DE2821959A1

DE2821959A1 - Verfahren und vorrichtung zur nutzung der solaren und geothermischen energie in mit einer doppelwandigen abdeckung versehenen objekten

Info

Publication number: DE2821959A1
Application number: DE19782821959
Authority: DE
Inventors: Laszlo Borsody; Janos Gyuros; Andras Prof Dr Somos; Istvan Dr Turi; Ferenc Dr Zatyko
Original assignee: NOVEX FOREIGN TRADE CO Ltd
Current assignee: Kerteszeti Egyetem
Priority date: 1978-05-16
Filing date: 1978-05-19
Publication date: 1979-11-29
Also published as: AT355848B; NL7805420A; ATA353778A; DE2821959C2; US4316450A

Description

PATENTANWÄLTE

DIPL-ING. H.-M. VIERING & DIPL-ING. R. JENTSCHURA

Steinsdorfstraße 6 < D-8000 München 22

Anwaltsakte 3356 19. Mai 1978

Novex Talalmanyfejlesztö es Ertekesitö Külkereskedelmi Rt.

Budapest / Ungarn

Verfahren und Vorrichtung zur Nutzung der solaren und geothermisehen Energie in mit einer doppelwandigen Abdeckung versehenen Objekten

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Verfahren und Vorrichtung zur Nutzung der solaren und geothermischen Energie in mit einer doppelwandigen Abdeckung versehenen Objekten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nutzung der solaren und geothermischen Energie in mit einer doppelwandigen Abdeckung versehenen Objekten. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens«

In der Landwirtschaft werden immer verbreiteter mit Folie abgedeckte Gewächshäuser benutzt, welche durch äußere Energie, z.B. durch Thermogeneratorheizung, erwärmt werden, sofern die Außentemperatur und der Mangel an Sonnenschein dies erforderlich macht. Die Anwendung von mittels Thermogeneratoren beheizten Folienobjekten ermöglicht es zwar, manche Pflanzen etwas zeitiger zu pflanzen, die hohen Investitionsund Betriebskosten machen die Benutzung dieser Objekte jedoch in vielen Fällen fraglich bzw, verteuern die auf diese Weise kultivierten Pflanzen. Die Betriebskosten der Thermogeneratorheizung können für eine Vegetationsstation mit 30-40 Ft/in* veranschlagt werden. Für die Investitionskosten ist kennzeichnend, daß für 1 Hektar Kulturfläche 10 Thermogeneratoren erforderlich sind.

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Eine bekannte Lösung zur Verbesserung der Isolierwirkung von doppelwandigen Objekten besteht darin, daß in dem Raum zwischen den Doppelwänden Wasser zirkuliert. Damit die von Wasser überströmte Fläche der Folie so groß wie möglich ist, werden Zwangsbahnen bzw. Leitelemente angebracht. Derartige Versuche wurden bereits früher an Glasgewächshäusern vorgenommen, jedoch ist auch für Folienzelte die Vorstellung bekannt, zwischen die beiden Folienschichten Wasser einzubringen. Diese Methode hat jedoch wesentliche Nachteile, so z.B. die Notwendigkeit, Leitelemente zu verwenden, weswegen sich die Lösung in der Praxis nicht durchgesetzt hat. Ferner kann auch durch das zirkulierende Wasser keine ausreichende Wärmenutzung erreicht werden.

Ziel der Erfindung ist es, die erwähnten Nachteile der bekannten, mit Folie bedeckten Objekte zu vermeiden und ein Verfahren sowie eine zu dessen Durchführung dienende Vorrichtung zu schaffen, mit denen die Wärme des Bodens zur Temperierung von mit doppelwandiger Abdeckung versehenen Objekten genutzt werden kann.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die obige Zielstellung erreicht werden kann, wenn man das Wasser aus dem Boden gewinnt und bei der gegebenen Temperatur durch Sprühen in den Raum zwischen den beiden Folien einbringt.

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Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Verfahren zur Nutzung der solaren und geothermischen Energie in mit doppelwandiger Abdeckung versehenen Objekten, bei welchem Verfahren zwischen die beiden Folien der auf dem Boden aufgestellten doppelwandigen Abdeckung Wasser eingebracht wird. Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß man das Wasser aus dem Boden pumpt oder auf andere Weise aus dem Boden gewinnt und bei der gegebenen Temperatur mit einem den Atmosphärendruck übersteigenden Druck durch Sprühen auf die innere Folie aufbringt bzw. in dem Raum zwischen den beiden Folien einen feuchtigkeitsreichen Raum erzeugt, das Wasser am Grund des Raumes zwischen der doppelwandigen Abdeckung sammelt und in den Boden zurückführt.

Die Menge des versprühten Wassers muß natürlich in Abhänigkeit von der Außentemperatur geändert werden.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Für die erfindungsgemäße Vorrichtung ist kennzeichnend, daß sie zum Einführen des Wassers zwischen die beiden Folien der doppelwandigen Abdeckung über Rohrleitungen und Sprühorgane, ferner über das Wasser in den Boden zurückführende Organe verfügt» Das das Wasser in den Boden zurückführende Organ ist zweckmäßig eine Sickergrube.

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Wie durch einige Versuche nachgewiesen werden konnte, sind Anschaffung und Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung außerordentlich wirtschaftlich. Zur Versorgung eines Hektars Kulturfläche ist es z.B. ausreichend, sechs Brunnen zu je Hektoliter und entsprechende Pumpen zu verwenden.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind pro Hektar und Minute 15-35 Hektoliter Wasser erforderlich. Nimmt man die Wassertemperatur mit 13⁰C an, so ist das Innere des Objektes bei Temperaturen zwischen -10 und -25⁰C frostfrei, wobei sich das Wasser in dem Raum zwischen den beiden Folien um 2-3⁰C abkühlt.

In den erfindungsgemäßen Objekten kann mit Hilfe des eingesprühten Wassers die Wärme des Bodens als Kellerwirkung, ferner die Wärmeenergie des Wassers und die Strahlung der Sonne ausgenutzt werden. Die Verwertung der Wärmeenergie des Wassers bzw. der vom Wasser übertragenen Wärmeenergie des Bodens erfordert höchstens Pumpenarbeit, und keinerlei äußere Wärmeenergie ist erforderlich, d„h,> das Wasser braucht nicht erwärmt zu. werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer aus der Zeichnung ersichtlichen, beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßem Vorrichtung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

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Fig. 1 schematisch einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes, mit einer doppelwandigen Abdeckung versehenes Objekt, und

Fig. 2 schematisch einen anderen Querschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei durch Pfeile schematisch der Weg des versprühten Wassers auf einer inneren Folie dargestellt ist.

Das erfindungsgemäße Objekt verfügt über ein im Boden verankertes inneres bogenförmiges Rohrgerüst 1 und ein äußeres bogenförmiges Rohrgerüst 2, auf welche von innen die Folienabdeckung 3, von außen die Folienabdeckung 4 aufgespannt ist, so daß insgesamt ein halbzylinderförmiges Gewölbe geschaffen ist. Die äußere Folie 4 ist unten in aufgeschüttetem Erdreich verankert, während die innere Folie 3 mit einem an das innere Rohrgerüst 1 fixierten Wassersammeikanal 10 eingespannt ist. In dem Raum zwischen den beiden Folien befindet sich eine entlang der Zenitlinie über die gesamte Länge des Objektes verlaufende Leitung 5, In der Leitung 5 sind in geeigneter Entfernung voneinander Sprühorgane 6 - im vorliegenden Falle Sprühköpfe - angeordnet. Die Leitung 5 steht über eine in der Zeichnung nicht dargestellte senkrechte Leitung und eine Sammelleitung mit einem oder mehreren Rohrbrunnen 8 bzw. der Druckseite einer an den Rohrbrunnen angeschlossenen Pumpe 7 in Verbindung. An die Druckseiten der Pumpen schließen sich Leitungen 9 an.

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Die Motoren 13 der Pumpen 7 können mit einem auf der Abbildung nicht dargestellten Wärmerezeptor in Steuerverbindung stehen, durch welche bei Absinken der äußeren Temperatur eine Pumpe nach der anderen eingeschaltet wird und auf diese Weise immer mehr Wasser in die Leitung 5 gelangt und durch die Sprühköpfe 6 versprüht wird.

Das an der inneren Folie in Form eines Wasservorhanges in Richtung der Pfeile 16 (vgl. Fig. 2) nach unten fließende Wasser wird von dem Sammelkanal 10 aufgefangen. Der öffnungswinkel der Sprühstrahler ist vorzugsweise höchstens gleich dem Winkel zwischen den beiden vom Sprühkopf 6 ausgehenden Tangenten an das von der inneren Folienwand gebildete Gewölbe, so daß er innerhalb der Fläche 15 auf die Folienwand auftrifft. Es kann jedoch auch zweckmäßig sein den öffnungswinkel des Sprühstrahlers etwas kleiner zu machen, wie durch die Fläche 14 gezeigt ist. Aus dem Sammelkanal 10 gelangt das Wasser über ein auf der Zeichnung nicht dargestelltes Sammelrohr und die Rohrleitung 11 in die Sickergrube 12. Von deren Durchlaßfähigkeit abhängend können für ein Objekt auch mehrere Sickergruben erforderlich sein.

Wie aus den bisherigen Ausführungen ersichtlich, ist Energie lediglich zum Betreiben der Pumpen 7 erforderlich, mit denen das Wasser aus der entsprechenden Bodenschicht in den Raum zwischen den beiden Folien eingebracht wird. Auf diese Weise

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ist einesteils mit dem nach oben geförderten Wasser die Nutzung der im Boden gespeicherten Wärme möglich, zum anderen kommt durch das erfindungsgemäße Objekt auf der abgedeckten Bodenfläche die Kellerwirkung zur Geltung. Durch die doppelte Folienschicht und den Wasservorhang ist das Objekt ausgezeichnet gegen die Atmosphäre isoliert, die Sonnenstrahlen werden jedoch von der Isolierung durchgelassen, was eine Verwertung der Solaranergie ermöglicht.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in erster Linie in erfindungsgemäß ausgebildeten Folienzelten angewendet werden, jedoch kommt seine Anwendung auch für Tierhaltestationen und ähnliche Objekte in Frage.

Für die Erfindung kann auch artesisch von selbst an die Oberfläche steigendes Wasser genutzt werden, wobei sogar die Verwendung der Pumpen entfällt.

Außerdem kann die Thermosyphonwirkung des in den senkrechten, zu den Sprühköpfen 6 führenden Leitungen gegebenenfalls durch Solarenergie erwärmten Wassers ausgenutzt werden, so daß die Pumpenleistung entsprechend geringer ist. In diesem Fall können die Leitungen entsprechend den Erkenntnissen auf dem Gebiet der Nutzung von Solarenergie als Kollektoren ausgebildet sein,

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Es hängt von dem Verhältnis zwischen verwendetem Wasser und Außentemperatur ab, ob mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung gekühlt oder geheizt wird.

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Claims

PATENTAh¹WALTE

DlPL-ING. H.-M. VIERING & DIPL-ING. R. JENTSCHURA

Steinsdorfstraße 6 · D-ΘΟΟΟ München 22

Anwaltsakte 3356

Verfahren und Vorrichtung zur Nutzung der solaren und geothermischen Energie in mit einer doppelwandigen Abdeckung versehenen Objekten

ANSPRÜCHE

1.5 Verfahren zur Nutzung der solaren und geothermischen Energie in mit einer doppelwandigen Abdeckung versehenen Objekten, wobei zwischen die beiden Folien der auf dem Boden aufgestellten Abdeckung Wasser eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß man das Wasser aus dem Boden pumpt oder auf andere Weise aus dem Boden gewinnt und bei der gegebenen Temperatur mit einem den Atmosphärendruck übersteigenden Druck durch Sprühen auf die innere Folie aufbringt bzw. in dem Raum zwischen den beiden Folien einen feuchtigkeitsreichen Raum erzeugt, das Wasser am Grunde des Raumes zwischen der doppelwandigen Abdeckung sammelt und in den Boden zurückführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Menge des auf die innere Folie aufgesprühten Wassers in Abhängigkeit von der äußeren Temperatur regelt.

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Telefon: 089/293413/14 · Telex über: 5212049 tram d ■;»;xrecK München 306726-801 ■ Bayerische Vereinsbank München 567695 · Raiffeisenbank München 0321818

ORIGINAL INSPECTED

ο Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, welche eine doppelwandige Folienabdeckung sowie das Wasser zwischen die Folienabdeckung einbringende und dieses sammelnde Organe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die das Wasser zwischen die Folien (3,4) der doppelwandigen Folienabdeckung einbringenden Organe als Sprühorgane (6), vorzugsweise Sprühköpfe ausgebildet sind, welche an einer geschlossenen Leitung (5) angeordnet sind, die durch Rohrleitungen mit einem Rohrbrunnen (8) zweckmäßig unter Zwischenschaltung einer Pumpe (7) in Verbindung stehen und daß das Wasser sammelnde Organ ein Kanal ist, der mit einem das Wasser in den Boden zurückführenden Organ (12) in Verbindung steht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das das Wasser in den Boden zurückführende Organ (12) ein Sickerbecken ist.

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