DE69026135T2

DE69026135T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Verminderung der Heizbelastung eines Gewächshauses

Info

Publication number: DE69026135T2
Application number: DE69026135T
Authority: DE
Inventors: Gad Assaf; Benjamin Doron
Original assignee: Ormat Industries Ltd
Current assignee: Ormat Industries Ltd
Priority date: 1989-05-11
Filing date: 1990-05-08
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2010-05-09
Also published as: JPH0387121A; ATE135878T1; EP0397458B1; IL94307A; EP0397458A1; DE69026135D1; AU642413B2; CA2015839A1; JPH0728615B2; AU5476190A; IL94307A0

Description

Diese Anmeldung betrifft im allgemeinen eine Vorrichtung für die Reduzierung der Wärmebelastung eines Gewächshauses während der Zeit der niedrigen Lichtintensität. und insbesondere betrifft sie die Reduzierung der Wärmebelastung eines Gewächshauses in der Nacht.
Landwirtschaftliche Produkte, wie beispielsweise Gemüse und Blumen, wachsen in der ganzen Welt in großem Umfang in Gewächshäusern. Während der Tageslichtstunden führen die landwirtschaftlichen Produkte, die in einem Gewächshaus wachsen, Wasserdampf in das Gewächshaus ein und ziehen Kohlendioxid aus der darin befindlichen Luft heraus. Oftmals ist die Zuführung von Wärme in ein Gewächshaus auf täglicher Basis in Abhängigkeit vom geografischen Ort und der Jahreszeit erforderlich. An bestimmten Orten wird die Wärme nur in der Nacht benötigt.
Um die Wärmebelastung eines Gewächshauses zu reduzieren, wird konventionell das Gewächshaus mit einer Kunststoffolie abgedichtet, um eine vernünftig isolierte Konstruktion zu einem angemessenen Preis zu erhalten. Diese Situation wird in Fig. 1 veranschaulicht, die die Anordnung eines konventionellen Raumheizkörpers in einem Gewächshaus für den Zweck der Erwärmung des Gewächshauses zeigt. Eine verbesserte Anordnung wird in Fig. 2 gezeigt, bei der das Gewächshaus mit einer Kunststoffolie doppelt isoliert ist. Ungeachtet des Grades der Isolierung zeigt die Erfahrung, daß die Pflanzen in beheizten Gewächshäusern in der Nacht oftmals wärmer sind als die Umgebungstemperatur außerhalb des Gewächshauses, und das Feuchtigkeitsniveau im Inneren des Gewächshauses ist infolge der Verdunstungsgeschwindigkeit der Pflanzen sogar in ihrem Ruhezustand unter den Bedingungen einer niedrigen Lichtintensität beträchtlich erhöht. Je sicherer ein Gewächshaus abgedichtet ist, desto größer ist die Verstärkung des Kondensationswärmeflusses zu den Wänden des Gewächshauses und den kalten Abschnitten der Pflanzen. Um die Pflanzenkrankheiten infolge der hohen Feuchtigkeitsbedingungen zu verhindern, wird die Beseitigung des überschüssigen Wasserdampfes durch eine periodische Entlüftung des Gewächshauses während der Nacht bewirkt. Derartige Bedingungen treten ebenfalls in den Zeiten einer ziemlich kalten Witterung auf, wenn die Lichtintensität niedrig ist.
Während der Entlüftung eines Gewächshauses wird die aufsteigende warme, feuchte Luft in der Nähe der Decke des Gewächshauses durch eine selektiv bedienbare Lüftungsöffnung in der Decke entfernt, wobei diese Luft durch die kältere, dichtere Außenluft ersetzt wird, die zum Fußboden und zu den Pflanzen im Gewächshaus hin strömt. Die Feuchtigkeit im Inneren des Gewächshauses wird auf diese Weise reduziert, aber auf Kosten der Reduzierung der Temperatur im Inneren des Gewächshauses. Um eine geeignete Temperatur für die wachsenden Pflanzen beizubehalten, werden Heizkörper bereitgestellt und betrieben, um die Innentemperatur des Gewächshauses auf ein geeignetes Niveau zurückzubringen. Oftmals wird das Erwärmen der eingeschlossenen Luft ebenso wie das Entlüften periodisch während der Nacht oder solcher Zeiten wiederholt. auf die in Fig. 4 hingewiesen wird, bei der es sich um einen in starkem Maße idealisierten Zeitplan handelt, der das periodische Erwärmen und Abkühlen des Inneren eines derartigen Gewächshauses zeigt. Im Zeitplan wird im oberen Abschnitt der Fig. 4 der Betrieb des Heizkörpers gezeigt; und der Zeitplan im unteren Abschnitt der Fig. 4 zeigt die resultierenden periodischen Veränderungen der Feuchtigkeit und der Temperatur im Inneren des Gewächshauses auf der Basis, daß die Entlüftung periodisch erfolgt.
Aus der tatsächlichen Erfahrung geht hervor, daß die Wärmebelastung des Gewächshauses nicht beziehungslos ist. Das kann wahrgenommen werden, indem in Betracht gezogen wird, daß die feuchte Luft, die während der Entlüftung entfernt wird, eine beträchtliche Wärmemenge enthält, die an die Atmosphäre verlorengeht: die latente Wärme, die im entlüfteten Dampf enthalten ist, und die Eigenwärme in der Luft. Diese verlorengegangene Wärme muß durch einen Heizkörper ersetzt werden.
Die Wärmebelastung des Gewächshauses kann dadurch reduziert werden, daß Luft-Kühlsole-Dampf-Wärmetauscher mit direktem Kontakt in den Gewächshäusern für den Zweck der Reduzierung der Feuchtigkeit genutzt werden, und diese können in der nachfolgend beschriebenen Weise eingesetzt werden. Während des Tages wird die Kühlsole im Wärmetauscher hygroskopisch sein, weil der Dampfdruck in der Luft/Kühlsole-Grenzfläche bei einer bestimmten Temperatur niedriger sein wird als der Dampfdruck des Dampfes in der Luft bei der gleichen Temperatur. Diese Möglichkeit einer wirksameren Nutzung der latenten Kondensation des Dampfes in einem Gewächshaus wird im U.S.Patent Nr. 4707995, das am 24. November 1987 erteilt wurde, und im U.S.Patent Nr. 4819447, das am 11. April 1989 erteilt wurde, offenbart, wobei der Gegenstand dieser Patente hierin als Hinweis einbezogen wird. Diese Patente offenbaren die zeitweilige Speicherung der latenten Wärme, die durch die Kondensation des Dampfes auf der Kühlsole freigesetzt wird, in der Kühlsole, die in der geschlossenen Umhüllung vorhanden ist, und das Berühren der Luft in der geschlossenen Umhüllung mit der Kühlsole in der Nacht, wenn die Luft in der geschlossenen Umhüllung normalerweise kühler sein wird als die Kühl sole. Die Wärme, die während des Tages aus dem Gewächshaus herausgezogen und zeitweilig in der Kühlsole gespeichert wird, wird auf diese Weise in der Nacht zurück zur Luft in der geschlossenen Umhüllung durch eine Reduzierung der Eigenwärme der Kühlsole übertragen. Ein derartiger Weg kann ebenfalls während der Zeiten einer ziemlich kalten Witterung und ebenfalls während der Zeiten niedriger Lichtintensitäten eingeschlagen werden.
Wenn diese Verfahrensweise auch eine Reduzierung der Wärmebelastung des Gewächshauses bewirkt, so verstärkt sie ebenfalls die Möglichkeit, daß die im Gewächshaus eingesetzte Kühlsole in der Nacht auf einer derartigen Temperatur ist. daß die Kühlsole nicht hygroskopisch sein wird. Als Folge davon kann, während die Wärme. die aus dem Gewächshaus am Tag durch die Kondensation des Wasserdampfes auf der konzentrierten Kühlsole herausgezogen wird, gespeichert und in der Nacht der geschlossenen Umhüllung wieder zugeführt wird, eine zusätzliche Feuchtigkeit in der Nacht durch die Verdampfung des Wassers aus der Kühlsole in das Gewächshaus eingeführt werden. In einer derartigen Situation wäre eine Entlüftung in der Nacht erforderlich, um ebenfalls einen derartigen zusätzlichen Wasserdampf zu beseitigen, und um die Feuchtigkeit im Gewächshaus auf einem Niveau zu halten, das die verschiedenen Arten von Pflanzenkrankheiten verhindert.
Große Anstrengungen wurden beim Bestreben zur Reduzierung der Wärmebelastungen in Gewächshäusern, die durch die Notwendigkeit ihrer periodischen Entlüftung hervorgerufen werden, unternommen. Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine neue und verbesserte Vorrichtung für die Reduzierung der Wärmebelastung in einem Gewächshaus, insbesondere während der Zeiten niedriger Lichtintensitäten, zur Verfügung zu stellen. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Reduzierung der Wärmebelastung in einem Gewächshaus, das Pflanzen enthält, indem der Auftriebsstrom in der geschlossenen Umhüllung reduziert wird, bei dem es sich um die Geschwindigkeit des Luftflusses über das Pflanzendach infolge der thermischen (konvektiven) Luftströme in der geschlossenen Umhüllung handelt. Durch Versuche wurde ermittelt, daß die Verdunstung der Pflanzen in einer geschlossenen Umhüllung und daher die Menge der Feuchtigkeit der Pflanzen, die in die Luft eingeleitet wird. durch Reduzierung der Geschwindigkeit des konvektiven Flusses über das Pflanzendach hinweg reduziert werden kann.
Das US-A-4685617 offenbart eine Vorrichtung entsprechend dem beschreibenden Abschnitt des Anspruchs 1.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung zur Verfügung, wie sie im Anspruch 1 definiert wird.
Die Reduzierung des konvektiven Flusses über das ganze Dach hinweg wird durch Eliminieren oder bedeutendes Reduzieren der Entlüftung des Gewächshauses während der Zeiten niedriger Lichtintensitäten, wie beispielsweise in der Nacht, und durch Erwärmen und Trocknen der Luft im Gewächshaus während dieser Zeiten bewirkt.
Eine bevorzugte Ausführung der vorliegenden Erfindung wird in Fig. der beigefügten Zeichnungen offenbart, die zeigen:
Fig. 1 eine Darstellung eines konventionellen Gewächshauses. das mit den üblichen Maßnahmen zur Abdichtung versehen ist;
Fig. 2 eine Darstellung eines doppelt abgedichteten Gewächshauses in konventioneller Ausführung;
Fig. 3 ein Flußdiagramm das die Situation einer positiven Rückführung zeigt, die während der Zeiten niedriger Lichtintensitäten, wie beispielsweise in der Nacht, vorhanden ist, wodurch die Verdunstung der Pflanzen während derartiger Zeiten die Feuchtigkeit erhöht und eine Entlüftung erfordert, um die Feuchtigkeit zu reduzieren. wobei die Entlüftung die Zuführung von Wärme von einer äußeren Quelle erfordert, die selbst den konvektiven Wärmefluß durch das Pflanzendach verstärkt, was eine weitere Verdunstung fördert, und wobei eine weitere Verdunstung die Notwendigkeit einer weiteren Entlüftung mit sich bringt;
Fig. 4 zwei Diagramme, die die Wärmezyklen und die Feuchtigkeits- und Temperaturzyklen in einem Gewächshaus als Folge der periodischen Entlüftung und Erwärmung des Gewächshauses während der Zeiten niedriger Lichtintensitäten, wie beispielsweise in der Nacht, zeigen; und
Fig. 5 eine schematische Zeichnung eines Gewächshauses für den Zweck der Veranschaulichung der Steuerung der Umweltbedingungen in einer Vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

In Fig. 1 bezeichnet die Zahl 10 ein konventionelles Gewächshaus mit einer einzelnen Lage einer Kunststoffolie oder einer Glasisolierung, einer konventionellen Heizanlage 11 die sich auf der Bodenhöhe befindet. und einem konventionellen Entlüftungssystem in der Form einer selektiv bedienbare Klappe 12 in der Decke des Gewächshauses. Die Pflanzen 13 wachsen von der Bodenhöhe ausgehend im Gewächshaus. Für Bezugszwecke entsprechen im wesentlichen die gesamte Höhe der Pflanzen. die die Blumenknospen und die Blätter einschließen. wenn es sich um Blumen handelt. oder die gesamte Höhe der Früchte oder des Gemüses und der Blätter. wenn es sich um Obst oder Gemüse handelt. dem. was hierin nachfolgend als das "Pflanzendach" bezeichnet wird.
Vorzugsweise wird eine Steueranlage (nicht gezeigt) für den Zweck des selektiven Bedienens der Klappe 12 genutzt. um die Entlüftung des Gewächshauses zu bewirken. Wenn die Klappe geöffnet ist, steigt die warme, feuchte Luft in den oberen Bereichen des Gewächshauses durch die Öffnung in der Decke nach oben und wird durch die kühlere, dichtere und trockenere Luft ersetzt, die nach unten strömt.
Die Bezugszahl 15 in Fig. 2 zeigt ein gut isoliertes Gewächshaus, bei dem eine Doppellage 16 aus Kunststoffolie oder Glas eingesetzt wird. Diese Art von Gewächshaus ist im typischen Fall mit einer selektiv bedienbaren Deckenentlüftung 17 und einem Seiteneintritt 18 versehen. Ein Heizkörper 19 in Bodenhöhe wird bereitgestellt, um das Gewächshaus infolge seiner periodischen Entlüftung, um die Feuchtigkeit zu reduzieren, zu erwärmen.
Eine Untersuchung zeigte, daß in den Gewächshäusern, die in Übereinstimmung mit der in Fig. 1 gezeigten Ausführung gebaut wurden, ein relativ geringer Grad einer Entlüftung während der Zeiten niedriger Lichtintensitäten, wie beispielsweise in der Nacht, erforderlich ist, daß aber eine starke Kondensation an der Wand des Gewächshauses zu verzeichnen ist, und daß der Grad der Verdunstung der Pflanzen relativ hoch ist.
Bei Gewächshäusern, die so ausgeführt sind, wie es in Fig. 2 gezeigt wird, ist ein relativ hoher Grad an Entlüftung während der Zeiten niedriger Lichtintensitäten, wie beispielsweise in der Nacht, erforderlich, und der Verdunstungsgrad ist relativ hoch. In beiden Fällen ist die Wärmebelastung des Gewächshauses wegen der Entlüftung relativ groß, die erforderlich ist, um die Feuchtigkeit während derartiger Zeiten auf einem akzeptablen Niveau für die Gesundheit der Pflanzen zu halten. Eine derartige Entlüftung gibt die latente und die Eigenwärme aus dem Gewächshaus frei, die durch eine Erwärmung ersetzt werden müssen.
Die experimentelle Untersuchung zeigte, daß die Verdunstung der Pflanzen während der Zeiten niedriger Lichtintensitäten in starkem Maße mit dem Auftriebsstrom im Gewächshaus in Wechselbeziehung steht. Der Begriff "Auftriebsstrom" betrifft im allgemeinen die Geschwindigkeit des konvektiven Wärmeflusses der Luft durch das Pflanzendach. Technisch gesehen ist der Auftriebsstrom ein Maß für die mechanische kinetische Energie der Luft, die durch die thermische Konvektion über das Pflanzendach erzeugt wird, pro Mengeneinheit der Luft, wodurch die warme Luft nach oben steigt und die kalte Luft nach unten sinkt. Der Auftriebsstrom B wird erhalten durch:
(1) B =(g)
/T
worin sind:
g die Gravitationskonstante;
T die Lufttemperatur in der geschlossenen Umhüllung (K);
w' die Schwankung der radikalen Luftgeschwindigkeit w, wobei w = + w';
T' die Schwankung der Lufttemperatur T, worin T = + T';
der Mittelwert von X über der Zeit; und
gleich w' multipliziert mit T'. gemittelt über die Zeit.
Die Pflanzen in einem Gewächshaus in der Ausführung aus Fig. 1 werden mehr Wasserdampf erzeugen als die Pflanzen in einem Gewächshaus in der in Fig. 2 gezeigten Ausführung unter den Bedingungen einer niedrigen Lichtintensität in der gleichen Umgebung. Die konventionelle Verfahrensweise zur Reduzierung der Feuchtigkeit in den Gewächshäusern verschlimmert nur die Angelegenheit und erhöht den Heizungsbedarf der Gewächshäuser, wie aus dem Mechanismus der positiven Rückführung zu sehen ist, der in Fig. 3 veranschaulicht wird. Die Pflanzen erzeugen Wasserdampf während der Zeiten niedriger Lichtintensitäten, wie beispielsweise in der Nacht, wodurch die Feuchtigkeit auf ein ungesundes Niveau angehoben wird; eine Entlüftung des Gewächshauses ist erforderlich, um die Feuchtigkeit auf ein akzeptables Niveau zu reduzieren, wobei die latente Wärme, die in dem Dampf enthalten ist, der abgelassen wird, ebenso wie die Eigenwärme in sowohl dem Dampf als auch der Luft beseitigt werden; eine Erwärmung ist erforderlich, um die Wärme zu ersetzen, die durch die Entlüftung des Gewächshauses an die Atmosphäre verlorenging; und die Pflanzen werden angeregt, mehr Wasserdampf durch den konvektiven Luftfluß durch das Pflanzendach zu erzeugen, während sich die Luftströme im Gewächshaus im Anschluß an die Entlüftung und die Erwärmung stabilisieren. Fig. 4 zeigt die zyklische Beschaffenheit der Erwärmungs und Entlüftungszyklen eines Gewächshauses. Das Ergebnis ist eine Situation, die sich von selbst versorgt und zu einer zusätzlichen Belastung der Pflanzen und einer großen Wärmebelastung des Gewächshauses führt.
Es wurde ermittelt. daß das Problem das Ergebnis des Auftriebsstromes in den Gewächshäusern ist. Das heißt, der Auftriebsstrom in der Ausführung in Fig. 1 ist relativ größer als der Auftriebsstrom in der Ausführung der Fig. 2. Aus den tatsächlichen Versuchen ermittelte man, daß in gleichen Gewächshäusern mit den gleichen Umweltbedingungen der Auftriebsstrom des Gewächshauses. das weniger isoliert ist und daher eine stärkere Erwärmung erfordert. größer sein wird, und daß die Pflanzen mehr Wasserdampf erzeugen werden.
Die Reduzierung des Auftriebsstromes in einem Gewächshaus, d.h., die Reduzierung der Geschwindigkeit des Luftflusses über das Dach aus den wachsenden Pflanzen infolge der thermischen Luftströme während der Zeiten niedriger Lichtintensitäten, wird die Wärmebelastung des Gewächshauses während dieser Zeiten reduzieren. Um den Auftriebsstrom zu reduzieren, sollte das Gewächshaus gut isoliert werden (wodurch die Wärmemenge reduziert wird, die dem Gewächshaus zugeführt werden muß), die Feuchtigkeit sollte aus dem Gewächshaus durch einen Umwandler für die latente Wärme entfernt werden, wodurch die Notwendigkeit der Entlüftung des Gewächshauses verringert wird. Die Verdunstung der Pflanzen unter den Bedingungen der niedrigen Lichtintensitäten wird reduziert, wodurch eine Situation einer negativen Rückführung geschaffen wird, die die Wärmebelastung des Gewächshauses reduzieren wird.
Der Umwandler für die latente Wärme ist ein Luft-Kühlsole-Dampf- Wärmetauscher in der Ausführung, die in den U.S.Patenten Nr. 4707995, 4803846 oder 4819447 offenbart wird, oder in der Ausführung. die in den U.S.Patentanmeldungen der Serien-Nr. 780285. angemeldet am 26. September 1985. oder der Serien-Nr. 316915, angemeldet am 28. Februar 1989, offenbart wird, wobei alle deren Offenbarungen hierin als Hinweis eingeschlossen werden. Bei einem derartigen Wärmetauscher wird die konzentrierte Kühlsole in einem Behälter als dünner Film über einer Siebanordnung aufgebracht, durch die die Luft aus dem Gewächshaus hindurchgeht. Da er hygroskopisch ist, kondensiert der Wasserdampf in der Luft auf der Kühlsole, wobei er seine latente Wärme an die Kühlsole abgibt.
Vorzugsweise wird ein gut isoliertes Gewächshaus genutzt. Die Wärmetauscher werden während der Zeiten niedriger Lichtintensitäten, wie beispielsweise in der Nacht, betätigt. Während derartiger Zeiten werden die Heizkörper nach Bedarf betrieben, um die Temperatur auf dem gewünschten Niveau zu halten. Im Ergebnis dessen wird die Entlüftung des Gewächshauses auf ein Minimum gebracht. Die Luftströme durch das Pflanzendach werden wegen der Minimierung der Entlüftung auf ein Minimum gebracht. Folglich wird die Verdunstung der Pflanzen während dieser Zeiten minimiert, und die Wärmebelastung des Gewächshauses wird als Folge davon reduziert.
Die bevorzugte Ausführung des Wärmetauschers stimmt mit den Offenbarungen der vorangehend angegebenen Patente und Patentanmeldungen überein. Eine weitere Beschreibung derartiger Wärmetauscher, die in diesen Patenten offenbart werden, ist im Artikel "LHC - The Latent Heat Converter" ("LHC - Der Umwandler für latente Wärme") von G. Assaf enthalten, der in Heat Recovery Systems. Band 6. Nr. 5. S. 369-379, 1966 erschien, worauf wir uns hierin beziehen. Derartige Ausführungen von Wärmetauschern gestatten, daß die Belüftung und die Entlüftung der geschlossenen Umhüllung minimiert wird, und daß daher der Auftriebsstrom minimiert wird, weil sich, wenn die Entlüftung minimiert wird, die erwärmte Luft in der geschlossenen Umhüllung an der Oberseite der geschlossenen Umhüllung sammeln wird. Um seinen Wirkungsgrad zu verbessern, kann der Umwandler für die latente Wärme mit einer Einrichtung ergänzt werden, die als Nachtwärmedämmschirm bezeichnet wird, wobei es sich um eine zusätzliche Isolationsschicht handelt, die in der Nacht auf die geschlossene Umhüllung gebracht wird, um einen zusätzlichen Wärmeschutz gegen einen Wärmeverlust bereitzustellen.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird ein Wärmetauscher eingesetzt, der dem gleicht, der im U.S.Patent Nr. 4803846 offenbart wird. Wie in Fig. 5 gezeigt wird, wird die Kühlsole im Behälter 118 zum Luft- Kühlsole-Dampf-Wärmetauscher 50 (als Kühlsolenbrause gezeigt) gepumpt, durch den die Luft im Gewächshaus 138, das vorzugsweise gut isoliert ist, aufgrund des Betriebes des Gebläses 51 hindurchgeht. Nach dem Berühren der Luft und dem Absorbieren des Wasserdampfes in der Luft kehrt die Kühlsole zum Behälter 118 zurück. Der Luft in der geschlossenen Umhüllung wird Wärme zugeführt, wenn erforderlich, indem der geschlossene Wärmetauscher 52 im Weg der Luft, die den Wärmetauscher 50 verläßt, bereitgestellt wird, wobei der Wärmetauscher 52 mit heißem Wasser vom Heißwasserspeicher 40 versorgt wird, das benutzt wird, um die verdünnte Kühlsole zu regenerieren.
Der Regenerationsvorgang wird durchgeführt. indem die verdünnte Kühlsole, die im Behälter 118 gesammelt wird, mit der Luft in Berührung gebracht wird, die aus der geschlossenen Umhüllung durch den Betrieb des Gebläses 57 über die Entlüftungsöffnung 60 an die Atmosphäre abgegeben wird. Die Kühlsole wird mit der Luft bei 56 in Berührung gebracht, nachdem die Luft auf eine Temperatur über der der Kühlsole durch den Wärmetauscher 54 erwärmt wurde, der mit Wasser vom Heißwasserspeicher 40 versorgt wird. Das Ergebnis ist, daß die verdünnte Kühlsole Wasser an die Luft abgibt und konzentriert wird, bevor sie zum Behälter 118 zurückgeführt wird. Vorzugsweise werden der Behälter 55 und die Pumpe 53 bereitgestellt, um eine relativ hohe Strömungsgeschwindigkeit (etwa 1000 Liter pro Stunde) der Kühlsole im Luft-Kühlsole-Dampf-Wärmetauscher 56 mit direktem Kontakt zu sichern, wobei die konzentrierte Kühlsole zum Behälter 118 über die Überlaufleitung 61 zurückgeführt wird. Die Wärme, die in der Luft enthalten ist, die abgelassen wird, wird entzogen und der geschlossenen Umhüllung durch das Vorhandensein einer Wärmetauschfläche 58, die auf einer Seite von der Luft in der geschlossenen Umhüllung berührt wird, und einer Wärmetauschfläche 62, die als Luftwärmetauscher wirkt, zurückgeführt, um die Wärme auf die Luft zu übertragen, die in die geschlossene Umhüllung eintritt. Auf diese Weise wird die Luft, die in die geschlossene Umhüllung gelangt, um die Luft zu ersetzen, die vorzugsweise nur durch den Regenerator abgezogen wird, erwärmt; und der Auftriebsstrom wird reduziert. Vorzugsweise ist die Strömungsgeschwindigkeit der Luft in der geschlossenen Umhüllung über die Wärmetauschfläche 58 relativ hoch (beispielsweise etwa 10000 kg/h), und ein Lüfter (nicht gezeigt) wird vorzugsweise eingesetzt, um den Fluß der Luft in der geschlossenen Umhüllung zu verstärken. Ein derartiger Fluß über die Fläche 58 ist größer als die Strömungsgeschwindigkeit der Luft, die den Regenerator verläßt und über die Wärmetauschfläche 62 strömt (beispielsweise etwa 2000 kg/h).
Vorzugsweise befindet sich der Lufteintritt in die geschlossene Umhüllung im oberen Abschnitt der geschlossenen Umhüllung, um den Auftriebsstrom weiter zu reduzieren. Bei Abwandlungen könnten die geschlossenen Wärmetauscher 52 und 54 eliminiert werden, und die Erwärmung kann durch Verwendung der Abgase bewirkt werden, wie im US-A-4803846 gezeigt wird.
Wenn sich die vorangegangene Beschreibung auch auf die Nachtzeit als Beispiel für die Zeit einer niedrigen Lichtintensität bezieht, ist die vorliegende Erfindung speziell für andere Tageszeiten mit niedriger Lichtintensität anwendbar, wie sie beispielsweise während der Zeiten einer kalten. bewölkten, nebligen oder regnerischen Witterung, usw. auftreten können.
Die Vorteile und die verbesserten Ergebnisse, die durch die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung gebracht werden, sind aus der vorangegangenen Beschreibung der bevorzugten Ausführung ersichtlich. Verschiedene Veränderungen und Modifizierungen können vorgenommen werden, ohne daß man vom Bereich der Erfindung abweicht, wie er in den beigefügten Patentansprüchen beschrieben wird.

Claims

1. Vorrichtung, die ein Gewächshaus (20; 138) aufweist, das wachsende Pflanzen (22) enthält, die ein Pflanzendach innerhalb des Gewächshauses abgrenzen, wobei die Vorrichtung umfaßt:

a) eine Trocknungseinrichtung, die einen ersten Luft-Kühlsole-Dampf- Wärmetauscher (50) aufweist, bei dem die Luft im Gewächshaus (138) mit der konzentrierten Kühlsole, die von einem Behälter (118) zugeführt wird, in Berührung kommt, wodurch die Luft getrocknet wird und eine verdünnte Kühlsole erzeugt wird, die zum Behälter zurückgeführt wird;

b) eine Heizvorrichtung für das Gewächshaus. um die Luft im Gewächshaus zu erwärmen; und

c) eine Entlüftungseinrichtung (57, 60) für das Absaugen der Luft aus dem Gewächshaus in die Atmosphäre;

dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem umfaßt:

d) einen zweiten Luft-Kühl sole-Dampf-Wärmetauscher (56), der mit der Kühlsole vom Behälter (118) versorgt wird. und der mit der aus dem Gewächshaus abgesaugten Luft in Berührung zu kommen; und

e) eine Einrichtung (54) für die Erwärmung der abgesaugten Luft, bevor sie mit dem zweiten Wärmetauscher (56) in Berührung kommt;

f) wobei der zweite Wärmetauscher (56) so konstruiert und angeordnet ist, daß die erwärmte Luft das Wasser aus der Kühlsole verdampft, mit der es zu einer Berührung kommt, um diese zu konzentrieren, bevor die Kühlsole zum Behälter (118) zurückgeführt wird, und um die Feuchtigkeit der abgesaugten Luft zu erhöhen;

g) wobei die Vorrichtung so funktioniert, daß die Geschwindigkeit des konvektiven Wärmeflusses der Luft durch das Pflanzendach während der Zeit der niedrigen Lichtintensität reduziert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, die eine Wärmetauschereinrichtung (58; 62) umfaßt, die mit der abgesaugten befeuchteten Luft in Berührung kommt, um die darin enthaltene Wärme zum Gewächshaus zurückzubringen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der erste Wärmetauscher (56) so konstruiert und angeordnet ist, daß er unter den Bedingungen einer konstanten Enthalpie funktioniert.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Gewächshaus ein gut isoliertes Gewächshaus ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die eine zusätzliche Isolationsschicht umfaßt, die auf das Gewächshaus aufgebracht werden kann, um einen zusätzlichen Wärmeschutz gegen einen Wärmeverlust während der Zeit der niedrigen Lichtintensität zur Verfügung zu stellen.