NL194529C

NL194529C - Device for growing a crop in a substantially closed space.

Info

Publication number: NL194529C
Application number: NL9001874A
Authority: NL
Original assignee: Wiebe Jan Boter
Priority date: 1990-08-24
Filing date: 1990-08-24
Publication date: 2002-07-02
Also published as: NL9001874A; NL194529B

Description

1 1945291 194529

Inrichting voor het kweken van een gewas in een in hoofdzaak gesloten ruimteDevice for growing a crop in a substantially closed space

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het op commerciële schaal kweken van een gewas in een in hoofdzaak van temperatuurinvloeden van buitenaf transparant afgesloten ruimte met een met 5 commerciële exploitatie overeenkomende grootte omvattende houders voor het ondersteunen van het gewas, toevoermiddelen voor water en meststoffen en luchtconditioneringsmiddelen, waarbij onder de houders een van uitblaasopeningen voorziene luchttoevoerleiding is aangebracht.The invention relates to a device for cultivating a crop on a commercial scale in a space that is substantially transparent from the outside and has a size corresponding to commercial exploitation, comprising containers for supporting the crop, feed means for water and fertilizers and air conditioning means, wherein an air supply line provided with blow-out openings is arranged under the holders.

Het met een dergelijke inrichting kweken van een gewas in een in hoofdzaak gesloten ruimte, zoals een warenhuis of kas is bekend uit DE-A-3.508.623. Door het gewas te kweken in een in hoofdzaak gesloten 10 ruimte, kunnen de weersinvloeden tot op zekere hoogte worden gecontroleerd. In de ruimte kan een klimaat worden gecreëerd dat voor de groei van het gewas optimaal is.The cultivation of a crop with such a device in a substantially closed space, such as a department store or greenhouse, is known from DE-A-3,508,623. By cultivating the crop in a substantially closed space, the weather influences can be controlled to a certain extent. A climate can be created in space that is optimal for the growth of the crop.

De uitvinding beoogt de bekende inrichting te verbeteren door een efficiëntere klimaatbeheersing.The object of the invention is to improve the known device through more efficient climate control.

Bij de inrichting volgens de uitvinding wordt dit bereikt doordat zich tussen de houders en de uitblaasopeningen van de luchttoevoerleiding uitstrekkende luchtgeleiders zijn aangebracht, die de uitgeblazen lucht 15 in een de houders omgevende opwaartse luchtstroom kunnen geleiden.In the device according to the invention this is achieved in that air guides are arranged between the holders and the blow-out openings of the air supply line, which can guide the blown-out air into an upward air flow surrounding the holders.

De planten van het gewas worden omgeven door de lucht van de opwaartse luchtstroom die als gevolg van toepassing van de luchtgeleiders geoptimaliseerd is, zodat de kwaliteit van het door elke plant ervaren klimaat afhangt van de lucht in de luchtstroom. In plaats van dat het klimaat in de gehele ruimte beheerst moet worden, behoeft slechts het microklimaat ter plaatse van de plant geoptimaliseerd te worden, hetgeen 20 op een efficiëntere wij ze kan geschieden.The plants of the crop are surrounded by the air of the upward air stream that is optimized as a result of the use of the air conductors, so that the quality of the climate experienced by each plant depends on the air in the air stream. Instead of having to control the climate in the entire space, only the microclimate at the location of the plant needs to be optimized, which can be done in a more efficient manner.

Opgemerkt wordt, dat in het bij zonder uit FR-A-1.472.154, doch ook uit US-A-3.492.761 klimaatkasten bekend zijn, waarin met geconditioneerde lucht gewassen worden gekweekt om deze te kunnen bestuderen. De uit deze publicaties bekende inrichtingen zijn echter volstrekt ongeschikt voor commerciële toepassingen, waarbij grootschalig gewassen worden gekweekt. Bij toepassing van de hieruit bekende inrichtingen in 25 een voor commerciële toepassingen geschikte en bekende kas of warenhuis zouden de luchtstromen, zonder de beperking van de relatief kleine klimaafkast, dusdanig ongecontroleerd en onbeheerst zijn, dat dergelijke toepassing zeer kostbaar, en/of niet rendabel, is.It is noted that climate chambers are known, in particular from FR-A-1,472,154, but also from US-A-3,492,761, in which crops are grown with conditioned air to be able to study them. The devices known from these publications are, however, completely unsuitable for commercial applications where large-scale crops are grown. When using the devices known therefrom in a greenhouse or department store suitable and known for commercial applications, the air currents would, without limiting the relatively small climbing cabinet, be so uncontrolled and uncontrolled that such application would be very expensive and / or not cost-effective is.

Bij voorkeur is de inrichting volgens de uitvinding gekenmerkt, doordat op een hoogte tussen de uitblaasopeningen en de houder toestroomopeningen voor omgevingslucht aanwezig zijn.The device according to the invention is preferably characterized in that supply openings for ambient air are present at a height between the blow-out openings and the holder.

30 De via de luchttoevoerleiding toegevoerde lucht wordt daarbij uiteraard zodanig geconditioneerd dat het mengsel van uitgeblazen lucht en aangezogen omgevingslucht de voor het gewas optimale toestand heeft.The air supplied via the air supply line is of course thereby conditioned such that the mixture of blown-out air and sucked-in ambient air is in the optimum condition for the crop.

Wanneer op een hoogte tussen de uitblaasopeningen en de houder een verwarmingsleiding is aangebracht, wordt de toegevoerde lucht door het passeren van de verwarmingsleiding verwarmd, terwijl bovendien het gewas in de houder zelf aan de ’’wortelzijde” wordt verwarmd, hetgeen voor bepaalde 35 gewassen gunstig is. Opgemerkt wordt, dat uit FR-A-2.509.125 kanalen voor warme lucht bekend zijn voor verwarming van plantenhouders, waar door de kanalen heen de luchttoevoerleidingen lopen.When a heating pipe is arranged at a height between the outlet openings and the holder, the supplied air is heated by passing the heating pipe, while moreover the crop in the holder itself is heated on the '' root side ', which is advantageous for certain crops is. It is noted that from FR-A-2,509,125 hot air channels are known for heating plant holders, through which the air supply lines run through the channels.

Bij voorkeur is de inrichting volgens de uitvinding gekenmerkt, doordat de houder buisvormig is en toe-en afvoermiddelen voor water met meststoffen zijn aangesloten, waarbij in het bovenoppervlak van de houder openingen zijn gevormd waarin in een dragermateriaal gewortelde planten van het gewas geplaatst 40 kunnen worden, en de toe- en afvoermiddelen aan weerseinden van de houder zijn aangesloten. Hierdoor kan een goede beheersing van de water- en meststoffentoevoer worden gerealiseerd in een sterk vereenvoudigde constructie. De planten kunnen in een zogeheten substraatteelt worden gekweekt, waarbij in de houder een substraat is geplaatst, waarin het gewas groeit. Het water met de meststoffen daarin kan aldus goed circuleren, terwijl bovendien het afval na de beëindiging van de teeltperiode zeer beperkt is.The device according to the invention is preferably characterized in that the holder is tubular and supply and discharge means for water are connected with fertilizers, wherein openings are formed in the upper surface of the holder into which plants of the crop rooted in a carrier material can be placed. and the supply and discharge means are connected at both ends of the holder. As a result, good control of the water and fertilizer supply can be achieved in a highly simplified construction. The plants can be grown in a so-called substrate cultivation, wherein a substrate is placed in the container, in which the crop grows. The water with the fertilizers therein can thus circulate well, while moreover the waste is very limited after the end of the cultivation period.

45 Opgemerkt wordt nog dat uit de Europese octrooiaanvrage 61.244 op zichzelf een buisvormige houder bekend is, waarop toe- en afvoermiddelen voor water zijn aangesloten.It is also noted that a tubular container is known per se from European patent application 61.244, to which supply and discharge means for water are connected.

Bij een inrichting welke koelmiddelen omvat met een warmtewisselaar met een doorstroomkanaal voor de aangezogen lucht en een daarmee in warmtewisselend contact staand doorstroomkanaal voor een koelvloeistof, zoals bekend uit de hiervoor genoemde Duitse octrooiaanvrage 3.508.623, wordt volgens de 50 uitvinding bij voorkeur het koelvloeistofdoorstroomkanaal opgenomen in een van een pomp voorziene kringloopleiding, waarvan zich een aanmerkelijk deel in de bodem van de ruimte uitstrekt. Hierdoor wordt op gunstige wij ze gebruik gemaakt van de lagere temperatuur van de grond onder de ruimte waarin wordt gekweekt.In a device which comprises cooling means with a heat exchanger with a flow channel for the sucked-in air and a flow channel for a cooling liquid that is in heat-exchanging contact with it, as known from the aforementioned German patent application 3,508,623, according to the invention the coolant flow channel is preferably included in a cycle provided with a pump, a substantial part of which extends into the bottom of the space. As a result, the lower temperature of the soil beneath the space in which cultivation takes place is advantageously used.

Teneinde hierbij ’’koude verlies” door indringen van warmte van bovenaf te voorkomen, is verder op 55 gunstige wij ze de inrichting volgens de uitvinding gekenmerkt, doordat de bodem van de ruimte is bedekt met een laag isolatiemateriaal.In order to prevent "cold loss" from penetrating heat from above, the device according to the invention is furthermore advantageously characterized in that the bottom of the space is covered with a layer of insulating material.

194529 2194529 2

De uitvinding zal verder worden toegelicht in de navolgende beschrijving aan de hand van een aantal uitvoeringsvoorbeelden welke zijn weergegeven in de figuren.The invention will be further elucidated in the following description with reference to a number of exemplary embodiments which are represented in the figures.

Figuur 1 toont in gedeeltelijk weggebroken perspectivisch aanzicht een kas.Figure 1 shows a greenhouse in partly broken away perspective view.

Figuur 2 toont een gedeeltelijk weggebroken detailaanzicht van een voorkeursuitvoeringsvorm.Figure 2 shows a partly broken away detailed view of a preferred embodiment.

5 Figuur 3 toont schematisch een deel van de uitvoeringsvorm.Figure 3 shows schematically a part of the embodiment.

Figuur 4 toont gedeeltelijk een met figuur 2 overeenkomend aanzicht van een uitvoeringsvariant.Figure 4 shows in part a view corresponding with Figure 2 of an embodiment variant.

In een kas 1, die een in hoofdzaak gesloten ruimte omvat, is op de grond 2 een aantal houders 4 opgesteld, waarin planten 3 zijn opgenomen.In a greenhouse 1, which comprises a substantially closed space, a number of holders 4 are arranged on the ground 2, in which plants 3 are accommodated.

10 In de getoonde uitvoeringsvorm worden de houders 4 gevormd door langwerpige buizen, in een bovenoppervlak waarvan openingen 9 zijn gevormd. In deze openingen 9 zijn dragers 5 geplaatst, waarin de planten 3 zijn geworteld.In the embodiment shown, the holders 4 are formed by elongated tubes, in an upper surface of which openings 9 are formed. Carriers 5 are placed in these openings 9, in which plants 3 are rooted.

Aan een einde wordt aan de houder 4 water 7 met meststoffen toegevoerd via een toevoerleiding 8. Dit water kan door het systeem circuleren en aan het tegenoverliggende einde van de houder 4 worden 15 afgevoerd. Wortels 6 van de planten 3 hangen in het water 7 en kunnen daaruit de meststoffen opnemen.At one end water 7 with fertilizers is supplied to the container 4 via a supply line 8. This water can circulate through the system and be discharged at the opposite end of the container 4. Roots 6 of the plants 3 hang in the water 7 and can absorb the fertilizers from it.

De meststoffen kunnen afzonderlijk toe te voegen meststoffen zijn, het water kan echter ook afkomstig zijn uit reservoirs waarin vissen worden gekweekt en op die manier meststoffen bevatten.The fertilizers can be fertilizers to be added separately, but the water can also come from reservoirs in which fish are farmed and thus contain fertilizers.

De houders 4 worden ondersteund door op regelmatige afstanden geplaatste beugels 10, die op steunen 11 rusten, welke bevestigd zijn aan een op de grond 2 liggende voetplaat 12.The holders 4 are supported by brackets 10 placed at regular distances, which rest on supports 11, which are attached to a base plate 12 lying on the ground 2.

20 De voetplaat 12 ondersteunt ook aan weerszijden een door een buis gevormde rail 13. Over twee naast elkaar liggende rails 13, kan een wagen 21 rijden, waarin van het gewas te oogsten producten worden verzameld.The base plate 12 also supports on both sides a rail 13 formed by a tube. Over two adjacent rails 13, a carriage 21 can travel, in which products to be harvested from the crop are collected.

De steunen 11 ondersteunen ook luchtgeleiders 14, die een in doorsnede Y-vormig stromingskanaal 15 bepalen. Onder de poot van de y is een luchttoevoerbuis 17 geplaatst, die voorzien is van uitblaas-25 openingen 18. Door deze uitblaasopeningen kan lucht in het luchtkanaal 15 worden geblazen. Deze lucht stroomt, zoals aangegeven met de pijl 16, aan weerszijden om de houder 4, zodat de planten 3 worden omgeven door lucht van de opwaartse luchtstroom 16.The supports 11 also support air conductors 14, which define a flow channel 15 in cross-section Y-shaped. Under the leg of the y is an air supply tube 17 which is provided with blow-out openings 18. Air can be blown into the air duct 15 through these blow-out openings. As indicated by the arrow 16, this air flows around the holder 4 on either side, so that the plants 3 are surrounded by air from the upward air stream 16.

De luchtgeleiders 14 laten nabij de bodem 2 een spieetvormige opening 22 vrij. Door deze opening 22 kan omgevingslucht worden aangezogen. Deze omgevingslucht kan worden meegezogen door de lucht uit 30 de uitblaasopeningen 18. Omgevingslucht kan ook worden aangezogen doordat een natuurlijke trek ontstaat ten gevolge van de verwarming van de lucht in het opgaande gedeelte van het kanaal 15 door een door de steunen 11 gedragen verwarmingsleiding 19. Deze verwarmingsleiding 19 is voorzien van oppervlak vergrotende lamellen 20.The air conductors 14 leave a key-shaped opening 22 close to the bottom 2. Ambient air can be drawn in through this opening 22. This ambient air can be sucked in by the air from the outlet openings 18. Ambient air can also be sucked in because a natural draft is created as a result of the heating of the air in the ascending part of the channel 15 through a heating pipe 19 carried by the supports 11. This heating pipe 19 is provided with surface enlarging slats 20.

De verwarmingsleiding 19 kan op deze wij ze de lucht waardoor de planten 3 worden omgeven op de 35 gewenste temperatuur verwarmen. Bovendien wordt door de warmte-afgifte van de verwarmingsleiding 19 de houder 4 met het daarin aanwezige voedingswater 7 verwarmd. Zoals bekend is het voor sommige gewassen gunstig wanneer het wortelstelsel daarvan omgeven wordt door medium met een verhoogde temperatuur.The heating pipe 19 can in this way heat the air surrounding the plants 3 to the desired temperature. In addition, the heat release from the heating line 19 heats the container 4 with the feed water 7 contained therein. As is known, it is favorable for some crops if the root system thereof is surrounded by medium with an elevated temperature.

Bij de in figuur 2 getoonde uitvoeringsvorm is om het onderste gedeelte van de houder 4 een laag 40 isolatiemateriaal 23 aangebracht die het mogelijk maakt verwarmingswater met een hoge temperatuur door de verwarmingsleiding 19 te sturen, zonder het gevaar dat het voedingswater 7 te warm wordt.In the embodiment shown in Figure 2, a layer 40 of insulating material 23 is arranged around the lower part of the holder 4, which makes it possible to send heating water at a high temperature through the heating pipe 19, without the risk of the feed water 7 becoming too hot.

Behalve conditionering van de aan het gewas toegevoerde lucht door verwarming, kan de conditionering ook inhouden koeling, bevochtiging en C02-toevoeging. Figuur 3 toont een schema van dergelijke conditioneringsmiddelen.In addition to conditioning the air supplied to the crop by heating, the conditioning can also include cooling, humidification and CO2 addition. Figure 3 shows a diagram of such conditioning agents.

45 De conditioneringsmiddelen omvatten hier een koelinrichting 25 die door middel van een warmtewisselaar 26 uit de ruimte aangezogen lucht kan koelen. Het koelmedium, dat water kan zijn, stroomt door een kringloopleiding, waarvan een belangrijk deel gevormd wordt door een in de bodem 2 ingegraven leiding 31. Op deze wij ze wordt nuttig gebruik gemaakt van de lage temperatuur van de bodem, voor het koelen van de lucht.The conditioning means here comprise a cooling device 25 which can cool air drawn in from the space by means of a heat exchanger 26. The cooling medium, which may be water, flows through a recycle pipe, an important part of which is formed by a line 31 buried in the bottom 2. In this way, the low temperature of the bottom is used to cool the bottom. sky.

50 De lage temperatuur van de bodem kan in stand gehouden worden door ’s nachts ook water door de leiding 31 te laten stromen, dat gekoeld wordt met de koele buitenlucht.The low temperature of the soil can be maintained by also allowing water to flow through the pipe 31 at night, which is cooled with the cool outside air.

Als alternatief kan het koelwater door de leiding 19 worden gepompt, zodat de via de leiding 17 toegevoerde lucht bij het passeren daarvan wordt gekoeld.Alternatively, the cooling water can be pumped through the line 19, so that the air supplied via the line 17 is cooled as it passes through it.

De lucht wordt aangezogen met behulp van een geschikte luchtpomp 28. Aan de aangezogen lucht 55 wordt koolstofdioxide uit cilinders 30 toegevoerd, teneinde het koolstofdioxidegehalte op een voor het gewas geschikte waarde te houden. Verder wordt in de menginrichting 27 de vochtigheid van de lucht op een geschikte waarde gebracht door uit een waterleiding 29 toegevoerd water.The air is sucked in with the aid of a suitable air pump 28. Carbon dioxide from cylinders 30 is supplied to the sucked air 55 in order to keep the carbon dioxide content at a value suitable for the crop. Furthermore, in the mixing device 27, the humidity of the air is brought to a suitable value by water supplied from a water pipe 29.

Claims

Device for growing a crop on a commercial scale in a space essentially closed off from outside with transparent temperature influences with a size corresponding to commercial exploitation, comprising containers for supporting the crop, feed means for water and fertilizers and air conditioning means, wherein an air supply line provided with blow-out openings is arranged under the holders, characterized in that air guides (14) extending between the holders (4) and the blow-out openings (18) of the air supply line (17) are arranged, which air blown in a blown air can guide upward airflow surrounding the containers.

Device according to claim 1, characterized in that ambient air intake openings (22) are present at a height between the blow-out openings (18) and the holder (4).

Device according to claim 1 or 2, characterized in that a heating pipe (19) is arranged between the outlet openings (18) and the holder 40.

3 194529 To prevent heat from penetrating into the ground 2 from above, an insulating layer 32 can advantageously be applied at a small depth. As a result, the operation of the cooling device 25 can be guaranteed for a long time. Figure 4 shows an embodiment variant which is distinguished by a particularly economic embodiment of the substrate. The plant holder, air conductor and heating pipe are indicated with the same reference numbers as in figure 2. The substrate is structured as follows. An insulating layer 36 is provided on the hard ground 35. A floor 37 of cement mortar has been poured onto this insulation layer. Tiles 38 are laid on this floor 37. The cement floor 37 with the tile floor 38 together form the load-bearing floor.

The tiles 38 are laid such that they are at some distance at the location of a planter 4. A U-shaped profile 39, preferably a plastic profile, is laid in the groove thus formed. Arranged in this U-profile 39 is the air line 40, which in this embodiment is formed by a perforated spiral pipe, which is known per se for drainage purposes. The upright walls of the U-profile 39 guide the air exiting from the perforation openings of the air tube 40 up to between the air conductors 14. The planter 4, air conductors 14 and heating conduit 1 are supported at regular intervals by supports placed on the tiled floor. supported. As figure 4 still shows, in the earth ground 35, below the insulation layer 36, a bottom line 41 is provided, corresponding to the bottom line 31 shown in figure 3. Since the crop 3, as noted earlier, is completely surrounded by the conditioned air 20 in the upwardly directed airflow, the climate at the location of each plant 3 of the crop is optimal. Since the humidity of the air is set to a suitable value, it is unnecessary to spray the crop. Because the air can be cooled in the manner described, the greenhouse 1 does not have to have air vents. In the case of strong sunlight, an upper layer of the air in the greenhouse 1 can have a considerably higher temperature than the air at the location of the crop, without this being harmful to the crop.

Device as claimed in any of the claims 1-3, the container (4) is tubular and feed (8) and drainage means for water with fertilizers are connected oven surface of the container openings (9) in which roots are rooted in a carrier material (5) plants (3) of the crop can be placed, and the supply and discharge means are connected at both ends of the holder.

Device as claimed in any of the claims 1-4, wherein air-conditioning means are provided, which means comprise adding carbon dioxide to the sucked-in air, which means are characterized by pressure containers (30) with compressed carbon dioxide.

6. Device as claimed in claim 5, comprising cooling means with a heat exchanger with a flow channel for the sucked-in air and a flow channel 50 for a cooling liquid which is in heat-exchanging contact, characterized in that the coolant flow-through channel is included in one of a recycle pump (31, of which a substantial part extends in the bottom of the room 194529 4).

Device according to claim 6, characterized in that the bottom of the space is covered with a layer of insulating material (12). Hereby 4 sheets of drawing