DE3031541A1

DE3031541A1 - Verfahren zur klimatisierung von gewaechshaeusern, glasgedeckten terassen etc.

Info

Publication number: DE3031541A1
Application number: DE19803031541
Authority: DE
Inventors: Günther 5628 Heiligenhaus Unger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-08-21
Filing date: 1980-08-21
Publication date: 1982-03-04
Also published as: DE3031541C2

Description

Verfahren zur Klimatisierung von Gewächshäusern. glas-
gedeckten Terrassen etc.
Beschreibung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Klimatisierung von Gewächshäusern, glasgedeckten Terrassen etc. mit für die Sonnenstrahlung durchlässigen Dächern oder Scheiben.
In unklimatisierten Gewächshäusern, Terrassen, Schwimmbadhallen etc. kommt es wegen einer zu hohen Sonneneinstrahlung im Sommer häufig zu überhöhten Temperaturen.
Diese treten insbesondere dort auf, wo die Sonnenstrahlung auftrifft, bei Gewächshäusern z.B. in der obersten Regalebene, bei Terrassen und Schwimmbadhallen auf den Fliesen.
Auch eine verstärkte Lüftung ist nicht in der Lage die örtlich überhöhten Temperaturen ausreichend zu senken.
Auch bei gelüfteten Gewächshäusern kann daher ein Verbrennen der obersten Pflanzen erfolgen.
Es ist bekannt, die Sonnenstrahlung durch Vorhänge, Jalousetten etc. auszuschließen. Die bekannten Verfahren haben jedoch den Nachteil, daß sie keine Nutzung der Sonnenenergie erlauben und daß sie eine Aufheizung der Dächer oder Scheiben, die dann ihrerseits Wärme abstrahlen, nicht verhindern. Darüberhinaus sind sie nicht oder nur schlecht automatisierbar.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein leicht automatisierbares Klimatisierungsverfahren für Gewächshäuser etc. und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, das die Nutzung der einfallenden Sonnenstrahlungs-Energie erlaubt und eine Aufheizung auch der Gewächshaus scheiben verhindert.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß während derzeit zu hoher Sonneneinstrahlung die Sonnenstrahlung gesteuert in den Dächern oder Scheiben absorbiert und aus den Dächern oder Scheiben abgeführt wird. Durch die Absorption der Sonnenstrahlung in den Dächern oder Scheiben wird erreicht, daß die Strahlung nicht innerhalb des Gewächshauses etc. auf die Pflanzen oder auf den Boden auftreffen kann, so daß lokale Ubertemperaturen mit Sicherheit vermieden werden. Durch laufende Wärmeabfuhr wird auch eine Aufheizung der Dächer-oder Scheiben vermieden, so daß das Gewächshaus etc. vorteilhaft als ganzes klimatisiert ist.
In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die absorbierte Wärmemenge durch eine Flüssigkeit abgeführt wird. Die Abfuhr der Wärmemenge durch eine Flüssigkeit ist besonders leicht und einfach zu verwirklichen. Der Energieaufwand zur Bewegung der Flüssigkeit ist nur gering, eine Rückkühlung, falls im geschlossenen Kreislauf gearbeitet werden soll, ist einfach möglich. Als Flüssigkeit bietet sich aus Kostengründen insbesondere Wasser an, es können in geschlossenen Kreisläufen aber auch klare Wärmeträger öl verwendet werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Flüssigkeit auch als Absorptionsmedium dient.
Hierdurch wird vorteilhaft ein Wärmetauschsystem an den Dächern oder Scheiben vermieden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Absorptionsgrad der Flüssigkeit gesteuert verändert wird. Durch die Veränderung des Absorptionsgrades ist es vorteilhaft möglich, die Absorption und Wärmeableitung der eingestrahlten Energiemenge je Zeiteinheit anzupassen.
Z.B. kann im Anschluß an die Morgenstunden, wenn die Energie der Sonneneinstrahlung zunimmt, eine allmähliche Erhöhung -des Absorptionsvermögens der Flüssigkeit bis gegen Mittag erfolgen, um dann anschließend entsprechend der verminderten Einstrahlung wieder heruntergeregelt zu werden. So kann mit Hilfe der erfindungsgemäßen Klimatisierung über eine Flüssigkeit mit variablem Absorptionsvermögen tatsächlich eine gleichmäßige Innentemperatur eines Gewächshauses etc. über den Tagesverlauf erreicht werden.
In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Absorptionsgrad durch den Zusatz von Farbstoff verändert wird. Durch den Zusatz von Farbstoff, z.B. schwarzen Farbstoff, ist es möglich, das Absorptionsvermögen der Flüssigkeit leicht und einfach auf die gewollte Größe einzustellen. Dabei können gezielt unerwünschte Spektren aus dem Sonnenlicht herausgefiltert werden, so daß nur eine für den Pflanzenwuchs besonders günstige Strahlung in das Gewächshaus gelangt. Die Ableitung der absorbierten Wärme wird durch den Farbstoff nicht negativ beeinflußt.
In anderer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Absorptionsgrad durch den Zusatz von Feststoffen in Granulat- oder Pulverform verändert wird. Durch die Zugabe von Feststoffen in dosierter Menge kann ebenfalls das Absorptionsvermögen der Flüssigkeit gesteuert verändert und der Wärmeabfluß noch verbessert werden. Als Feststoff kommt insbesondere Kunststoffgranulat in Frage, es können aber auch dünne, leichte Metallplättchen o.ä.
verwendet werden, z.B. wenn ein zusätzlicher Reflektionseffekt erreicht werden soll. Hier ist beispielsweise Aluminiumfolie einsetzbar. Durch Granulate mit hohem Wärmeaufnahmevermögen wird die abführbar Wärmemenge.erhöht, so daß mit einer geringeren Blüssigkeitsmenge gearbeitet oder aber die Umlaufgeschwindigkeit der Flüssigkeit verringert werden kann.
In Ausgestaltung- der Erfindung ist vorgesehen, daß die wärmeabsorbierende Flüssigkeit im geschlossenen Ereislauf umläuft und durch einen Wärmetauscher zurückgekuhlt wird. Die Ausgestaltung mit einem geschlossenen Kreislauf ist besonders kostengünstig, da so kein dauernder Wasserbedarf besteht. Darüberhinaus kann sichergestellt werden, daß die Flüssigkeit keine unerwunschten Bestandteile enthält, so daß sich in den doppelwandigen Scheiben kein Schmutz absetzt oder Algenbewuchs auftritt.
In Ausgestaltung der Erfindung ist dabei vorgesehen, daß der Wärmetauscher die der Flüssigkeit entnommene Wärme einem Wärmespeicher zuführt. Durch die Speicherung der Wärme ist es möglich, das Gewächshaus etc. in der Zeit in de-r durch Abstrahlung die Temperatur zu weit absinken würde, energiesparend zu beheizen. So kann tatsächlich eine Tag und Nacht gleichmäßige Temperatur erreicht und das Wachstum der Pflanzen etc0 erheblich verbessert werden. Es ist dabei vorgesehen, daß als Wärme speicher der Speicher oder die Erdwärmeentnahmeleitungen eines Wärmepumpensystems verwendet werden. Auf diese Art und Weise ist es besonders einfach möglich, die erfindungsgemäße Klimatisierung zu erreichen, da so sowohl das Pumpensystem als auch das Wärmespeichersystem einer Wärmepumpenanlage genutzt werden kann. So ist es möglich, Gewächshäuser, Terrassen Schwimmhallen etc. ganzjährig energiesparend auf einem genau einhaltbaren Niveau zu klimatisieren.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Klimatisierung von Gewächshäusern, glasgedeckten Terrassen etc. mit für die Sonnenstrahlung durchlässigen Dächern oder Scheiben ist vorgesehen, daß die Dächer oder Scheiben ganz oder teilweise doppelwandig ausgebildet sind und der Raum zwischen den Wandungen mit einer wärmeabsorbierenden Flüssigkeit gefüllt ist. So kann das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft durchgeführt werden.
Es ist weiterhin vorgesehen, daß die Flüssigkeit einen Wärmeabsorptionsstoff, vorzugsweise in Granulat- oder Pulverform, aufweist. So kann erfindungsgemäß das Absorptionsvermögen der Flüssigkeit und die Wärmeabfuhr verbessert und die Steuerbarkeit der Klimatisierung erleichtert werden.
In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Wärmeabsorptionsstoff ein vorzugsweise schwarzes Kunststoffgranulat ist. Ein Kunststoffgranulat hat sich als besonders vorteilhaft undverstopfungsfrei arbeitend herausgestellt. Es kann leicht und einfach zugegeben und auch wieder aus dem Flüssigkeitskreislauf entnommen werden.
Die schwarze Farbe erhöht die Absorptionsfähigkeit der Flüssigkeit erheblich. Des weiteren ist von Vorteil, daß das Granulat aus weichem Kunststoff, z.B. PVC, in seinem spezifischen Gewicht etwas unter 1 liegt, so daß die Entnahme des zugegebenen Granulats einfach aus einer Schwimmschicht heraus erfolgen kann. Des weiteren erhöht die Schwimmfähigkeit die natürliche Konvektion der Flüssigkeit, so daß die Pumpleistung verringert werden kann. Es ist dafür lediglich darauf zu achten, daß die Flüssigkeit während ihrer Aufheizung eine von unten nach oben gerichtete Bewegung in den Scheiben durchführt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die doppelwandigen Dächer oder Scheiben in einzelne Strömungskanäle unterteilt sind. Hierdurch werden vorteilhaft strömungstote Ecken in den Dächern oder Scheiben vermieden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß auf den Dächern oder Scheiben durchscheinende Eunststoffschläuche angeordnet sind. Diese Ausbildung der Erfindung ist besonders vorteilhaft, wenn ein bestehendes Gewächshaus etc. nachträglich mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens klimatisiert werden soll. Auf den Einbau von doppelwandigen Scheiben oder Kunststoffprofilen kann verzichtet werden. Es ist lediglich notwendig, die zu klimatisierenden Scheiben mit den Kunststoffschläuchen zu belegen.
Weiterhin ist in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß sie einen Selektiv-Filter oder eine Feststofffangvorrichtung sowie eine Wärmeabsorptionsstoff-Zugabevorrichtung aufweist und daß die doppelwandigen Dächer oder Scheiben im geschlossenen Kreislauf mit einem Wärmetauscher, insbesondere einem Plattenwärmetauscher verbunden sind.
So kann das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft durchgeführt werden. Der Filter wird vorzugsweise dann benutzt, wenn die zugegebenen Feststoffteilchen schwerer als die Flüssigkeit sind, während die Feststofffangvorrichtung bei einem Kunststoffgranulat, das leichter als Wasser ist, verwendet wird. Hier ist eine einfache Abschöpfung, bzw. ein einfaches Heben oder Senken von Fangzäunen ausreichend, da sich das Kunststoffgranulat selbsttätig durch Aufschwimmen sammelt.
Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher erläutert, aus denen weitere vorteilhafte Einzelheiten entnehmbar sind.
Die Zeichnungen zeigen im einzelnen in: Fig. 1 ein schematisiertes Gewächshaus, Fig. 2 ein Dach- oder Wandelement mit eingeformten Flüssigkeitsleitkanälen, Fig. 3 Kunststoffgranulat in Form kleiner Zylinder, Fig. 4 Granulat in Form von Metallplättchen, Fig. 5 Kunststoffgranulat ohne ausgeformte Oberfläche.
In Fig. 1 bezeichnet 1 das Gewächshaus, das mit flüssigkeitsgefüllten Elementen 2 im Einstrahlungsbereich der Sonne-bedeckt ist. Die flüssigkeitdurchströmten Elemente 2 sind untereinander und mit nicht näher dargestellten Leitungen so verbunden, daß alle Elemente gleichmäßig durchströmt werden. Die abgeführte Wärmemenge wird in dem Speicher 3 oder in dem Erdwärmeteil einer Wärmepumpenanlage mit der Zuleitung 5 und der Rückleitung 4 gespeichert. Der Speicher 3 bildet vorteilhaft mit der Pumpanlage sowie der Granulat- Zugabe und -Entnahmevorrichtung eineBaueinheit, so daß sich eine kompakte, komplett vormontierbare Einheit ergibt, die auch die Meß- und Regelgeräte für das automatische Einhalten einer gleichmäßigen Temperatur enthält Fig. 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Dach- oder Fensterelement 6, das doppelwandig ausgeführt ist und in seinem Inneren zur Vermeidung strömungstoter Zonen einzelne Kanäle 7 aufweist.
Die Figuren 3, 4 und 5 zeigen verschiedene Arten von Granulat, Fig. 3 kleine extrudierte Zylinder, z.B. aus PVO, und Fig. 5 Körper, wie sie z.B. bei einem Sprühverfahren entstehen. Die Körper in Fig. 5 haben dabei den Vorteil einer rel. großen Oberfläche und damit eines guten Wärmeübergangs von der Flüssigkeit in das Granulat.
Ihre Oberfläche ist jedoch nicht glatt, so daß sie sich an Rohrverzweigungen etc. leichter absetzen als das Granulat nach Fig. 3. Fig. 4 zeigt kleine Metallplättchen, z.B. aus dünnem Aluminiumblech, die verwendet werden, wenn zumindest zeitweise während des Tages zusätzlich zur Absorption auch eine Reflektion erwünscht ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht nur für die Klimatisierung von Gewächshäusern, Terrassen und Schwimmbadhallen etc. geeignet, sondern kann erfindungsgemäß überall dort eingesetzt werden, wo eine gesteuerte Absorption der Sonneneinstrahlung und/oder der Ausnutzung ihrer Energie erreicht werden soll.

Claims

Verfahren zur Elimatisierung von Gewächshäusern, glasgedeckten Terrassen etc.

'1. Verfahren zur Klimatisierung von Gewächshäusern, glasgedeckten Terrassen etc. mit für die Sonnenstrahlung durchlässigen Dächern oder Scheiben, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Sonneneinstrahlung während der Zeit zu hoher Sonneneinstrahlung in den Dächern oder Scheiben (2) gesteuert absorbiert und aus den Dächern oder Scheiben (2) abgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die absorbierte Wärmemenge durch eine Flüssigkeit abgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Flüssigkeit auch als Absptionsmedium dient.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Absorptionsgrad der Flüssigkeit gesteuert verändert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Absorptionsgrad durch den Zusatz von Farbstoff verändert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Absorptionsgrad durch den Zusatz von Fest stoff in Granulat oder Pulverform verändert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die wärmeabsorbierende Flüssigkeit im geschlossenen Kreislauf umläuft und durch einen Wärmetauscher zurückgekühlt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Wärmetauscher die der Flüssigkeit entnommene Wärme einem Wärmespeicher zuführt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als Wärme speicher der Speicher oder das Erdwärmeentnahmesystem (4,5) eines Wärmepumpensystems verwendet wird.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Klimatisierung von Gewächshäusern, glasgedeckten Terrassen etc. mit für die Sonnenstrahlung durchlässigen Dächern oder Scheiben, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Dächer oder Scheiben (2) ganz oder teilweise doppelwandig ausgebildet sind und der Raum zwischen den Wandungen mit einer wärmeabsorbierenden Flüssigkeit gefüllt ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, d a d u r c h g e -k e n n z ei c h ne t, daß die Flüssigkeit einen Wärmeabsorptionsstoff, vorzugsweise in Granulat- oder Pulverform, aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Wärmeabsorptionsstoff ein vorzugsweise schwarzes Kunststoffgranulat ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 10, 11 oder 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die doppelwandigen Dächer oder Scheiben in einzelne Strömungskanäle (7) unterteilt sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 10, 11, 12 oder 13, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß auf den Dächern oder Scheiben (2) durchscheinende Kunststoffschläuche angeordnet sind.
15. Vorrichtung nach einem der vorhergeheninAnsprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die doppelwandigen Dächer oder Scheiben (2) in geschlossenem Kreislauf mit einem Wärmetauscher, insbesondere einem Plattenwärmetauscher, verbunden sind.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß sie einen Selektivfilter oder eine Beststofffangvorrichtung sowie eine Wärmeabsorptionsstoff-Zugabevorrichtung aufweist.