenn man wegen erforderlicher Insektendichtheit od. dgl. keine Außenluft aufnehmen will. Im oberen Teil des Schachtes ist ferner eine Wassersprühdüse 7 vorgesehen, die die Luft anfeuchtet und gegebenenfalls abkühlt, so daß die eingesaugte atmosphärische Luft in den Schacht nach unten fällt. Zur Erzeugung einer gewissen Luftzirkulation im Gewächshaus sind einfache Luftklappen 8 vorgesehen, durch die die Raumluft in einem bestimmten Maß entweichen kann, das sich durch die Größe der Öffnung bestimmt. Statt der dargestellten einfachen Luftklappe kann auch eine Wendeklappe vorgesehen werden. Unterhalb des Schachtes 3 kann eine Heizanlage 9 vorgesehen sein, die die fallende Luft anwärmt und ihr auf diese Weise einen Impuls gibt, nach oben zu steigen. Diese Luftbewegung ist in der Darstellung mit Pfeilen angedeutet. Bei der Darstellung wurde von der Annahme ausgegangen, daß eine Windrichtung entsprechend der Pfeile 10 besteht. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist entsprechend der Windrichtung die linke Klappe 5 und die rechte Klappe 8 geöffnet. Kommt umgekehrt der Wind von rechts, müßte die rechte Klappe 5 und die linke Klappe 8 geöffnet werden.

Die Abb. 2 zeigt eine weiter entwickelte Form eines Schachtes 13, der am unteren Ende mit einem in der Höhe verstellbaren Schachtteil 13 α versehen ist. Das Ausströmen der Luft kann also bei 14 oder auch noch tiefer erfolgen. Am oberen Ende des Schachtes 13 ist eine verstellbare Haube 15 vorgesehen, die das Einfangen der atmosphärischen Luft begünstigt. Im oberen Ende des Schachtes befinden sich Luftöffnungen 16. Die HaubelS kann wechselseitig kippbar ausgebildet sein. Bei der dargestellten Windrichtung 20 befindet sich die Maulöffnung links mit Drehpunkt rechts. Die linke Wendeklappe 18 ist geschlossen. Bei entgegengesetzter Windrichtung befindet sich die Maulöffnung rechts und der Drehpunkt links. Die rechte Wendeklappe 18 ist dann geschlossen. Die Öffnungen 16 haben die gleiche Aufgabe wie die Öffnungen 6 in A b b. Ib. Darunter ist eine Sprühdüse 17 angeordnet, deren Wirkungsweise im Prinzip genauso wie die der Düse 7 in A b b. 1 ist. In der Dachfläche sind an sich bekannte Wendeklappen 18 vorgesehen, die gegenüber der Ausführungsform der Luftklappe 8 den Vorzug haben, daß die Einstellbarkeit eine viel größere ist, wie in der Darstellung zum Ausdruck kommt. Unterhalb des Schachtteiles 13 α ist eine Heizung 19 vorgesehen. Die Windrichtung ist ebenfalls mit Pfeilen 20 angedeutet. Unterhalb des Schachtes 13,13 α ist ein Abzugskanal 22 vorgesehen, der das Kondensatwasser aufnimmt. Mit 24 sind skizzenmäßig die Tische zur Aufnahme von Pflanzenkulturen bezeichnet.

Das Ausführungsbeispiel nach A b b. 3 eignet sich insbesondere für Gewächshäuser, bei denen die Kulturen in einzelnen Zellen gezüchtet werden, die sich seitwärts von einem Mittelgang befinden. Um diesen Mittelgang zu erhalten, wird der Schacht 23 in seinem unteren Teil gegabelt ausgebildet und setzt sich in den Abzweigungen 23 α und 23 b fort. Die A b b. 4 zeigt eine schematische Darstellung des Grundrisses in einem derartigen Gewächshaus. Längs der Mittelachse des Gewächshauses befindet sich ein Längsgang 27. Rechts und links dieses Ganges befinden sich einzelne Zellen 28. In jeder Zelle 28 können jeweils zwei Seitentische 25 und ein Mitteltisch 26 vorgesehen werden. Jedoch ist eine derartige Anordnung selbstverständlich nur als eines von vielen Beispielen gedacht. Die Luft kann nun in einem derartigen Fall durch die Abzweigung 23 a, 23 b unter die Seitentische geleitet werden. Durch die Öffnungen 29 kann dann der Luftstrom den Raum unter den Seitentischen verlassen. Die Wendeklappen 18 sind derart eingestellt, daß die Luft den Innenraum entsprechend der Windrichtung 30 verlassen kann. Kommt der Wind von rechts, müßte die rechte Klappe 15 geöffnet und die Wendeklappen entsprechend eingestellt sein. Jedoch wäre es auch möglich, die Wendeklappe auf der Winddruckseite zu schließen.

In dem Schacht 23 b können auch Heizungen vorgesehen werden. Auf diese Weise kann Bodenwärme für die Seitentische erzeugt werden. Unter besonderen Bedingungen kann auch der Fall eintreten, daß der Schacht 3,13, 23 nicht benötigt wird. Für diesen Fall wird vorgeschlagen, den Schacht aus Kunststoff-Plastikfolie herzustellen und die Schachtwände harmonikaartig auszubilden. Es könnte aber auch zweckmäßig sein, den Schacht aushängbar oder hochziehbar auszubilden.

Schließlich könnte der Schacht auch als Wärmebzw. Kälteaustauscher ausgebildet sein. Im letzteren Fall würde der Schacht von einer Kühlflüssigkeit durchflossen werden, wodurch die Luft im Schacht gekühlt würde. Hierbei könnte auf die Einspritzung von Wasser od. dgl. verzichtet werden.

A b b. 5 zeigt in Form einer Skizze eine Teilaufsicht der Haubenklappen 15 mit den Wendeklappen 18 und deren Drehachse 31 entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach A b b. 3 und 4.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Klimaanlage für Gewächshäuser und ähnliche Bauten mit einer Umhüllung durch große Glasflächen, dadurch gekennzeichnet, daß im Innenraum des Gewächshauses od. dgl. ein lotrechter oder nahezu lotrechter, am oberen und unteren Ende offener Schacht (α) vorgesehen ist, in den am oberen Ende Kaltluft eingeleitet wird, die eine geringere Temperatur als die mittlere Temperatur des Raumes aufweist.

2. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schacht (3, 13, 23) gegen die Atmosphäre hin geöffnet ist.

3. Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Schacht (a, 3, 13, 23) ein Ventilator zum Ansaugen der atmosphärischen Luft vorgesehen ist.

4. Klimaanlage nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Schacht (α, 3,

13, 23) eine Wassersprühdüse (7, 17) oder eine Kaltluftdüse vorgesehen ist.

5. Klimaanlage nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende des Schachtes (3,13, 23) eine Luftklappe (5, 15) vorgesehen ist, bei der durch die Klappeneinstellung das Einfangen der atmosphärischen Luft einstellbar ist.

6. Klimaanlage nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den Schacht (13) im unteren Teil ein beweglich angeordneter Schachtteil (13 a) anschließt, dessen Auslaßöffnung in der Höhe einstellbar ist.

7. Klimaanlage nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Schachtendes eine Heizung (9, 19) angeordnet ist.

8. Klimaanlage nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Schachtendes (4, 14) ein Auffangkanal (11, 22) vorgesehen ist, der zum Abführen des Kondensates dient.

9. Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schacht (23) im unteren Teil gegabelt ausgebildet ist und sich in den Teilschächten (23 a, 23 b) fortsetzt.

10. Klimaanlage nach Anspruch 1, 2, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schacht (α, 3,13) aushängbar oder hochziehbar ausgebildet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 962 371.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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