EP3873194A1

EP3873194A1 - Klimazelle zur pflanzenaufzucht mit optimiertem klimasystem

Info

Publication number: EP3873194A1
Application number: EP19801247.8A
Authority: EP
Inventors: Markus HÄSSLER-MARAUN; Torsten Menzel; Andreas Maul; Timm RÖSSEL; Frank Winters; Mark Korzilius
Original assignee: Viessmann Refrigeration Solutions GmbH; &Ever GmbH
Current assignee: Viessmann Refrigeration Solutions GmbH; &Ever GmbH
Priority date: 2018-11-02
Filing date: 2019-11-04
Publication date: 2021-09-08
Also published as: WO2020089479A1; JP2022505558A; CN113329621B; SG11202103915YA; CA3117431A1; CN113329621A; US20220000045A1

Abstract

Abgeschlossene Klimazelle (100) zur Pflanzenaufzucht in mehreren übereinander angeordneten Lagen (10), wobei jede Lage (10) jeweils mindestens ein Pflanzenaufzuchtbehältnis (11) und eine darüber angeordnete Beleuchtungsplattform (12) aufweist, wobei mittels eines Lüftungsaggregats (15) eines ersten Klimasystems (13a) ein Klima in einem ersten Aufzuchtbereich (14a) innerhalb der Klimazelle (100) geregelt wird, wobei dass das erste Klimasystem (13a) mindestens einen sich in Höhenrichtung erstreckenden und innerhalb der Klimazelle (100) angeordneten Luftsack (16) aufweist, welcher zur Luftzufuhr zu den einzelnen Lagen (10) im ersten Aufzuchtbereich (14a) ausgebildet ist.

Description

KLIMAZELLE ZUR PFLANZENAUFZUCHT MIT OPTIMIERTEM

KLIMASYSTEM

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine abgeschlossene Klimazelle zur Pflanzenaufzucht in mehreren übereinander angeordneten Lagen, wobei jede Lage jeweils mindestens ein Pflanzenaufzuchtbehältnis und eine darüber angeordnete Beleuchtungsplattform aufweist. Mittels eines Lüftungsaggregats eines ersten Klimasystems wird ein Klima in einem ersten Aufzuchtbereich innerhalb der Klimazelle geregelt.

Bekannt ist die Aufzucht von Pflanzen in Gewächshäusern. Dabei war es üblich, künstliches Licht in den Abendstunden und Wintermonaten einzusetzen, um das Wachstum der Pflanze zu forcieren. Aufgrund der Weiterentwicklung LED- basierter Leuchtmittel können nunmehr stromintensive Leuchtmittel ersetzt werden und aufgrund der vergleichsweise geringen Wärmeentwicklung in unmittelbarer Nähe zur Pflanze positioniert werden. Dies ermöglicht wiederum die Anordnung mehrerer Lagen übereinander, wobei Pflanzbereiche vertikal übereinander angeordnet und dazwischen dauerhaft künstliches Licht installiert wird.

Stand der Technik

In der DE 1 928 939 A wird eine Klimakammer zur Aufzucht von Pflanzen in

Innenräumen beschrieben. Die DE 1 778 624 A beschreibt eine Vorrichtung zum Konditionieren von Luft für eine Klimakammer.

In der DE 10 2016 121 126 B3 wird eine klimatisch abgeschlossene Klimazelle zur Aufzucht von Pflanzen in Innenräumen beschrieben, wobei mehrere Behältnisse in mindestens zwei Lagen innerhalb der Klimazelle übereinander angeordnet sind. Jedes Behältnis weist einen Aufnahmebereich mit einem flächig angeordneten Substrat zur Aufnahme der Pflanzen und/oder zur Aufnahme von Saatgut auf, wobei das Behältnis einen den Aufnahmebereich umfänglich umschließenden Rahmen aufweist.

Darstellung der Erfindung: Aufgabe. Lösung. Vorteile

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine abgeschlossene Klimazelle zur Pflanzenaufzucht in mehreren übereinander angeordneten Lagen in Bezug auf die Klimatisierung im Inneren der Klimazelle derart zu verbessern, dass eine optimale und flexibel steuerbare Luftzufuhr für die Pflanzen in den einzelnen Lagen bereitgestellt werden kann.

Erfindungsgemäß ist hierfür eine abgeschlossene Klimazelle zur Pflanzenaufzucht in mehreren übereinander angeordneten Lagen vorgesehen, wobei jede Lage jeweils mindestens ein Pflanzenaufzuchtbehältnis und eine darüber angeordnete Beleuchtungsplattform aufweist. Mittels eines Lüftungsaggregats eines ersten Klimasystems wird ein Klima in einem ersten Aufzuchtbereich innerhalb der Klimazelle geregelt. Das erste Klimasystem weist mindestens einen sich in Höhenrichtung der Klimazelle erstreckenden und innerhalb der Klimazelle angeordneten Luftsack auf, welcher zur Luftzufuhr zu den einzelnen Lagen im ersten Aufzuchtbereich ausgebildet ist. Unter einer abgeschlossenen Klimazelle wird erfindungsgemäß eine sechsseitig geschlossene Klimazelle zur Aufzucht von Pflanzen im Innenraum verstanden. Mittels des Klimasystems wird das Klima im Inneren der abgeschlossenen Klimazelle den Bedürfnissen der Pflanzen, auch in Abhängigkeit der jeweiligen Wachstumsphase, angepasst beziehungsweise entsprechend geregelt. Hierfür werden insbesondere die Temperatur, die Luftfeuchte, der Kohlendioxidgehalt und die Strömungsgeschwindigkeit der Luft geregelt. Ein Vorteil der abgeschlossenen Klimazelle ist dabei insbesondere, dass im Vergleich zu herkömmlichen Anbaumethoden weniger Wasser verbraucht wird, da im abgeschlossenen System nicht viel Feuchtigkeit entweicht und somit weniger Wasser für die Pflanzen zugegeben werden muss.

Die Pflanzenaufzuchtbehältnisse können wannenförmig ausgebildet sein und weisen einen oder mehrere Aufnahmebereiche für Pflanzen oder das Saatgut auf. Auch könnten mehrere Pflanzenaufzuchtbehältnisse nebeneinander in einem wannenförmigen Träger angeordnet sein. Im Aufnahmebereich eines jeden Pflanzenaufzuchtbehältnisses ist ein Substrat angeordnet, auf welchem das Saatgut oder die Pflanze sitzt. Die entsprechende Nährstofflösung wird vorzugsweise unterhalb des Substrats entlanggeleitet.

Die Beleuchtungsplattform weist vorzugsweise im Wesentlichen dieselben äußeren Abmessungen wie das Pflanzenaufzuchtbehältnis oder der Träger mit mehreren nebeneinander angeordneten Pflanzenaufzuchtbehältnissen auf. Jede Beleuchtungsplattform kann mehrere Beleuchtungsmittel, insbesondere LEDs sowie auch optional Sensoren und/oder Kameras aufweisen. Bevorzugterweise können die Beleuchtungsmittel auch aus Hybridlicht bestehen, also aus Tageslicht und künstlich erzeugtem Licht gemischt sein. Das Tageslicht kann beispielsweise über Spiegel und Glasfasern in die abgeschlossene Klimakammer gleitet und dort verteilt werden. Sensoren können die Stärke und Zusammensetzung des Tageslichts messen und die Beleuchtungsmittel dahingehend steuern, dass im Spektrum des Tageslichts fehlende Komponenten ergänzt werden, beispielsweise über LEDs. Mittels der Beleuchtungsmittel kann die Beleuchtung an die Bedingungen der Pflanze abhängig von der aktuellen Wachstumsphase eingestellt werden. Hierfür können die Beleuchtungsplattformen beziehungsweise die Beleuchtungsmittel der Beleuchtungsplattformen vorzugsweise automatisiert angesteuert werden. Mittels der optionalen Sensoren und/oder Kameras kann der Ist-Zustand des Klimas im Inneren der abgeschlossenen Klimazelle sowie auch die aktuelle Wachstumsphase der Pflanze ermittelt werden. Auf Basis dieser Daten können dann die Beleuchtungsplattformen und/oder das Klimasystem beziehungsweise das jeweilige Lüftungsaggregat eines Klimasystems angesteuert werden.

Der Luftsack ist strömungstechnisch mit dem Lüftungsgerät des jeweiligen Klimasystems verbunden und dient zur Luftzuführung zu den einzelnen Ebenen beziehungsweise Lagen. Hierfür strömt die Luft vom Lüftungsaggregat durch den Luftsack hindurch und wird in Höhe der einzelnen Lagen in den Aufzuchtbereich abgegeben. Da der Luftsack in Höhenrichtung beziehungsweise senkrecht innerhalb der Klimazelle angeordnet ist, kann die Strömungsrichtung vom Lüftungsaggregat von unten nach oben oder umgekehrt vorgesehen sein. Bevorzugterweise ist der Luftsack schlauchförmig und/oder stoffartig ausgebildet.

Grundsätzlich könnte das Lüftungsaggregat des jeweiligen Klimasystems im oberen oder unteren Bereich der Klimazelle angeordnet sein. Beispielsweise könne das Lüftungsaggregat auf dem Dach, unter dem Dach oder anderweitig am Dach der Klimazelle angeordnet sein. Bevorzugterweise ist aber vorgesehen, dass das Lüftungsaggregat an einem Boden der Klimazelle angebracht ist. Hierfür kann das Lüftungsaggregat auf dem Boden oder unterhalb des Bodens der Klimazelle angebracht beziehungsweise angeordnet sein.

Vorzugsweise weist der mindestens eine Luftsack Öffnungen auf Höhe der einzelnen Lagen auf. Hierfür kann der Luftsack eine entsprechende Perforierung, beispielsweise mittels eines Lasers hergestellt, aufweisen oder unterschiedlich grob gewebt sein, wobei der Luftsack dabei auch ein inhomogenes Gewebe aufweisen kann. Die Öffnungen können in Höhe der einzelnen Lagen derart vorgesehen sein, dass eine vorgegebene Luftmenge beziehungsweise Verteilung in Höhe der einzelnen Lagen innerhalb des Aufzuchtbereichs erreicht wird. Soll diese Luftmenge beziehungsweise Verteilung geändert oder angepasst werden, muss lediglich der Luftsack durch einen Luftsack mit anderer Perforierung ausgetauscht werden. Bei starr installierten Systemen wäre dies dagegen mit einem großen Umbauaufwand verbunden.

Ferner ist bevorzugterweise vorgesehen, dass in einem dem Lüftungsaggregat entfernteren Abschnitt des mindestens einen Luftsacks mehr Öffnungen und/oder größere Öffnungen angeordnet sind, als in einem näher zum Lüftungsaggregat angeordneten Abschnitt. Befindet sich das Lüftungsaggregat im unteren Bereich der Klimazelle, sind somit bevorzugterweise weniger und/oder kleinere Öffnungen im unteren Abschnitt als im oberen Abschnitt des Luftsacks angeordnet. Hierdurch wird eine besonders gleichmäßige Verteilung der Luft auf allen Ebenen beziehungsweise Lagen innerhalb des Aufzuchtbereichs der Klimazelle erreicht. Der mindestens eine Luftsack ist bevorzugterweise in Strömungsrichtung vor einer ersten Wand mit einer Vielzahl von Durchbrechungen angeordnet. Die erste Wand kann hierfür beispielsweise als Gittergewebeband oder Lochblech ausgebildet sein. Die Durchbrechungen sind zumindest in den Bereichen der einzelnen Lagen, beispielsweise in Höhe der Pflanzenaufzuchtbehältnisse und/oder in Höhe der Beleuchtungsplattformen angeordnet. Die Durchbrechungen dienen zur zielgerichteten und gleichmäßigen Luftverteilung in den Aufzuchtbereich. Hierfür sind die Durchbrechungen beziehungsweise Durchlassöffnungen den entsprechenden Strömungserfordernissen angepasst. Die erste Wand mit der Vielzahl von Durchbrechungen ist hierfür bevorzugterweise in Strömungsrichtung zwischen Luftsack und den einzelnen Lagen angeordnet.

Auch ist bevorzugterweise vorgesehen, dass der mindestens eine Luftsack zwischen der ersten Wand mit der Vielzahl von Durchbrechungen und einer geschlossenen Wand angeordnet ist. Die erste Wand mit der Vielzahl von Durchbrechungen ist im Wesentlichen parallel zu der geschlossenen Wand ausgebildet. Beide Wände bilden somit eine Art Doppelwand beziehungsweise einen Raum, in welchem der mindestens eine Luftsack angeordnet beziehungsweise geführt wird. Dadurch, dass die Rückwand dieses Raums im Wesentlichen luftdicht abgeschlossen ist, kann die vom Luftsack abgegebene Luft nur durch die Durchbrechungen der ersten Wand hindurch in den Innenraum der abgeschlossenen Klimazelle beziehungsweise den Aufzuchtbereich geleitet werden. Der Abstand zwischen der ersten Wand mit der Vielzahl von Durchbrechungen und der geschlossenen Wand kann beispielsweise zwischen 40 cm und 200 cm, besonders bevorzugterweise zwischen 50 cm und 150 cm, sowie ganz besonders bevorzugterweise zwischen 75 cm und 120 cm betragen. Der Durchmesser eines Luftsacks beträgt vorzugsweise zwischen 10 cm und 100 cm, besonders bevorzugterweise zwischen 20 cm und 80 cm, sowie ganz besonders bevorzugterweise zwischen 30 cm und 60 cm.

Die erste Wand mit der Vielzahl von Durchbrechungen ist vorzugsweise senkrecht zu den Lagen und auf einer Luftzufuhrseite angeordnet. Auf der der Luftzufuhrseite gegenüberliegenden Luftabfuhrseite ist eine zweite Wand mit einer Vielzahl von Durchbrechungen senkrecht zu den Lagen angeordnet. Dabei sind die erste und die zweite Wand derart angeordnet, dass sich die einzelnen Lagen vollständig zwischen den beiden Wänden erstrecken. Ferner sind die erste Wand und die zweite Wand vorzugsweise parallel zueinander angeordnet. Dadurch wird eine Luftströmung von der Luftzufuhrseite laminar und horizontal über die Lagen hinweg zur Luftabfuhrseite erreicht. In Strömungsrichtung ist hinter der zweiten Wand parallel dazu wieder eine geschlossene Wand angeordnet. Diese geschlossene Wand ist parallel zur zweiten Wand mit der Vielzahl von Durchbrechungen sowie auch besonders bevorzugterweise parallel zur ersten Wand mit der Vielzahl von Durchbrechungen sowie der dahinter angeordneten geschlossenen Wand angeordnet. Durch den Raum zwischen der zweiten Wand mit der Vielzahl von Durchbrechungen und der in Strömungsrichtung dahinter angeordneten geschlossenen Wand, wird ein sich senkrecht beziehungsweise in Höhenrichtung der Klimazelle erstreckender Luftabfuhrabschnitt ausgebildet.

Auf der Luftabfuhrseite herrscht vorzugsweise ein Unterdrück, sodass, nachdem die Luft laminar und horizontal über die Lagen hinweggeströmt ist, auf der Luftabfuhrseite durch den Unterdrück angesaugt wird. Bevorzugterweise ist eine Strömungsrichtung der Luft durch die Klimazelle beziehungsweise einen Aufzuchtbereich der Klimazelle hindurch laminar ausgerichtet, und zwar horizontal für Klimazellen mit rechteckiger Grundfläche und radial für Klimazellen mit runder Grundfläche. Vom Lüftungsaggregat aus strömt die Luft auf einer Seite beziehungsweise auf der Luftzuführseite der Lagen von unten nach oben oder von oben nach unten, anschließend durch die Öffnungen des Luftsacks und durch die Durchbrechungen der ersten Wand hindurch über die Pflanzenaufzuchtbehältnisse und Beleuchtungsplattformen hinweg und auf der gegenüberliegenden Seite beziehungsweise der Luftabfuhrseite wieder durch die Durchbrechungen der zweiten Wand hindurch und anschließend nach unten oder oben zurück zum Lüftungsaggregat. Die Strömungsgeschwindigkeit des laminaren Luftstroms oberhalb der einzelnen Lagen, insbesondere oberhalb der Pflanzenaufzuchtbehältnisse einer Lage, ist bevorzugterweise zwischen 0,1 m/s und 1,0 m/s. Bei diesen Strömungsgeschwindigkeiten direkt oberhalb der einzelnen Pflanzen kann ein optimales Wachstum gewährleistet werden.

Der mindestens eine Luftsack ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass ein erster Volumenstrom der Luft oberhalb der Pflanzenaufzuchtbehältnisse einer jeden Lage geringer ist als ein zweiter Volumenstrom der Luft oberhalb der Beleuchtungsplattformen jeder Lage. Somit wird weniger Luftvolumen pro Zeiteinheit unmittelbar über den Pflanzen und mehr Luftvolumen pro Zeiteinheit unmittelbar oberhalb der Beleuchtungsplattformen erreicht. Hierdurch kann eine für die Pflanzen optimale und schonende Luftströmung eingestellt werden und gleichzeitig zum besseren Abtransport der von den Beleuchtungsplattformen abgegebenen Wärme in diesem Bereich ein entsprechend höherer Volumenstrom vorgesehen sein. Es kann statt des Volumenstroms auch die Strömungsgeschwindigkeit zwischen den Lagen unterschiedlich ausgeformt sein. Somit sind vorzugsweise zwei unterschiedlich eingestellte Volumenströme und/oder Strömungsgeschwindigkeiten pro Lage vorgesehen. Die unterschiedlichen Volumenströme in Höhe der Pflanzenaufzuchtbehältnisse beziehungsweise der Beleuchtungsplattformen in jeder Lage können durch eine gezielte Anordnung und/oder Größe der Öffnungen im Luftsack an den entsprechenden Stellen vorgegeben werden. Die unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten in Höhe der unterschiedlichen Lagen können durch Düsen an den Öffnungen des Luftsacks vorgegeben werden oder durch einen zweiten Luftsack mit unterschiedlichem Luftdruck, wobei der erste Luftsack und der zweite Luftsack bevorzugt Öffnungen auf unterschiedlichen Lagen aufweisen und somit alternierend die Lagen durchströmen können, beispielsweise indem der erste Luftsack Öffnungen oberhalb der Beleuchtungsplattformen aufweist und der zweite Luftsack Öffnungen unmittelbar über den Pflanzen aufweist.

Auf einer Luftzufuhrseite sind bevorzugterweise mehrere Luftsäcke nebeneinander, im Wesentlichen entlang der gesamten Tiefe jeder Lage, angeordnet. Die Luftsäcke sind in Höhenrichtung innerhalb der Klimazelle beziehungsweise senkrecht und vorzugsweise im Wesentlichen parallel zueinander im Bereich zwischen der ersten Wand mit den Durchbrechungen und der dahinter angeordneten geschlossenen Wand angeordnet. Die Luftsäcke können in einem Abstand zwischen 10 cm und 100 cm, besonders bevorzugterweise zwischen 20 cm und 80 cm, sowie ganz besonders bevorzugterweise zwischen 30 cm und 70 cm voneinander angeordnet sein.

Des Weiteren ist bevorzugterweise vorgesehen, dass innerhalb der Klimazelle mindestens ein zweiter Aufzuchtbereich hinter dem ersten Aufzuchtbereich angeordnet ist, wobei das Klima und/oder eine Beleuchtung in beiden Aufzuchtbereichen getrennt und unabhängig voneinander gesteuert werden kann. Es können somit innerhalb der Klimazelle mehrere Aufzuchtbereiche, besonders bevorzugterweise drei oder mehr Aufzuchtbereiche nebeneinander beziehungsweise hintereinander angeordnet sein. Die unterschiedlichen Aufzuchtbereiche innerhalb einer Klimazelle berücksichtigen die unterschiedlichen Wachstumsphasen der Pflanzen. In jedem Aufzuchtbereich kann beispielsweise eine entsprechend der jeweiligen Wachstumsphase optimale Beleuchtung und ein optimiertes Klima erzeugt werden. Besonders bevorzugterweise sind die hintereinander angeordneten Aufzuchtbereiche entsprechend der Entwicklung der Pflanzen beziehungsweise Reihenfolge der Wachstumsphasen für die jeweiligen Pflanzen ausgerichtet. Die Pflanzenaufzuchtbehältnisse und/oder Beleuchtungsplattformen können von einem Aufzuchtbereich in den nächsten Aufzuchtbereich verschoben werden, sowie die entsprechenden Pflanzen eine nächste Wachstumsphase erreicht haben. Für jeden Aufzuchtbereich ist ein separates Klimasystem mit separatem Lüftungsaggregat und separaten Luftsäcken vorgesehen. Die Aufzuchtbereiche können übereinander und/oder nebeneinander und/oder hintereinander angeordnet sein.

Ferner weist die abgeschlossene Klimazelle mindestens ein automatisiertes Transportsystem zum Verschieben und/oder Einsetzen und/oder Entnehmen der Pflanzenaufzuchtbehältnisse sowie der Beleuchtungsplattformen auf. Somit können die einzelnen Aufzuchtbehältnisse und Beleuchtungsplattformen mittels des automatisierten Transportsystems in die abgeschlossene Klimazelle eingesetzt werden. Hierfür kann kurzzeitig eine Einlassöffnung geöffnet werden. Ferner können die Pflanzenaufzuchtbehältnisse und/oder Beleuchtungsplattformen mittels des automatisierten Transportsystems aus der Klimazelle entnommen werden. Die Pflanzenaufzuchtbehältnisse können beispielsweise zum Versetzen von einer Lage entnommen und entsprechend wieder auf einer anderen Lage eingesetzt werden. Sind die Pflanzen erntereif, werden die Pflanzenaufzuchtbehältnisse automatisch durch das Transportsystem aus der Klimazelle zur Weiterverarbeitung entnommen. Ferner können die Pflanzenaufzuchtbehältnisse und/oder die Beleuchtungsplattformen mittels des Transportsystems individuell und abhängig von den jeweiligen Bedürfnissen entlang einer Lage zum Beispiel von einem Aufzuchtbereich in den nächsten verschoben werden.

Besonders bevorzugterweise weist die abgeschlossene Klimazelle zwei Transportsysteme auf, welche auf einander gegenüberliegenden Seiten der Klimazelle angeordnet sind. Somit kann ein Transportsystem zum Einsetzen der Pflanzenaufzuchtbehältnisse in den ersten Aufzuchtbereiches der Klimazelle dienen. Das zweite Transportsystem auf der gegenüberliegenden Seite kann die Pflanzenaufzuchtbehältnisse aus dem letzten Aufzuchtbereich der Klimazelle entnehmen, wenn die Pflanzen erntereif sind. Zum Verschieben der Pflanzenaufzuchtbehältnisse innerhalb der Klimazelle von einem Aufzuchtbereich in den nächsten kann sowohl das erste sowie auch das zweite Transportsystem dienen. Bei einer Klimazelle mit rundem Querschnitt kann ein Transportsystem in der Mitte zum Einsetzen der Pflanzenaufzuchtbehältnisse und/oder Beleuchtungsplattformen angeordnet sein. Alternativerweise oder zusätzlich könnte ein Transportsystem im äußeren Bereich der runden Klimazelle zum Entnehmen der Pflanzenaufzuchtbehältnisse und/oder Beleuchtungsplattformen angeordnet sein. Mittels eines vollautomatischen Transportsystems kann beispielsweise auch eine automatische Rotation beziehungsweise ein automatisches Weiterversetzen der Pflanzenaufzuchtbehältnisse und/oder der Beleuchtungsplattformen nach einem festgelegten Zeitplan erfolgen. Auch ist es möglich, abhängig von bestimmten Wachstumskriterien der Pflanzen oder eines vorgegebenen Lichtplans für die Beleuchtung die Pflanzenaufzuchtbehältnisse und/oder Beleuchtungsplattformen entsprechend automatisch zu platzieren und/oder zu verschieben.

Da die abgeschlossene Klimazelle vorzugsweise im Inneren sehr kompakt und somit ohne Gänge beziehungsweise Wege ausgebildet ist, dient das automatisierte Transportsystem auch zum Entnehmen der Beleuchtungsplattformen für Wartungsarbeiten oder zum Austausch einzelner Beleuchtungsplattformen entsprechend der jeweiligen Wachstumskriterien. Hierfür müssen Pflanzenaufzuchtbehältnisse und Beleuchtungsplattformen einfach und schnell austauschbar sein. Über eine zentrale Regelung kann dies vollautomatisch mittels des Transportsystems geschehen. Besonders bevorzugterweise weisen die Pflanzenaufzuchtbehältnisse oder die Trägerplattformen für mehrere Pflanzenaufzuchtbehältnisse sowie die Beleuchtungsplattformen im Wesentlichen identische äußere Abmessungen auf, damit mittels eines Transportsystems sowohl Pflanzenaufzuchtbehältnisse beziehungsweise Trägerplattformen für mehrere Pflanzenaufzuchtbehältnisse sowie auch die Beleuchtungsplattformen transportiert beziehungsweise eingesetzt, entnommen und/oder verschoben werden können.

Die Pflanzenaufzuchtbehältnisse und/oder die Beleuchtungsplattformen sind vorzugsweise mit einem maschinell lesbaren Code, zum Beispiel einem RFID oder Barcode versehen, damit diese automatisiert vom System erkannt und unterschieden werden können. Der Code kann des Weiteren auch zur Rückverfolgbarkeit der Pflanzenaufzuchtbehältnisse, zur Kontrolle des Wachstums und für die Weiterverarbeitung dienen. Die Pflanzenaufzuchtbehältnisse und die Beleuchtungsplattformen können auf Rollen beziehungsweise Schienen angeordnet sein. Zur Stromversorgung und Ansteuerung der Beleuchtungsplattformen können Stromschienen und Bus- Systeme vorgesehen sein.

Im Inneren der abgeschlossenen Klimazelle ist vorzugsweise eine Tragwerkskonstruktion angeordnet, an beziehungsweise auf welcher die Pflanzenaufzuchtbehältnisse und die Beleuchtungsplattformen der einzelnen Lagen verschiebbar gelagert sind. Die Tragwerkskonstruktion weist hierfür Schienen und/oder Rollen auf, an beziehungsweise auf welchen die Pflanzenaufzuchtbehältnisse und die Beleuchtungsplattformen geführt werden können. Somit müssen die Schienen oder Rollen nicht an Wänden der Klimazelle angeordnet werden. Dadurch wird die mechanische Konstruktion der Klimazelle selbst erheblich vereinfacht. Besonders bevorzugterweise ist jeweils eine einzige Tragwerkkonstruktion für alle Aufzuchtbereiche einer Klimazelle vorgesehen. Dadurch ist ein einfaches und flexibles Versetzen beziehungsweise Verschieben der Pflanzenaufzuchtbehältnisse und der Beleuchtungsplattformen von einem Aufzuchtbereich in den nächsten entlang ein und derselben Tragwerkskonstruktion möglich. An zwei einander gegenüberliegenden Seiten der Tragwerkskonstruktion können die Transportsysteme zum Be- und Entladen der Pflanzenaufzuchtbehältnisse und der Beleuchtungsplattformen angeordnet sein. Des Weiteren ist die Tragwerkskonstruktion bevorzugterweise vollständig zwischen der ersten Wand mit der Vielzahl von Durchbrechungen und der zweiten Wand mit der Vielzahl von Durchbrechungen angeordnet.

Erfindungsgemäß ist ferner eine Pflanzenaufzuchtanlage mit mehreren abgeschlossenen Klimazellen wie vorbeschrieben vorgesehen. Die mehreren abgeschlossenen Klimazellen innerhalb der Pflanzenaufzuchtanlage sind hierfür parallel zueinander angeordnet. Hierunter ist zu verstehen, dass die abgeschlossenen Klimazellen derart parallel beziehungsweise nebeneinander angeordnet sind, dass eine parallele beziehungsweise gleichzeitige Aufzucht von Pflanzen ermöglicht wird. Jede Klimazelle ist in sich klimatisch abgeschlossen. Des Weiteren kann jede Klimazelle jeweils mehrere Aufzuchtbereiche aufweisen. Alle Klimazellen der Pflanzenaufzuchtanlage sind innerhalb einer geschlossenen Anlage mit sechs gemeinsamen Außenseiten beziehungsweise Außenwänden angeordnet. Die geschlossenen Wände zwischen den einzelnen Klimazellen zur Abtrennung dieser können besonders bevorzugterweise dünner ausgebildet sein als die gemeinsamen Außenwände. Die abgeschlossenen Klimazellen können übereinander und/oder nebeneinander und/oder hintereinander angeordnet sein, wobei die Pflanzenaufzuchtanlage vorzugsweise länger als 100 m, breiter als 20 m und höher als 30 m ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.

Es zeigen schematisch:

Figur 1: eine klimatisch abgeschlossene Klimazelle mit mehreren übereinander angeordneten Lagen,

Figur 2: eine Pflanzenaufzuchtanlage mit mehreren parallel zueinander angeordneten abgeschlossenen Klimazellen, wobei jede Klimazelle mehrere Aufzuchtbereiche aufweist, Figur 3a: einen Querschnitt durch einen Aufzuchtbereich einer abgeschlossenen Klimazelle,

Figuren 3b, c: zwei perspektivische Ansichten eines Aufzuchtbereichs einer abgeschlossenen Klimazelle und

Figur 4: eine Tragwerkskonstruktion einer abgeschlossenen

Klimazelle.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung

Figur 1 zeigt eine klimatisch abgeschlossene Klimazelle 100 zur Aufzucht von Pflanzen in Innenräumen. Innerhalb der klimatisch abgeschlossenen Klimazelle 100 sind mehrere Lagen 10 übereinander angeordnet. Hierbei weist jede Lage 10 wiederum ein Pflanzenaufzuchtbehältnis 11 und eine darüber angeordnete Beleuchtungsplattform 12 auf.

Am Boden 17 der Klimazelle 100 ist ein Lüftungsaggregat 15 eines ersten Klimasystems 13a angeordnet. Die Luftzufuhrseite 22 erstreckt sich in Flöhenrichtung beziehungsweise senkrecht innerhalb der Klimazelle 100 zwischen einer geschlossenen äußeren Wand 21 und einer ersten Wand 19 mit Durchbrechungen 20. Zwischen der geschlossenen Wand 21 und der ersten Wand 19 mit den Durchbrechungen 20 erstrecken sich ebenfalls in Höhenrichtung perforierte beziehungsweise mit Löchern vorgesehene Luftsäcke

16.

Auf der der Luftzufuhrseite 22 gegenüberliegenden Luftabfuhrseite 23 herrscht ein Unterdrück. Die Luft strömt somit vom Lüftungsaggregat 15 durch den Luftsack 16 hinauf und aus den Öffnungen beziehungsweise aus der Perforierung des Luftsacks 16 in Höhe jeder einzelnen Lage 10 laminar beziehungsweise horizontal über den Pflanzenaufzuchtbehältnissen 11 und den Beleuchtungsplattformen 12 entlang zur Luftabfuhrseite 23. An der Luftabfuhrseite 23 strömt die Luft durch die Durchbrechungen 20 der zweiten Wand 24 und von dort hinunter und zurück zum Lüftungsaggregat 15.

Die Perforierung in den Luftsäcken 16 ist dabei derart ausgebildet, dass eine gezielte und vorbestimmte Strömungsgeschwindigkeit in Höhe der einzelnen Lagen 10 erreicht werden kann. Für jede Lage 10 sind dabei zwei Luftströme, ein erster Luftstrom 28a mit geringerer Strömungsgeschwindigkeit unmittelbar oberhalb der Pflanzen beziehungsweise der Pflanzenaufzuchtbehältnisse 11 und ein zweiter Luftstrom 28b mit höherer Strömungsgeschwindigkeit unmittelbar oberhalb der Beleuchtungsplattformen 12 zum Abtransport der von den Beleuchtungsplattformen 12 abgegebenen Wärme. Ferner ist die Perforierung der Luftsäcke 16 derart ausgebildet, dass gleichmäßige Luftströme 28 beziehungsweise Strömungsgeschwindigkeiten für jede Lage 10 erreicht werden. Hierfür weisen die Luftsäcke 16 im unteren Bereich weniger beziehungsweise kleinere Öffnungen als im oberen Abschnitt der Luftsäcke 16 auf.

In Figur 2 ist eine Pflanzenaufzuchtanlage 200 mit drei nebeneinander beziehungsweise parallel zueinander angeordneten abgeschlossenen Klimazellen 100 gezeigt. Jede der einzelnen Klimazellen 100 weist vier hintereinander angeordnete Aufzuchtbereiche 14a, 14b, 14c auf. Für jeden Aufzuchtbereich 14a 14b, 14c ist jeweils ein separates Klimasystem 13a, 13b, 13c vorgesehen. Jedes der Klimasysteme 13a, 13b, 13c weist ein separates Lüftungsaggregat 15 und separate Luftsäcke 16 auf.

Somit können in jeder Klimazelle 100 verschiedene Wachstumsphasen der Pflanzen berücksichtigt werden. Innerhalb jeder Klimazelle ist eine Tragwerkskonstruktion 26 abgeordnet, welche sich von der Einlassöffnung 29 bis zur Auslassöffnung 30 der jeweiligen Klimazelle 100 und somit über alle drei Aufzuchtbereiche 14a, 14b, 14c erstreckt. Die Tragwerkskonstruktion 26 ist ferner in Figur 4 dargestellt. Durch die Tragwerkskonstruktion 26 werden die Pflanzenaufzuchtbehältnisse 11 und Beleuchtungsplattformen 12 auf den einzelnen Lagen 10 platziert beziehungsweise gehalten. Hierfür weist die Tragwerkskonstruktion 26 Schienen 27 oder Rollen in Flöhe der einzelnen Lagen 10 auf, auf welchen die Pflanzenaufzuchtbehältnisse 11 und die Beleuchtungsplattformen 12 entlang verschoben werden können. Dadurch, dass sich eine einzige Tragwerkskonstruktion 26 über alle Aufzuchtbereiche 14a, 14b, 14c erstreckt, können die Pflanzenaufzuchtbehältnisse 11 sowie auch die Beleuchtungsplattformen 12 in einfacher Weise mittels der Transportsysteme 25 entlang einer jeweiligen Lage 10 vom ersten Aufzuchtbereich 14a in den zweiten Aufzuchtbereich 14b und weiter zum dritten Aufzuchtbereich 14c verschoben werden.

In jeder Klimazelle 100 ist somit über sämtliche Aufzuchtbereich 14a, 14b, 14c eine Tragwerkskonstruktion 26 angeordnet. Ferner sind für jede Klimazelle 100 zwei Transportsysteme 25 vorgesehen, wobei ein Transportsystem 25 im Bereich der Einlassöffnung 29 und das andere Transportsystem 25 im Bereich der Auslassöffnung 30 der jeweiligen Klimazelle 100 angeordnet ist. Die Transportsysteme 25 dienen somit zum Einsetzen, Entnehmen und Versetzen beziehungsweise Verschieben der Pflanzenaufzuchtbehältnisse 11 und der Beleuchtungsplattformen 12. Wie in Figur 2 gezeigt, sind separate Transportsysteme 25 für die einzelnen Klimazellen 100 der Pflanzenaufzuchtanlage 200 vorgesehen. Alternativerweise könnten auch gemeinsame Transportsysteme 25 für die einzelnen Klimazellen 100 der Pflanzenaufzuchtanlage 200 im Bereich der Einlassöffnungen 29 und im Bereich der Auslassöffnungen 30 vorgesehen sein. Hierfür würden die Transportsysteme 25 Pflanzenaufzuchtbehältnisse 11 und Beleuchtungsplattformen 12 nicht nur in vertikaler Richtung, sondern auch in horizontaler Richtung bewegen beziehungsweise transportieren.

Figuren 3a bis 3c zeigen einen Aufzuchtbereich 14a, 14b, 14c einer Klimazelle 100 aus den Figuren 1 und 2. Hierbei ist in Figur 3a ein Querschnitt durch einen ersten Aufzuchtbereich 14a gezeigt. In den Figuren 3b und c ist jeweils eine perspektivische Ansicht des ersten Aufzuchtbereich 14a dargestellt.

Aus den verschiedenen Ansichten des ersten Aufzuchtbereichs 14a geht nochmals deutlich die Anordnung der einzelnen Elemente des ersten Klimasystems 13a hervor. Das erste Klimasystem 13a weist ein auf dem Boden 17 der Klimazelle 100 angeordnetes Lüftungsaggregat 15 auf. Entlang der Luftzufuhrseite 22 sind von unten nach oben parallel und beabstandet zueinander mehrere perforierte Luftsäcke 16 angeordnet. Die Luftzufuhrseite 22 wird dabei durch den Zwischenraum einer geschlossenen Wand 21 und einer ersten Wand 19 mit einer Vielzahl von Durchbrechungen 20 ausgebildet. Auf der gegenüberliegenden Luftabfuhrseite 23 ist ebenfalls außen eine geschlossene Wand 21 und zum Inneren hin eine zweite Wand 24 mit einer Vielzahl von Durchbrechungen 20 vorgesehen, durch welche der Luftstrom 28 angesaugt und nach unten zum Lüftungsaggregat 15 transportiert wird. Figur 4 zeigt eine Tragwerkskonstruktion 26, so wie sie in die einzelnen Klimazellen 100 der Pflanzenaufzuchtanlage 200 aus Figur 2 eingesetzt ist. Die beiden äußeren Seitenbereiche der Tragwerkskonstruktion 26 bilden die Einlassöffnung 29 und Auslassöffnung 30 der Klimazelle 100. Ferner ist in diesen Bereichen jeweils ein Transportsystem 25 zum Einsetzen der

Pflanzenaufzuchtbehältnisse 21 und der Beleuchtungsplattformen 12 beziehungsweise zum Entnehmen der Pflanzenaufzuchtbehältnisse 11 und der Beleuchtungsplattformen 12 angeordnet.

Die Tragwerkskonstruktion 26 weist in Flöhenrichtung zueinander beabstandete Schienen 27 zur Auflage beziehungsweise zur Aufnahme der

Pflanzenaufzuchtbehältnisse 11 und der Beleuchtungsplattformen 12 auf. Die in Figur 4 beispielhaft dargestellte Tragwerkskonstruktion 26 weist neun übereinander angeordnete Lagen 10 auf. Auf jeder Lage 10 sind übereinander jeweils mehrere Pflanzenaufzuchtbehältnisse 11 und Beleuchtungsplattformen 12 angeordnet.

Bezugszeichenliste

100 Abgeschlossene Klimazelle

200 Pflanzenaufzuchtanlage

10 Lage

11 Pflanzenaufzuchtbehältnis

12 Beleuchtungsplattform

13a Erstes Klimasystem

13 b, 13c Weitere Klimasysteme 14a Erster Aufzuchtbereich 14b Zweiter Aufzuchtbereich 14c Dritter Aufzuchtbereich

15 Lüftungsaggregat

16 Luftsack

17 Boden der Klimazelle

18 Strömungsrichtung

19 Erste Wand

20 Durchbrechungen

21 Geschlossene Wand 22 Luftzufuhrseite

23 Luftabfuhrseite

24 Zweite Wand

25 Transportsystem

26 Tragwerkskonstruktion

27 Schiene

28 Luftstrom

28a Erster Luftstrom b Zweiter Luftstrom

Einlassöffnung

Auslassöffnung

Claims

Ansprüche

1. Abgeschlossene Klimazelle (100) zur Pflanzenaufzucht in mehreren übereinander angeordneten Lagen (10), wobei jede Lage (10) jeweils mindestens ein Pflanzenaufzuchtbehältnis (11) und eine darüber angeordnete Beleuchtungsplattform (12) aufweist, wobei mittels eines Lüftungsaggregats (15) eines ersten Klimasystems (13a) ein Klima in einem ersten Aufzuchtbereich (14a) innerhalb der Klimazelle (100) geregelt wird,

dadurch gekennzeichnet,

dass das erste Klimasystem (13a) mindestens einen sich in Höhenrichtung erstreckenden und innerhalb der Klimazelle (100) angeordneten Luftsack (16) aufweist, welcher zur Luftzufuhr zu den einzelnen Lagen (10) im ersten Aufzuchtbereich (14a) ausgebildet ist.

2. Abgeschlossene Klimazelle (100) gemäß Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Lüftungsaggregat (15) an einem Boden (17) der Klimazelle (100) angebracht ist.

3. Abgeschlossene Klimazelle (100) gemäß Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass der mindestens eine Luftsack (16) mit Öffnungen versehen ist.

4. Abgeschlossene Klimazelle (100) gemäß Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass in einem dem Lüftungsaggregat (15) entfernteren Abschnitt des mindestens einen Luftsacks (16) mehr Öffnungen und/oder größere Öffnungen angeordnet sind, als in einem näher zum Lüftungsaggregat (15) angeordneten Abschnitt.

5. Abgeschlossene Klimazelle (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass der mindestens eine Luftsack (16) in Strömungsrichtung (18) vor einer ersten Wand (19) mit einer Vielzahl von Durchbrechungen (20) angeordnet ist.

6. Abgeschlossene Klimazelle (100) gemäß Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass der mindestens eine Luftsack (16) zwischen der ersten Wand (19) mit der Vielzahl von Durchbrechungen (20) und einer geschlossenen Wand (21) angeordnet ist.

7. Abgeschlossene Klimazelle (100) gemäß einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet,

dass die erste Wand (19) senkrecht zu den Lagen (10) und auf einer Luftzufuhrseite (22) angeordnet ist, wobei auf einer der Luftzufuhrseite (22) gegenüberliegenden Luftabfuhrseite (23) eine zweite Wand (24) mit einer Vielzahl von Durchbrechungen (20) senkrecht zu den Lagen (10) angeordnet ist, derart, dass sich die einzelnen Lagen (10) vollständig zwischen der ersten Wand (19) und der zweiten Wand (24) erstrecken.

8. Abgeschlossene Klimazelle (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass eine Strömungsrichtung (18) der Luft durch die Klimazelle (100) hindurch laminar ausgerichtet ist und zwar horizontal für Klimazellen (100) mit rechteckiger Grundfläche und radial für Klimazellen (100) mit runder Grundfläche.

9. Abgeschlossene Klimazelle (100) gemäß einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet,

dass auf der Luftabfuhrseite (23) ein Unterdrück herrscht.

10. Abgeschlossene Klimazelle (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass der mindestens eine Luftsack (16) derart ausgebildet ist, dass ein erster Volumenstrom der Luft oberhalb des Pflanzenaufzuchtbehältnisses (11) jeder Lage (10) geringer ist als ein zweiter Volumenstrom der Luft oberhalb der Beleuchtungsplattform (12) jeder Lage (10).

11. Abgeschlossene Klimazelle (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass auf einer Luftzufuhrseite (22) mehrere Luftsäcke (16) nebeneinander im Wesentlichen entlang einer gesamten Tiefe jeder Lage (10) angeordnet sind.

12. Abgeschlossene Klimazelle (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Klimazelle (100) mindestens ein zweiter Aufzuchtbereich (14b) hinter und/oder über dem ersten Aufzuchtbereich (14a) angeordnet ist, wobei das Klima und/oder eine Beleuchtung in beiden Aufzuchtbereichen (14a, 14b) getrennt voneinander steuerbar sind.

13. Abgeschlossene Klimazelle (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Klimazelle (100) ein automatisiertes Transportsystem (25) zum Verschieben und/oder Einsetzen und/oder Entnehmen der Pflanzenaufzuchtbehältnisse (11) sowie der Beleuchtungsplattformen (12) aufweist.

14. Abgeschlossene Klimazelle (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Pflanzenaufzuchtbehältnisse (11) und/oder die Beleuchtungsplattformen (12) mit einem maschinell lesbaren Code versehen sind.

15. Abgeschlossene Klimazelle (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass im Inneren der abgeschlossenen Klimazelle (100) eine Tragwerkskonstruktion (26) angeordnet ist, an welcher die Pflanzenaufzuchtbehältnisse (11) und die Beleuchtungsplattformen (12) der einzelnen Lagen (10) verschiebbar angeordnet sind.

16. Pflanzenaufzuchtanlage (200) mit mehreren abgeschlossenen Klimazellen (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die abgeschlossenen Klimazellen (100) parallel zueinander angeordnet sind.