NO823920L - System for fremstilling og utnyttelse av energi - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et system for fremstilling og utnyttelse av energien i plantekulturer, hvor energien fremstilles ved hjelp av en forbrenningsmotor.som driver en dynamo, idet den varme som trekkes ut.av eksosgassene og kjølevannet, benyttes for oppvarming.

Et slikt system er kjent fra NL 61 399.

Den varme som trekkes ut fra eksosgassene og/eller motoren benyttes for oppvarming av drivhus, mens den elektriske energi som fremstilles kan benyttes i det minste delvis for belysning av drivhusene.

For drivhusdyrking er det ønsket å gjøre optimal bruk

av dagslyset slik at en søker å utstyre drivhus med størst mulig glassoverflate for å sikre optimal belysning av plan-

tene. Dette medfører imidlertid automatisk stort varmetap nær drivhusets vegger slik at effektiviteten for dette kjente system for produksjon og utnyttelse av energi er meget lav.

I henhold til oppfinnelsen er i det minste en del av

den elektriske energi som fremstilles, benyttet for belysning av en eller flere isolerte bygninger hvor planter dyrkes ved bruk av kunstig lys, mens bygningene holdes på en gitt, ønsket temperatur ved bruk av minst ett kjølesystem og varmen som ledes bort fra bygningene med kjølesystemet, også benyttes for oppvarming.

I praksis er det funnet at mange planter utmerket kan dyrkes utelukkende ved bruk av kunstig lys. Derfor kan slik dyrking foregå i rom som kan lukkes tilfredsstillende og iso-leres for å opprettholde optimale betingelser for dyrkingen. Lyskildene for kunstig lys er funnet å fremstille tilstrekke-

lig varme til at det i mange tilfeller er nødvendig å kjøle rommet og i henhold til oppfinnelsen benyttes denne varme så-

vel som den varme som trekkes ut fra eksosgassene og/eller kjølevannet i forbrenningsmotoren, for oppvarming, eksempel-

vis for oppvarming av konvensjonelle drivhus hvor produkter dyrkes som er mindre egnet for dyrking i lukkede rom med kunstig lys. På denne måte tillater systemet optimal utnyttelse av den energi som fremstilles ved forbrenningsmotoren.

Fra GB 583 721 er et system kjent hvor et dampproduk-sjonsanlegg benyttes for oppvarming av drivhus.

Den damp som fremstilles benyttes delvis for oppvarming og delvis for drift av en dampmaskin til hvilken en dynamo er koblet. Denne dynamo fremstiller, elektrisk energi som benyttes for ytterligere oppvarmingslegemer. Det system som er kjent fra GB 583 721 har de samme ulemper som beskrevet ovenfor i sammenheng med systemer kjent fra NL 61 399.

Oppfinnelsen beskrives eksempelvis på grunnlag av teg-ningen hvor figur 1 skjematisk viser en første utførelse av et systemi henhold til oppfinnelsen, figur 2 viser skjematisk en annen utførelse av et system i henhold, til oppfinnelsen, figur 3 viser skjematisk en tredje utførelse av. et system i henhold til oppfinnelsen og figur 4 viser en'fjerde utførelse av et system i henhold til oppfinnelsen.

Systemet på figur 1 omfatter en forbrenningsmotor 1 som kan være utformet som en gassmotor, en dieselmotor e.l. til hvilken energi i form av gassformet eller væskeformet brennstoff tilføres som vist med pilen A. Ved hjelp av maskinen:.l drives en dynamo 2 for fremstilling av elektrisk energi.

Systemet omfatter videre en eller flere isolerte celler r 3 som fortrinnsvis benyttes for dyrking av planter ved bruk av den foreliggende oppfinnelse, idet plantene .belyses med lamper. Som vist med pilene B mates en del av den elektriske energi som fremstilles av dynamoen 2, til lampene som er inn-stallert i cellene 3.

Den elektriske energi som tilføres disse lamper omfor-mes i det minste i det vesentlige helt til varme som frigjøres i de isolerte celler 3. For å kunne opprettholde den ønskede temperatur i cellene, er en kjølemaskin 4 av absorpsjonstypen forbundet med cellene 3, idet maskinen:som kjent omfatter en fordamper 5, en desorbator 6 og en kondensator 7. Til absorp-sjonskjølemaskinen tilføres videre varme som utvikles fra en varmeveksler 8 til hvilken på en side motorens 1 eksosgasser tilføres gjennom kanalene 9 og på den annen side kjølevannet

.fra.motoren gjennom en kanal 10, mens kjølevannet mates til-bake gjénnom en kanal 11 til motoren etter avkjøling i varmeveksleren 8. Den varme som trekkes ut av cellene 3 ved hjelp av absorpsjonskjølemaskinen (pilen C) sammen med den varme som oppnås fra varmeveksleren 8 (pilen C) overføres via ab-sorpsjonskjølemaskinen til et fluidum som ved hjelp av absorp-

sjonskjølemaskinen bringes til en høyere temperatur enn den luft som befinner seg i cellene 3. Ved hjelp av en konvensjo-nell absorpsjonskjølemaskin kan temperaturen i fluidet gene-

relt forhøyes med ikke mer enn 20-30°C i forhold til tempera-., turen i det fluidum som tilføres absorpsjonskjølemaskinen for kjøling, dvs. i det foreliggende tilfelle, lufttemperaturen i cellene 3.. I henhold til den foreliggende oppfinnelse mates det fluidum som oppvarmes ved hjelp av absorpsjonskjølemaskinen som vist med pilen D, til en varmepumpe 12 av kjent type, om-fattende en fordamper 13, en kondensator 14 og en kompressor 15 anordnet mellom fordamperen og kondensatoren, samt et drossellegeme anordnet mellom kondensatoren og fordamperen. Kompressoren 15 drives av en del av den elektriske energi som fremstilles av dynamoen 2 (pilen D'). Ved hjelp av denne varmepumpe, kan temperaturen i fluidet heves ved uttrekking

av varme fra det fluidum som oppvarmes ved hjelp av absorp-sjonskjølemaskinen 4. Ved hjelp av varmepumpen kan temperaturen som et resultat av dette heves til et høyere temperaturnivå slik at det fluidum som oppvarmes ved hjelp av varmepum-

pen kan ha en temperatur på 6 0-80°C..Dette fluidum, som vist med pilen E, kan benyttes sammen med det fluidum som har samme temperaturnivå og som trekkes ut fra varmeveksleren 8,

vist med pilene F, for.oppvarming av en eller flére bygninger 17. Selv om bygningen 17 kan utformes som enhver konstruk-

sjon som skal oppvarmes, oppnås en spesielt effektiv kombina-sjon dersom cellene 3 benyttes for dyrking av planter e.l.

ved at bygningen 17 er utformet som drivhus for dyrking av planter e.l. I dette tilfelle kan eksempelvis i sammenheng med plantenes veksttrinn, disse dyrkes i cellene 3 over en gitt tid og deretter overføres til drivhusene 17 for ytterligere vekst.

I en utførelse ble omtrent en tredjedel av den energi

som tilføres motoren 1 i form av brennstoff, omformet til elektrisk energi som ble -benyttet- ^ pår- åen - ene^ siåe for belysning av cellene og på den annen side for drift av kompressoren 15.

Den elektriske energi som ble tilført cellene ble omformet i

det minste i det vesentlige fullstendig til varme som tilnær-

met fullstendig ble utnyttet ved hjelp av kjølemaskinen og pumpen for oppvarming av bygningene. Videre ble omtrent halv-

parten av den energi som ble tilført motoren via brennstoffet absorbert av varmeveksleren i form av varme og delvis benyttet via absorpsjonskjølemaskinen og varmepumpen, som vist med pilen C<*>og delvis ledet som vist med-pilene F til oppvarmingsformål. Den totalt oppnådde effektivitet i systemet var således omtrent 92%.

Variasjoner i det ovenfor beskrevne system i henhold til oppfinnelsen er fullt ut oppnåelige. Systemet vist på figur 2 tilsvarer i det minste i hovedsak systemet på figur 1 og tilsvarende deler har samme henvisningstall.

Ved utførelsen på figur 2 er imidlertid absorpsjonskjøle-maskinen 4 .og varmepumpen erstattet av en såkalt varmemaskin 18 som også omfatter en fordamper 19, en kondensator 20, en kompressor 21 anordnet mellom fordamperen og kondensatoren og et drossellegeme .22 anordnet mellom kondensatoren og fordamperen, men som har en slik konstruksjon at det fluidum som oppvarmes i varmemaskinen og forlater denne, som vist med pilen E, har en temperatur som kan være omtrent 60° høyere enn temperaturen i det fluidum som skal kjøles ved bruk av varmemaskinen og som mates fra cellene 3 til varmemaskinen som vist med pilen C. Ytterligere operasjon av systemet på figur 2 er identisk med systemet beskrevet ovenfor i henhold til figur 1.

Systemet vist på figur 3 tilsvarer i det store og hele systemet på figur 2 og tilsvarende deler har samme henvisningstall.

Systemet på figur 3 omfatter imidlertid i tillegg en eller flere kjøleceller 23 hvor gods kjøles og lagres ved temperaturer på 0° eller lavere. På gitte tidspunkter når nye produkter innføres eller som et resultat av varmestrøm-men fra den ytre vegg til den indre vegg i kjølecellen, vil en viss varmemengde tilføres som vist med pilen G.

For å kjøle kjølecellen til den ønskede lave temperatur eller hhv. for å opprettholde denne lave temperatur til tross for innførselen av varmen, er en kjølemaskin 24, eksempelvis tilsvarende kjølemaskinen 12, forbundet med kjølecellen for å trekke ut varme fra kjølecellen(é), som vist med pilen H. Den energi med lav temperatur som således trekkes ut fra kjøle-cellene ledes bort på tilsvarende måte som ovenfor beskrevet, fra kjølemaskinen 24 ved hjelp av et fluidum i form av energi med høy temperatur som vist med pilen K. Fluidet med høy .; temperatur som forlater kjølemaskinen 24 mates igjen som vist med pilene K til en varmepumpe eller en varmemaskin 18 til hvilken også energien som trekkes ut fra cellene 3 mates, som vist med pilen C. Som ovenfor beskrevet, kan et ytterligere fluidum oppvarmes i denne varmepumpe ved en høyere temperatur slik at den energi som tilføres varmepumpen eller maskinen ved hjelp av et fluidum, kan avleveres ved en forholdsvis høy temperatur som vist med pilen L. Slik det videre er vist på figur 3, må denne energi ikke nødvendigvis benyttes i sammenheng med den energi som trekkes ut fra varmeveksleren 8 for oppvarming av bygninger, denne energi kan som et alternativ benyttes for et jordoppvarmingssystem 26. I et slikt tilfelle vil temperaturen i det fluidum som. mates til jordopp-varmingssystemet 26 vanligvis ikke måtte ha en så høy-temperatur som det fluidum som benyttes direkte for oppvarming av bygninger. I utførelsen vist på figur 3 benyttes den energi som trekkes ut fra varmeveksleren 8 igjen for oppvarming av bygninger, men det vil tydelig fremgå at denne energi kan ut-nyttes i et jordoppvarmingssystem eller et annet oppvarmings-system e.l., likeledes som det også kan være del av den strøm som er betegnet med pilen J. r

Figur 4 viser et system som delvis tilsvarer systemet

på figur 2. Tilsvarende deler har samme henvisningstall. Denne figur viser imidlertid at systemet omfatter en vakuumfordamper 27 hvis aktivering er del av den elektriske energi benyttes som fremstilles av dynamoen som vist med pilene M Til denne vakuumfordamper 27 tilføres videre den energi som trekkes ut fra varmemaskinen 18 og den energi som trekkes ut fra varmeveksleren 8, som vist med pilene N og P. Til fordamperen tilføres videre sjøvann som vist med pilen Q. Salt separeres ut i fordamperen som vist med pilen R og_ friskvann kan tilføres som vist med pilene L, til et kjøletårn 28 for lagring i et reservoar 29.. ; ,Det betones at. variasjoner. og/:eller tille.gg av:.de ovenfor beskrevne systemer.kan oppnås innenfor oppfinnelsens ramme mens optimal utnyttelse av den energi som tilføres forbrenningsmotoren i systemet opprettholdes. Der hvor det her er

omtalt kjøling av vann, kan dette uttrykk ogsa forstås å om-fatte kjøling av luft i tilfelle dét benyttes en luftkjølt motor.

Det er underforstått at systemet for kjøling av vekstrommene og bruk av den energi som trekkes ut av vekstrommene, også kan benyttes ved bruk av strøm fra elektrisitetsverk.

Claims (8)

1. System for fremstilling og utnyttelse av energi ved plantedyrking hvor en forbrenningsmotor og en dynamo som drives av forbrenningsmotoren benyttes for fremstilling av energi mens varme uttrekkes fra eksosgassene og/eller kjølevannet for oppvarmingsformål, karakterisert ved at minst en del av den elektriske energi som fremstilles benyttes for belysning av en eller flere isolerte bygninger hvor planter dyrkes ved hjelp av kunstig lys, mens bygningene holdes på en gitt ønsket temperatur med hjelp av minst ett kjøle-system og varmen som ledes bort fra bygningene ved .hjelp av kjølesystemet også benyttes for oppvarmingsformål.

2. System ifølge krav 1, karakterisert ved at den varme som ledes bort fra bygningene og/eller den varme som trekkes., ut fra eksosgassene og/eller kjøle- vannet i motoren, benyttes for oppvarming av drivhus e.l.

3. System ifølge krav 1-2, karakterisert ved at det omfatter en kjølecelle som holdes ved en ønsket temperatur ved hjelp av en kjølemaskin som avgir sin varme til kjølesystemene ved hjelp av hvilke den eller.de isolerte bygninger holdes ved den ønskede temperatur.

4. System ifølge krav 1-3, karakterisert ved at deler av den elektriske energi som fremstilles av dynamoen benyttes for å drive kjølesystemet.

5. System ifølge krav 1-4, k a r a k t e rii sert ved at kjølesystemet omfatter en absorpsjonskjølemaskin til hvilken den varme tilføres som trekkes ut av eksosgassene og/eller kjølevannet.

6. System-ifølge krav 1-5, karakterisert ved at minst en del av den varme som ledes bort fra bygningene og/eller den varme som trekkes ut av eksosgassene og/ eller kjølevannet i motoren, benyttes for.oppvarming av jorden.

7. System ifølge krav 1-6, k a r a k t e r .i;.s ert ved at minst en del av den varme som ledes bort fra bygningene og/eller den varme som trekkes ut av eksosgassene og/eller kjølevannet i motoren benyttes for oppvarming av et fordampningssystem.

8. Fremgangsmåte for dyrking av planter i lukkede rom hvor plantene dyrkes ved hjelp av kunstige.lyskilder, karakterisert ved å holde rommene ved en ønsket temperatur ved hjelp av minst én kjøleanordning og å benytte den varme, som trekkes ut fra rommet for oppvarmingsformål.