FI70072B - Anlaeggning foer producering av energi foer vaextodling - Google Patents

Description

7 0072

JÄRJESTELMÄ ENERGIAN TUOTTAMISEKSI KASVIEN VILJELYYN - ANLÄGGNiNG FÖR PRODUCERING AV ENERGI FÖR VÄXTODLING

Keksinnön kohteena on järjestelmä energian tuottamiseksi kasvien viljelyyn yhdessä tai useammassa kennossa, johon järjestelmään kuuluu polttomoottori ja sen avulla käytettävä generaattori ja jossa järjestelmässä pakokaasuista saatava lämpö ja/tai moottorin jäähdytysvesi hyödynnetään 1ämmitystarkoituksiin ja jossa järjestelmässä ainakin osa generaattorin t"ottamasta sähköenergiasta käytetään yhden tai useamman kennon valaisemiseen keinovalon avu11 a.

Tällainen järjestelmä on tunnettu hollantilaisesta patentista 61399.

Jätekaasuista ja/tai moottorista saatu lämpö käytetään kasvihuoneen lämmitykseen, kun taas tuotettu sähköenergia voidaan käyttää ainakin osaksi mainitun kasvihuoneen valaistukseen.

Kasvihuonevi1jelyksessä halutaan päivänvaloa käyttää optimimää-rässä, joten tavoitteena on varustaa kasvihuoneet suurimmal la mahdollisella lasipinta-alalla tarkoituksena varmistaa kasveille optimiva1 ais tus. Kuitenkin tämä automaattisesti aikaansaa suuret lämpöhäviöt lähellä kasvihuoneen seiniä niin, että tämän tunnetun energian tuottamis- ja käyttämisjärjeste 1män huötysuhde on hyvin alhainen.

Tämän keksinnön mukaiselle järjestelmälle on tunnusomaista se, että kasveja viljellään suljetusti keinovalaistuksessa ja että mainitut kennot suljetaan ja eristetään ja pidetään tietyssä, halutussa lämpötilassa ainakin yhden jäähdytysjärjestelmän avulla ja lämpö, joka johdetaan pois mainituista kennoista jäähdytysjärjestelmän avulla, hyödynnetään myös lämmitystarkoituksiin.

Käytännössä on huomattu, että monet kasvit voidaan erinomaisesti kasvattaa keinovalon avulla. Siksi tämä viljelys sopii huoneisiin, jotka voidaan riittävästi sulkea ja eristää tarkoituksena saavuttaa optimiolosuhteet viljelylle. Keinovalolähteiden on 70072 huomattu tuottavan lämpöä siinä määrin, että monissa tapauksissa huoneen jäähdyttäminen on välttämätöntä ja keksinnön mukaan myös tämä lämpö samoin kuin polttomoottorin jätekaasuista ja/tai jäähdytysvedestä saatu lämpö käytetään lämmitystarkoituksiin, esimerkiksi, konventionaalisten ansarien lämmittämiseen, joissa kasvatetaan tuotteita, jotka ovat vähemmän sopivia keinovalossa kasvatettaviksi suljetuissa huoneissa. Tällä tavalla keksinnön toteuttava järjestelmä sallii polttomoottorin tuottaman energian optimikäytön.

Englantilaisesta patentista 583,721 tunnetaan järjestelmä, jossa höyrynkehitintä käytetään ansarien lämmitykseen.

Kehitetty höyry käytetään osaksi lämmitystarkoituksiin ja osaksi käyttämään höyryturpiinia, johon on kytketty generaattori. Tämä generaattori tuottaa sähköenergiaa, jota käytetään edelleen lämmitys 1 a i t te i s s a . Englantilaisesta patentista 583,721 tunnettu järjestelmä sisältää samat haittapuolet kuin edellä selitetyn hollantilaisen patentin 61,399 mukainen järjestelmä.

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin toteutusmuotoesimer-kien avulla viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa

Kuva 1 esittää kaaviomaisesti keksinnön mukaisen järjestelmän ensimmäistä toteutusmuotoa.

Kuva 2 esittää kaaviomaisesti keksinnön mukaisen järjestelmän toista toteutusmuotoa.

Kuva 3 esittää kaaviomaisesti keksinnön mukaisen järjestelmän kolmatta toteutusmuotoa.

Kuva 4 esittää kaaviomaisesti keksinnön mukaisen järjestelmän neljättä toteutusmuotoa.

Kuvassa 1 esitetty järjestelmä käsittää polttomoottorin 1, joka voi olla kaasuturpiini, dieselmoottori tai vastaava, johon ener 70072 giaa syötetään kaasun tai nesteen muodossa nuolen A osoittamalla tavalla. Moottorin 1 avulla käytetään sähköä tuottavaa generaattoria 2 .

Edelleen järjestelmä käsittää yhden tai useamman eristetyn kennon 3, joita on edullista käyttää kasvien viljelyyn sovellettaessa esillä olevaa keksintöä, jotka kasvit valaistaan lampuilla. Kuten nuoli B osoittaa, syötetään osa generaattorin 2 tuottamasta sähköenergiasta lamppuihin, jotka on asennettu kennoihin 3.

Näihin lamppuihin syötetty sähköenergia muunnetaan ainakin lähes täysin lämmöksi, joka vapautuu eristetyissä kennoissa 3. Jotta aikaansaataisiin kennoihin haluttu lämpötila, on tunnettua tyyppiä oleva absorptiojäähdytyskone 4 yhdistetty kennoihin 3, joka kone käsittää, kuten tunnettua, evaporaattorin 5, desorberin 6 ja lauhduttimen 7. Absorptiojäähdytyskoneeseen syötetään edelleen lämpöä lämmönvaihtimesta 8, johon on syötetty yhtäältä moottorin 1 jätekaasuja putken 9 kautta ja toisaalta moottorin jäähdytysvettä putken 10 kautta, kun taas jäähdyttämisen jälkeen jäähdytysvesi syötetään takaisin lämmönvaihtimesta 8 moottoriin putken 11 kautta. Kennoista 3 absorptiojäähdytyskonee11 a (nuoli C) poistettu lämpö siirretään yhdessä sen lämmön kanssa, joka on saatu lämmönvaihtimesta 8 (nuoli C') absorptiojäähdytyskon e en kautta nesteeseen, jonka lämpötila on absorptioj äähdytyskoneen avulla nostettu korkeammaksi kuin kennojen 3 sisältämän ilman lämpötila. Konventionaalisen absorptiojäähdytyskoneen avulla ei mainitun nesteen lämpötilaa voida yleensä nostaa enempää kuin 20-30° verrattuna absorptiojäähdytyskoneeseen jäähdyttämistarkoi-tuksessa syötetyn nesteen lämpötilaan, tässä esimerkissä kennojen 3 ilman lämpötilaan. Keksinnön mukaisesti absorptiojäähdy-tyskoneen avulla lämmitetty neste syötetään nuolen D esittämällä tavalla tunnetun tyyppiseen lämmityspumppuun 12, joka käsittää evaporaattorin 13, lauhduttimen 14, niiden väliin sijoitetun kompressorin 15 ja pidätinelimen 16, joka on sijoitettu lauhduttimen ja evaporaattorin väliin. Kompressoria 15 käytetään osalla generaattorin 2 tuottamasta sähköenergiasta (nuoli D’)- Tämän lämpöpumpun avulla nesteen lämpötila voidaan nostaa ottamalla 70072 lämpöä absorptiojäähdytyskonee11 a 4 lämmitetystä nesteestä. Sen seurauksena voidaan lämpöpumpun avulla lämpötila nostaa korkeammaksi niin, että lämpöpumpun avulla lämmitetyn nesteen lämpötila voi olla 60-80°. Tätä nestettä, kuten nuoli E osoittaa, voidaan käyttää yhdessä sellaisen nesteen kanssa, jolla on sama 1ämpöti1 ataso ja joka virtaa ulos lämmönvaihtimesta 8 nuolten F mukaisesti, lämmittämään yhtä tai useampaa rakennusta 17. Vaikkakin periaatteessa rakennus 17 voidaan muodostaa miksi tahansa lämmitettäväksi rakenteeksi, saavutetaan erityisen tehokas yhdistelmä, josa kennoja 3 käytetään kasvien kasvattamiseen tai muuhun vastaavan tarkoitukseen, jolloin rakennus 17 on muodostettu kasvihuoneeksi kasvien tai vastaavien kasvattamista varten. Esimerkiksi tässä tapauksessa kasvien kasvuasteen huomioon ottaen voidaan kasvit kasvattaa kennoissa 3 määrätyn ajan ja myöhemmin siirtää kasvihuoneisiin 17 jatkokasvua varten.

Eräässä toteutuksessa yksi kolmasosa moottoriin 1 polttoaineena syötetystä energiasta muuntui sähköenergiaksi, joka käytetiin yhtäältä kennojen valaisemiseen ja toisaalta kompressorin 15 käyttämiseen. Kennoihin syötetty sähköenergia muuntui lähes kokonaan lämmöksi, joka käytettiin lähes täysin jäähdytyskoneen ja pumpun välityksellä rakennusten lämmittämiseen. Edelleen lämmönvaihtajan kautta absorboitui enemmän kuin puolet polttoaineen muodossa moottoriin syötetystä energiasta lämmön muotoon ja käytettiin osaksi absorptiojäähdytyskoneen ja lämpöpumpun kautta nuolen C' osoittamalla tavalla ja osaksi suoraan nuolten F osoittamalla tavalla, 1ämmitystarkoituksiin. Järjestelmällä saavutetaan täten noin 92 % kokonaishyötysuhde.

Edellä esitetyn järjestelmän erilaiset variaatiot tulevat luonnollisesti myös kysymykseen. Kuvassa 2 esitetty järjestelmä vastaa ainakin pääosin kuvassa 1 esitettyä järjestelmää ja vastaavat osat on merkitty kuvassa 2 samoilla viitenumeroilla kuin kuvassa 1.

Kuvassa 2 esitetyssä toteutuksessa on kuitenkin absorptiojäähdy-tyskone 4 ja lämmityspumppu 12 korvattu niin kutsutulla lämpökö- 70072 neella 18, joka myös käsittää evaporaattorin 19, lauhduttimen 20, kompressorin 21, joka on sijoitettu evaporaattorin ja lauhduttimen väliin ja pidätinelimen 22, joka on sijoitettu lauhduttimen ja evaooraattorin väliin, mutta jolla on sellainen muoto, että 1änpokoneessa lämmitetyllä nesteellä jättäessään sen nuolella E osoitetulla tavalla, on lämpötila, joka voi olla noin G0° korkeampi kuin sen nesteen lämpötila, jota tulee jäähdyttää 1 ä ,,..0 ök one en avulla ja joka syötetään kennoista 3 lämpökoneeseen nuolen C osoittamalla tavalla. Kuvassa 2 esitetyn järjestelmän eräs lisä-toi n intams 1 1 i on identtinen sen toimintamallin kanssa, joka on edellä esitetty kuvaan 1 viitaten.

Kuvassa 3 esitetty järjestelmä vastaa suurin piirtein kuvan 2 jäv'jestelmää ja osat, jotka vastaavat kuvan 2 osia, on merkitty samoilla viitenumeroilla.

Kuvassa 3 esitetty järjestelmä käsittää kuitenkin yhden tai useampia jäähdytyskennoja 23, joissa tuotteet jäähdytetään ja varastoidaan 0° tai alemmassa lämpötilassa. Tietyillä hetkillä, kun uudet tuotteet pannaan sisään ja tuloksena lämpövirroista jäähdy-tyskennon ulkoseinästä sisäseinään, syötetään annettu lämpömäärä nuolen G osoittamalla tavalla.

Jäähdytyskennon jäähdyttämiseksi haluttuun alhaiseen lämpötilaan tai, vastaavasti, tämän matalan lämpötilan ylläpitämiseksi mainitun lämmön tuonnista huolimatta, on jäähdytyskone 24, joka vastaa esimerkiksi jäähdytyskonetta 12, kytketty jäähdytyskennoon poistamaan lämpöä jäähdytyskennos ta/kennoista nuolen H osoittamalla tavalla. Matalalämpötilainen energia, joka näin on poistettu jäähöytyskennoista, johdetaan pois aiemmin kuvatulla tavalla jäähdytyskoneesta 24 nuolen K mukaisesti nesteen avulla, jonka lämpötila on korkeampi. Jäähdytyskoneen 24 jättävä korkeampi-1ämpötilainen neste syötetään jälleen nuolen K mukaisesti lämpö-pumppuun tai lämpökoneeseen 18. johon myös syötetään energiaa kennoista 3 nuolen C esittämällä tavalla. Kuten edellä on esitetty, voidaan lisää nestettä kuumentaa tässä lämpöpumpussa korkeampaan lämpötilaan niin, että nesteen avulla, jolla energia 70072 on syötetty lämpöpumpulle tai koneelle, voidaan energia toimittaa verraten korkeassa lämpötilassa nuolen L esittämällä tavalla. Kuten edelleen on esitetty kuvassa 3, tätä energiaa ei tarvitse kokonaan käyttää lämmönvaihtimesta 8 saatavan energian yhteydessä rakennusten lämmitykseen; tämä energia voidaan vaihtoehtoisesti käyttää mullan lämmitysjärjestelmässä 26. Sellaisessa tapauksessa ei mullan lämmitysjärjestelmään 26 syötetyn nesteen lämpötilan tarvitse yleensä olla yhtä korkea kuin sen nesteen lämpötilan, jota käytetään suoraan rakennusten lämmittämiseen. Kuvassa 3 esitetyssä toteutuksessa lämmönvaihtimesta 8 saatava energia käytetään jälleen rakennusten lämmittämiseen, mutta on ilmeistä, että tämä energia voidaan käyttää mullan lämmitysjärjestelmässä tai muissa erilaisissa lämmitysjärjestelmissä tai vastaavissa, samoin kuin osana nuolella J merkityssä virrassa.

Kuva 4 esittää järjestelmää, joka osittain vastaa kuvan 2 esittämän järjestelmän muotoilua. Kuvassa 2 esitettyjä osia vastaavat osat on siten merkitty samoilla viitenumeroilla. Tämä kuva esittää kuitenkin, että järjestelmä käsittää tyhjöevaporaattorin 27 panemaan liikkeelle sen osan generaattorin tuottamasta sähköenergiasta, joka käytetään nuolen M osoittamalla tavalla. Tähän tyhjöevaporaattoriin 27 on edelleen syötettty lämpökoneesta 18 saatu energia ja lämmönvaihtimesta 8 saatu energia nuolten N ja P osoittamalla tavalla. Evaporaattoriin on edelleen syötetty merivettä nuolen Q mukaisesti. Suola erotetaan pois evaporaattorissa nuolen R osoittamalla tavalla ja makea vesi voidaan toimittaa nuolen L mukaisesti jäähdytystorniin 28 varastoitavaksi säiliössä 29 .

On ilmeistä, että keksinnön hengessä ja tarkoituksessa edellä kuvatun järjestelmän muunnokset ja/tai lisäykset ovat mahdollisia optimikäytön aikaansaamiseksi energialle, joka on syötetty järjestelmään yhdistettyyn polttomoottoriin. Missä tässä hakemuksessa on viitattu jäähdytysveteen, on tämä termi ymmärrettävä sisältämään myös jäähdytysilman mikäli ilmajäähdytettyä moottoria käytetään.

7 70072

Lienee selvää, että järjestelmä kasvihuoneiden jäähdyttämiseksi ja kasvihuoneista saadun energian käyttämiseksi voidaan toteuttaa myös, jos käytetään yleisen verkon sähkövirtaa.

Claims (8)

8 70072

1. Järjestelmä energian tuottamiseksi kasvien viljelyyn yhdessä tai useammassa kennossa (3), johon järjestelmään kuuluu polttomoottori (1) ja sen avulla käytettävä generaattori (2) ja jossa järjestelmässä pakokaasuista saatava lämpö ja/tai moottorin jäähdytysvesi hyödynnetään lämmitys-tarkoituksiin ja jossa järjestelmässä ainakin osa generaattorin tuottamasta sähköenergiasta käytetään yhden tai useamman kennon (3) valaisemiseen keinovalon avulla, tunnettu siitä, että kasveja viljellään suljetusti keinovalaistuksessa ja että mainitut kennot (3) suljetaan ja eristetään ja pidetään tietyssä, halutussa lämpötilassa ainakin yhden jäähdytysjärjestelmän (4) avulla ja lämpö, joka johdetaan pois mainituista kennoista (3) jäähdytysjärjestelmän avulla, hyödynnetään myös lämmitystarkoituksiin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että lämpö, joka johdetaan pois kennoista (3) ja/tai lämpö, joka saadaan pakokaasuista ja/tai moottorin (1) jäähdytysvesi hyödynnetään rakennusten, kuten kasvihuoneiden (17) tai vastaavien lämmitykseen.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että järjestelmään kuuluu jäähdy-tyskenno (23), jota pidetään halutussa lämpötilassa jäähdy-tyskoneen (24) avulla, joka luovuttaa lämpönsä jäähdytysjärjestelmään (18), jonka avulla eristetyt kennot (3) pidetään halutussa lämpötilassa.

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että osa generaattorin (2) tuottamasta sähköenergiasta hyödynnetään jäähdytysjärjestelmän II 9 70072 (12, 18) käyttämiseen.

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että jäähdytysjärjestelmään kuuluu absorptiojäähdytyskone (4), johon pakokaasuista ja/tai jäähdytysvedestä saatu lämpö syötetään.

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että ainakin osa lämmöstä, joka johdetaan pois kennoista (3) ja/tai lämmöstä, joka saadaan pakokaasuista ja/tai moottorin (1) jäähdytysvedestä käytetään mullan (26)lämmittämiseen.

7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että ainakin osa lämmöstä, joka johdetaan pois kennoista (3) ja/tai lämmöstä, joka saadaan pakokaasuista ja/tai moottorin (1) jäähdytysvedestä käytetään evaporaattorijärjestelmän (27) lämmittämiseen.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, jossa kasveja viljellään keinovalaistuksella valaistavissa kennoissa, tunnettu siitä, että eristetyt ja suljetut kennot (3) valaistaan suljetusti keinovalolla ja kennojen (3) sisäpuoli pidetään halutussa lämpötilassa ainakin yhden jäähdytyslaitteen (4) avulla ja kennoista (3) poistettu lämpö hyödynnetään lämmitystarkoituksiin. 70072 1 o