DE2743984A1 - Selbstregulierende gewaechshaus- klimaanlage - Google Patents
Selbstregulierende gewaechshaus- klimaanlageInfo
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- A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
- A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
- A01G9/243—Collecting solar energy
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Description
Die Erfindung betrifft eine selbstregulierende Gewächshaus-Klimaanlage
mit einem Flachkollektor zum Auffangen des Sonnenlichtes und einem Wärmespeicher.
Zur Förderung des Wachstums von Pflanzen werden Gewächshäuser eingesetzt, welche möglichst viel Globalstrahlung, auch in
der kälteren Jahreszeit zur Verfügung stellen sollen. Bei diesen Häusern handelt es sich um geschlossene Räume, welche
vorwiegend aus einem licht- und strahlungsdurchlässigen Material, beispielsweise Glas, errichtet werden. Durch den so geschlossenen
Raum wird die WänneJconvektion an andere Luftschichten
behindert und die durch die Strahlung erwärmte Luft bleibt im Inneren des Hauses erhalten. Dieser Vorgang wird allgemein
auch als Treibhauseffekt bezeichnet.
In vielen Fällen ist aber diese Wärmestauung für die Wärmebedarfsdeckung
des Gewächshauses nicht ausreichend, so daß zusätzliche Maßnahmen notwendig werden, um das üblicherweise
schlecht isolierte Haus insgesamt zu beheizen. Ebenso sind oft Maßnahmen vorgesehen, um bei Überangebot von Licht, d.h.
Wärme, durch passive Abschirmungen, etwa in Form von Abdeckungen durch Strohmatten o.a. oder auch mechanischen Konstruktionen,
wie manuell oder durch Stellmotoren getriebene Jalousien Strahlung vom Inneren des Hauses fernzuhalten.
Der Wärmehaushalt des Hauses wird wirtschaftlich weniger
effizient durch Ventilatoren oder auch einfaches Öffnen von
-5-
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Fenster und Türen beeinflußt.
Bei den konventionellen Gewächshäusern ist eine Speicherung überschüssiger, mithin abgeschirmter Energie zürn Ausgleich
der natürlichen Temperaturschwankungen im allgemeinen nicht
vorgesehen.
Ein Ansatzpunkt zur Verwendung von zusätzlichen Solarkollektoren bei Gewächshausheizungen um zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit
zu kommen, ist aus dem Tagungsbericht "Heizen mit Sonne", Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie e.V. 23./24.
Februar 1976, Göttingen, auf S.259 ff bekannt geworden.
Dort wird vorgeschlagen, Sonnenenergie über Solarkollektoren entweder direkt oder über Wärmepumpen in einem Speicher zu
speichern und dem Gewächshausirmeren die VJarme entsprechend dem
Bedarf zuzuführen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung anzugeben,
welche es gestattet, eine wirtschuttliche Regelung des Licht-
und vJärmehaushaltes von Gewächshäusern durchzuführen.
Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß der Kollektor bei übermäßigem
Lichteinfnll als selbstregulierende Abschirmung mit dem wärmeträgermediurn auffüllbar ist.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Besonders vorteilhaft wirkt sich aus, daß keine mechanisch bewegten Teile vorhanden sind, mithin Wartungsprobleme auf
ein unumgängliches Minimum beschränkt bleiben.
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Dadurch, daß der Wärmespeicher unterhalb des Pflanzen-Erdreiches
angeordnet ist, wird vermieden, daß der gesamte Gewächshausraum beheizt wird. Die Wärme wird dem Pflanzgut im
Wurzelbereich, d.h. besonders effizient zugeführt.
In del? Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt die einzige Figur ein Gewächshaus mit selbstregulierender
Klimaanlage im Zustand Lichteinfall unterhalb eines festlegbaren Wertes.
Gemäß der Figur besteht ein Gewächshaus nach der Erfindung im
wesentlichen aus einem Hüllraum Ίο, zumeist aus Glas gefertigt, einem Flachkollektor 11, einem üehiikörper 12, einem Verdrängungsgefäß
13, einem Wärmespeicher 14 und einem Pflanzentrog 15. Zwischen dem Wärmespeicher 14 und dem Pflanzentrog
ist eine Wanne J6 mit niedrigschmelzendem Material, etwa Paraffin eingefügt.
Wahlweise kann auch eine Zusatzheizung 17, beispielsweise in Form einer elektrischen Heizmatte oder einer beliebig anderer
konventioneller Heizung vorgesehen sein.
Der Kollektor 11 bildet an seiner Oberseite über eine Ablaufleitung
18 und an seiner Unterseite über eine Zulaufleitung 19 mit dem Wärmespeicher 14 das KoIlektorsystem 20. Das Verdrängungsgefäß
13 steht mit dem Kollektorsystem 20 über eine Speiseleitung 21 in Verbindung. Auf der Oberseite des Verdrängungsgefäßes
13 führt eine Verdrängungsleitung 22 zu dem Dehnkörper 12, welcher seinerseits in einem ansonsten hermetisch
dichten Installationsraum 23 eingefügt ist. Schließlich ist oberhalb des Kollektors 11 noch ein Ausgleichsgefäß 24
vorgesehen.
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Die Anlage funktioniert nun nach folgendem Prinzip: Sobald die Lichteinstrahlung bzw. die Außentemperatur einen
vorherbestimmbaren Wert übersteigen, wird durch ein einfaches
Drucksystem ein Flüssigkeitskreislauf hergestellt, der die gewünschte Abschirmung, Energieaufnahme, Transport und Speicherung
umfaßt.
Die Befüllung des Kollektorsystems 2o erfolgt nach entsprechender Erwärmung des den Umgebungsbedingungen Einstrahlung und
Außentemperatur ausgesetzten Installationsraumes 23. Der Dehnkörper 12, beispielsweise ein mit einer bestimmten Menge eines
leichtflüchtigen Stoffes geeigneter Dampfdruckcharakteristik,
wie etwa Freon/Frigen gefüllter Ballon dehnt sich aus und verdrängt die im Raum 23 befindliche Luft über die Leitung 22.
Infolge des in der Leitung 22 entstehenden Druckes wird das im Verdrängungsgefäß 13 befindliche Wärmeträgermedium, im einfachsten
Fall Wasser oder Flüssigkeiten spezieller Charakteristik über die Speiseleitung 21 in das Kollektorsystem 2o gedrückt
und füllt dieses auf. Der Flüssigkeitskreislauf im Kollektorsystem kommt von selbst in Gang, sobald der Kreislauf
befüllt ist und durch Erwärmung im Kollektor Schwerkraftzirkulation
über die einfachen Leitungswege mit der Abkühlung im Speicher, einsetzt.
Wasser als Wärmeträgermedium kann mit einem Frostschutzmittel
versetzt sein. Zur Erzielung selektiver Einstrahlung für Sonderkulturen etc. können geeignete Additive beigegeben werden.
Eine hier nicht näher dargestellte Pumpe kann gegebenenfalls
zur Unterstützung des Kreislaufes eingesetzt werden.
Die Anlage kann durch Variierung der Kollektordicke, d.h. der ai
durchstrahlenden Flüssigkeitssäule auf einfache Art und Weise
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für den Einsatz in unterschiedliche Klimazonen modifiziert
werden. Ein veränderter Anstellwinkel des Flachkollektors bedingt unterschiedliche optische Weglängen, der gleiche Effekt
kann auch durch unterschiedliche Wärmeträger Medium - Schichtdicke erzielt werden.
Zur Belüftung des Gewächshauses kann darüber hinaus der Flachkollektor
schwenkbar angeordnet werden.
Für die Fälle des denkbaren Wärmeüberangebotes und des Wärmeunterangebotes
im Speicher 14 können zwei einfache Zusatzmaßnahmen Abhilfe schaffen.
Soll eine bestimmte Temperatur im Wurzelbereich nicht überschritten
werden, so reicht es aus, eine Wanne 16 mit niedrigschmelzendem Material, etwa Paraffin, zwischen dem Pflanzentrog
15 und dem Wärmespeicher 14 einzufügen.
Um Untertemperatur zu vermeiden, ist die bereits erläuterte Zusatzheizung 17 vorgesehen.
Nach Abklingen der Umgebungsbedingungen Temperatur und Einstrahlung
tritt die Wiederverflüssigung des Treibmittels im Dehnkörper 12 ein. Durch den absinkenden Druck in der Leitung
22 füllt sich das Verdrängungsgefäß 13 mit Wärmeträgermedium
auf, so daß der Kollektor 11 entleert wird.
In diesem Betriebszustand kommt die Kollektorkonstruktxon als gute Isolation des Gewächshausinnenraumes gegen Wärmekonvektion
zum Tragen.
Das Ausgleichsgefäß 24 dient in bekannter Weise zur Aufnahme
überschüssiger Kollektorflüssigkeit.
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Claims (13)
- HESSERSCHHITT-BGLKOW-BLGHH GESELLSCHAFTHIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG HÜNCHENOttobrunn, 28.09.1977 Ö197BTOl Fro/göSelbstregulierende GewächshausklimaanlagePatentansprücheSelbstregulxerende Gewächshaus-Klimaanlage mit einem Flachkollektor zum Auffangen des Sonnenlichtes und einem wärmespeicher, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor (11) bei übermäßigem Lichteinfall als selbstregulxerende Abschirmung mit dem Wärmeträgermedium auffüllbar ist.
- 2. Selbstregulierende Gewächshaus-Klimaanlage nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnetdaß der Wärme--2-909816/01328197Speicher (14) unterhalb des Pflanzgutes (15) angeordnet ist.
- 3. Selbstregulierende Gewächshaus-Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Wärmespeicher als Pflanzentrog-Aufnahme ausgebildet ist.
- 4. Selbstregulierende Gewächshaus-Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Kollektor (11) an seiner Oberseite und seiner Unterseite mit zu dem Wärmespeicher (14) führenden Leitungen (18,19) versehen ist, daß in einem hermetisch dichten Installationsraum (23) ein der Sonnenstrahlung ausgesetzter, flexibler, mit einem leichtflüchtigen Treibmittel gefüllter Dehnkörper (12) vorgesehen ist, daß dem Dehnkörper eine zu einem Verdrängungsgefäß (13) führende Verdrängungsleitung (22) zugeordnet ist und daß das Verdrängungsgefäß über eine Speiseleitung (21) mit dem Kollektorsystem (20) in Verbindung steht.
- 5. Selbstregulierende Gewächshaus-Klimaanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß ein Ausgleichsgefäß (24) vorgesehen ist.
- 6. Selbstregulierende Gewächshaus-Klimaanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Wärmespeicher (14) und das Verdrängungsgefäß (13) mit dem Wärmetransportmedium gefüllt sind.
- 7. Selbstregulierende Gewächshaus-Klimaanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß eine Zusatzheizung (17) zwischen Wärmespeicher (14) und Pflanzentrog (15) vorgesehen ist.909Ö15/Q132 ~3~8197
- 8. Selbstregulierende Gewächshaus-Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß dem Pflanzentrog (15) eine Wanne (16) mit niedrigschmelzendem Material nachgeordnet ist.
- 9. Selbstregulierende Gewächshaus-Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß dem Wärmeträgermedium zur Erzielung selektiver Einstrahlung entsprechende Additive beigebbar sind.
- 10. Selbstregulierende Gewächshaus-Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Treibmittel Freon/Frigen (flüssig) ist.
- 11. Selbstregulierende Gewächshaus-Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das niedrigschmelzende Material Paraffin ist.
- 12. Selbstregulierende Gewächshaus-Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Grad der Einstrahlung über die Schichtdicke des Wärmeträgermediums im Flachkollektor frei wählbar ist.
- 13. Selbstregulierende Gewächshaus-Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Flachkollektor nach Art herkömmlicher Stellfenster ausstellbar ist.909815/0132
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- 1978-09-08 FR FR7825908A patent/FR2404817A1/fr not_active Withdrawn
- 1978-09-28 IT IT28181/78A patent/IT1098951B/it active
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Also Published As
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