WO2015028470A1 - Heat exchanger device for a greenhouse - Google Patents

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WO2015028470A1
WO2015028470A1 PCT/EP2014/068092 EP2014068092W WO2015028470A1 WO 2015028470 A1 WO2015028470 A1 WO 2015028470A1 EP 2014068092 W EP2014068092 W EP 2014068092W WO 2015028470 A1 WO2015028470 A1 WO 2015028470A1
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greenhouse
heat exchanger
pipe
exchanger device
pipeline
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PCT/EP2014/068092
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Inventor
Uwe Schmidt
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Humboldt-Universität Zu Berlin
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • A01G9/245Conduits for heating by means of liquids, e.g. used as frame members or for soil heating
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • A01G9/246Air-conditioning systems
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/25Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger device for a greenhouse according to the preamble of claim 1, a greenhouse with a heat exchanger device and a method for operating a heat exchanger device for a greenhouse.
  • Such a heat exchanger device for a greenhouse comprises at least one pipeline, which is traversed by a fluid in a cooling operation for extracting heat from the greenhouse, and a carrier device for arranging the at least one pipeline in a greenhouse.
  • Cooling by air exchange or using a heat exchanger device has conventionally the disadvantage that comparatively large amounts of air must be moved to effect an exchange of air in a greenhouse or to move the air to be cooled past a heat exchanger.
  • heat exchangers which are installed in a place in the greenhouse, there is also the disadvantage that the temperature and moisture distribution in the greenhouse is relatively non-uniform, due to the fact that usually sucked warm air in an attic of a greenhouse and after passing the heat exchanger cool, dry air is blown back into the greenhouse.
  • heat exchanger units installed freely in a greenhouse, which cool the greenhouse and condense out the water vapor emitted by the plants (cf. Article by JB Campen et al., "Dehumidification in Greenhouses by Condensation on Finned Pipes", Biosystems Engineering (2002), 82 (2), 177-185) .
  • These heat exchanger devices include continuous piping, such as spiral finned tubes, in an attic space a greenhouse are firmly installed and are thus flowed around by ascending, warm, humid air in the greenhouse.
  • the object of the present invention is to provide a heat exchanger device for a greenhouse, a greenhouse with a heat exchanger device and a method for operating a heat exchanger device which, on the one hand, permit economically favorable cooling operation for cooling which is favorable for plants, but on the other hand have a disadvantage avoid possible shading of light on plants.
  • the support means for adjusting the at least one pipe is formed such that the at least one pipe between an upper position and a lower position is adjustable.
  • the upper position can be approximated to a roof of the greenhouse, in particular in the case of proper arrangement of the heat exchanger device in a greenhouse, while the lower position is in accordance with the arrangement of the heat exchanger device in a greenhouse below a plant gutter, to be arranged in the plants.
  • the present invention is based on the idea of pipes of a heat exchanger device, which are flowed through by a (cool) fluid in a cooling operation for extracting heat from the greenhouse, not fixed to install in a greenhouse, but to arrange movably in a greenhouse such that they can be adjusted between different positions.
  • the pipes are installed on a support means in a greenhouse, wherein by means of the support means, the pipes between an upper position, in which the pipes are arranged, for example, in a roof space of a greenhouse, and a lower position in which the pipes, for example, below in the greenhouse located gutters for receiving plants are arranged, can be adjusted.
  • an effective cooling operation can be effected by the pipes are flowed through by a fluid for extracting heat from the greenhouse.
  • the pipes can be transferred to a shading of to avoid plants in the greenhouse.
  • the pipelines can be moved, for example, depending on the time of day in the lower position, for example, in the morning at (still) comparatively low incidence of light to avoid shading of the plants. Only later in the day, when the light has become stronger and thus a shading of the plants through the pipes is less detrimental or even negligible, the pipes can then be moved to their upper position to effect cooling during the day temperature of the greenhouse ,
  • the at least one pipe of the heat exchanger device can also be adjusted in one or more intermediate positions between the upper position and the lower position.
  • at least one middle position may be provided between the upper position and the lower position, which is arranged in a greenhouse above one or more plant gutters of the greenhouse, but below the upper position when the arrangement of the heat exchanger device.
  • the at least one pipeline can thus be arranged, for example, straight at the level of arranged in a plant gutter plants, which is particularly advantageous if the heat exchanger device can be operated instead of the cooling operation in a heat mode for warming the plants, as below should be explained.
  • the at least one pipe In the upper position, the at least one pipe is suspended in an attic of a greenhouse and is thus located above located in the greenhouse plants, so that the at least one pipe can be flowed around by rising warm, moist air.
  • the lower position In the lower position, however, is at least one pipe below the plants, for example, in the vicinity of a floor of the greenhouse, wherein a storage device for storing the at least one pipe may be provided in the lower position to the at least one pipe in the lower position in defined position.
  • the at least one pipe can be stored in particular so that the at least one pipe for the usual operation of the greenhouse is not a hindrance and can be easily accessed on the plants in the greenhouse.
  • the at least one pipeline can be held in a position to the side of driveways in a greenhouse, so that vehicles used in a greenhouse, For example, a Hubbewagen for care and harvesting work, can be moved unhindered along the intended routes.
  • a condensate drainage channel for collecting condensate that drips off the pipeline can be provided on the at least one pipeline.
  • a bead is advantageously formed in a storage surface of the storage device, in which the Kondensatrinne can be inserted and which receives the Kondensatrinne protective in the stored position.
  • the support means serves to adjustably suspend the at least one pipeline in a greenhouse.
  • the carrier device can have an adjusting device, for example in the form of an adjusting cable or another suspension means, for adjusting the at least one pipeline between the upper position and the lower position.
  • the adjusting device is preferably suspended on a suitable suspension device, for example in the form of pulleys, on a roof structure of the greenhouse, so adjusted by adjusting the adjusting device along a direction of gravity substantially corresponding to the adjustment at least one pipe between its upper position and its lower position can be.
  • the support means may also be formed as a stand or guide means by means of which the at least one pipe is adjustably mounted on a greenhouse floor or by means of which the at least one pipe in a guided manner, e.g. along suitable, for example, between the greenhouse floor and a roof structure extended guide rails between its upper position and its lower position can be adjusted.
  • the carrier device has a suitable drive device by means of which the at least one pipeline can be lowered from its upper position (in cooperation with gravity) or raised in the direction of the upper position.
  • the heat exchanger device can be operated either in a cooling mode or in a heat mode.
  • the heat exchanger device removes heat from the greenhouse, the heat being advantageously stored to thereby gain energy.
  • the Heat mode gives the heat exchanger device from heat to heat plants located in the greenhouse, for example, previously used for the heat operation and stored heat used and can be discharged again.
  • a suitable fluid for example water
  • a suitable fluid for example water
  • a first fluid and in cooling mode a second fluid which differs in temperature from the first fluid
  • the (second) fluid for the cooling operation in this case preferably has a temperature below the dew point of the ambient air surrounding the pipeline, so that cooling can be achieved by means of the comparatively cool fluid.
  • the (first) fluid for the thermal operation has a comparatively high temperature, in any case a temperature above the temperature of the ambient air, in order to effect a heating of the ambient air.
  • the first fluid for the thermal operation for example, have a temperature 80 ' ⁇ .
  • the second fluid for the cooling operation may for example have a temperature of 10 ° C.
  • the at least one pipe is connected for example via suitable flexible hoses to one or more distributors, which are adapted to a first fluid for the thermal operation or a second fluid for the cooling operation through the pipe conduct.
  • the distributor By controlling the distributor, the heat exchanger device can thus be operated either in heat mode or in cooling mode.
  • the distributor may in particular be designed to introduce different fluids into the at least one pipeline in different positions of the at least one pipeline.
  • the heat exchanger device can be operated, for example in the upper position of the at least one pipe in the cooling mode, so that by flowing through the at least one pipe with a suitable, cooling fluid heat from the at least one pipe flowing around warm, moist air can be withdrawn.
  • the heat exchanger means In the middle position, in which the at least one pipe is approximated in a plant gutter arranged plants, the heat exchanger means, however, for example, can be operated in heat mode, so that by giving off heat, the plants can be warmed.
  • a control device For controlling the carrier device for adjusting the at least one pipeline and also for controlling the distributor, a control device is preferably provided which can effect a control, for example, as a function of a temperature characteristic or a light intensity parameter or as a function of time.
  • a control device for example, at least one sensor device may be provided for detecting at least one temperature characteristic value and / or one light intensity characteristic value which is connected to the control device and the control device controls the carrier device and / or the distributor depending on its sensor data.
  • the at least one pipe can be moved, for example, at high temperatures in the upper position to effect cooling of the greenhouse in a cooling operation.
  • the heat exchanger device can be operated in a heat mode.
  • the at least one pipe can be moved in response to a measured light intensity in the lower position to avoid shading or in the upper position. For example, if it is determined that the light intensity is low, the at least one pipe can be lowered to the lower position. On the other hand, if the light intensity is so strong that adverse effects due to shadowing by the at least one pipeline in the upper position can be neglected, the at least one pipeline can be raised.
  • a control can be done depending on the time of day.
  • the at least one pipeline can be driven early in the morning sun in the lower position to avoid shading in the morning, relatively weak light intensity. If the light intensity then increases during the course of the day and consequently the temperature in the greenhouse increases, then the at least one pipeline can be moved into the upper position in order to effect cooling of the greenhouse.
  • cold Au HFtemperaturen for example, in winter is also conceivable early in the morning to move the at least one pipe in the middle position or the upper position to cause especially in the early morning in a warming operation, a warming of the plants in the greenhouse. This is particularly useful when used in a greenhouse energy umbrellas for energetic foreclosure of an attic of the greenhouse.
  • a comparatively cool fluid flows through the at least one pipeline, so that cooling of the air is effected by removal of heat from the warm air flowing around the at least one pipeline. Due to the energy transfer from the warm air to the cool fluid, the air is deprived of so-called sensible heat. In addition, it comes on the flowed through by the cool fluid pipe for condensation of the humidity contained in the warm, humid air. This humidity is caused by the transpiration of plants, as a result of which plant leaves cool below the air temperature and thus additionally extract sensible heat from their (comparatively large) leaf areas of the air. By their transpiration, the crops thus support the cooling capacity of the heat exchanger device. By condensing the transpired water of the plant leaves on the at least one pipeline, the air is also deprived of the so-called latent heat.
  • a condensation channel is preferably arranged on the at least one pipeline.
  • the Kondensatrinne can for example (viewed along the direction of gravity) be arranged below the at least one pipe, so that condensation liquid from the at least one pipe can drip into the Kondensatrinne.
  • the condensate drain may be in fluid communication with an irrigation system of the greenhouse.
  • the condensation water collected in the condensate can thus be integrated into the irrigation system of the Greenhouse be initiated so that the condensate can be fed back to the irrigation of the plants.
  • the at least one pipeline of the heat exchanger device is formed, for example, by a spiral ribbed tube, that is, by a tube, on which spiral ribs are arranged.
  • other pipes can be used, for example, so-called Aluhofflrohre or completely differently configured piping. Preference is given to using pipelines which have a comparatively large surface per meter of length in order to be able to ensure efficient heat transfer.
  • a greenhouse may have at least two energy screens for shielding a roof space of the greenhouse from a plant space below the loft.
  • the energy shields can be adjusted relative to each other to shield the roof space in a closed position and to allow in an open position an exchange of air between the roof space and the plant room and in particular to allow a light incidence on the roof of the greenhouse in the plant room.
  • the energy shields are closed at night, so that the air temperature in the loft cools down, but at the same time the temperature in the plant room does not drop above the dimensions.
  • the at least one pipe in the upper position in the region of a gap between the at least two energy shields can be driven to heat the cold air that flows through the gap directly before the air hits the plants.
  • the cold air thus flows around the pipe arranged in the region of the gap between the energy shields and is heated there, so that the introduction of the air does not lead to excessive cooling in the plant space of the greenhouse.
  • the object is also achieved by a method for operating a heat exchanger device for a greenhouse.
  • the heat exchanger device comprises at least one pipeline through which a fluid flows in a cooling operation for removing heat from the greenhouse, and a carrier device for arranging the at least one pipeline in one Glasshouse. It is provided that the carrier device adjusts the at least one pipeline between an upper position and a lower position.
  • the heat exchanger device as described above, optionally operated in a heat mode or a cooling operation.
  • a heat mode a comparatively warm, first fluid flows through the at least one pipeline, while in the cooling mode a comparatively cool, second fluid is passed through the at least one pipeline.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a greenhouse with a heat exchange device arranged thereon; a view of a pipeline of a heat exchanger device; a view of the pipe to a support device in a lower position; a schematic view of a pipeline in the region of a gap between two energy shields of the greenhouse; a schematic plan view of a greenhouse with pipes arranged therein of a heat exchanger device; and another schematic view of a greenhouse with piping disposed therein.
  • Fig. 1 shows a schematic view of a greenhouse 1 for growing plants 4.
  • the plants 4 are arranged in a plant room 1 1, above which is a limited by a roof 10 roof space 100.
  • the plants 4 are arranged in plant channels 3 on a floor 12 of the greenhouse 1.
  • the greenhouse 1 is, as is known per se, configured substantially glass, so that light can substantially unimpeded in the greenhouse 1 and irradiate the plants 4.
  • the greenhouse 1 are several elongated Plant gutters 3, for example, arranged parallel to each other, wherein between the plant channels 3 routes, for example, with parallel to the plant channels 3 extending rails 50 for a vehicle 5, for example, a Hubbewagen for harvesting and maintenance work. With the vehicle 5 can be driven along the routes, so that staff at the plants 4 can perform required work.
  • the greenhouse 1 has a heat exchanger device 2 with a total of three pairs of pipes 20, which are suspended by a carrier device 21 on a support structure 14 above the plant space 1 1 of the greenhouse 1.
  • the pipelines 20 are, as illustrated in FIG. 2, designed as spiral finned tubes with radially extending spiral ribs 200 and extend substantially parallel to the direction of extent of the plant troughs 3.
  • the carrier device 21 has an adjusting device 210 in the form of cables which are attached to a suspension device 21 1 suspended in the form of pulleys on the support structure 14.
  • the pipes 20 can be adjusted between an upper position H2 and a lower position HO.
  • the pipes of the support structure 14 and thus the roof space 100 are directly approximated.
  • the lower position HO are the pipes 20 below the plant channels 3, wherein storage devices 22 are provided for receiving the pipe 20 in the lower position HO to the pipes 20 in the lower position HO side of the routes, especially the side of the Routways arranged rails 50, to be placed so that a vehicle 5 can drive freely from the pipes 20 along the driveways.
  • the pipes 20 can be moved to a middle position H1, in which they are arranged above the plant channels 3, but approximately at the level of the plants 4.
  • the pipelines 20 can each be adjusted differently, wherein it is also conceivable to provide a pairwise adjustment of the pipelines 20, as illustrated in FIG. 1.
  • the heat exchanger device 2 with its pipes 20 can be operated in a cooling mode or a heat mode.
  • cooling operation flows through a comparatively cool fluid, which preferably has a temperature below the dew point of the air in the greenhouse 1, the pipes, wherein in Cooling operation, the pipes 20 are preferably in the upper position H2, so that in the greenhouse 1 rising, warm, moist air, the pipes 20 can flow around.
  • the humidity contained in the air condenses on the pipes 20, so that the air both sensible and latent heat is withdrawn.
  • a comparatively warm fluid flows through the pipelines 20. If the pipelines 20 are in the middle position H1, for example, the air in the area of the plants 4 can be heated in this way, with the pipelines 20 for the thermal operation also being in the lower position HO or the upper position H2.
  • a condensate channel 201 is arranged beneath the pipeline 20 designed as a spiral ribbed tube, wherein the condensate channel 201 is held by holders 202, for example on a pipe section 203 of the pipeline 20 (a plurality of brackets 202 are spaced along the longitudinal direction of the pipeline 20) provided to each other to hold the Kondensatrinne 201 to the pipeline 20).
  • the Kondensatrinne 201 serves to catch a condensation liquid, which is formed by condensation of the humidity of the pipe 20 flowing around the warm, moist air at the pipe 20 and dripping from the pipe 20.
  • the Kondensatrinne 201 can in this case be slightly inclined along its longitudinal direction and, as illustrated in Fig. 6, via one end the collected condensation liquid to a Kondensatsammeirinne 240 lead, which is connected to an irrigation system 24 of the greenhouse 1, so that the condensation liquid in the Irrigation system 24 introduced and thus the plants 4 can be fed back to irrigation.
  • the Kondensatrinne 201 is disposed below the pipe 20.
  • the storage device 22 On a storage surface 221, on which the pipe 20 is placed in the lower position HO, a bead 220, which is formed in such a manner in the storage surface 221 that when the pipe 20 is laid, the Kondensatrinne 201 comes to rest in the bead 220 and thus is received in a protected manner in the bead 220.
  • FIG. 3 As shown schematically in FIG.
  • the conduits 20 are connected to a manifold 23 which can be controlled to pass hot or cool liquid through the conduits 20.
  • the manifold 23 is connected via flexible hoses 23 to the pipes 20, so that the pipes 20 can be adjusted by adjusting the support means 21 relative to the stationary manifold 23.
  • a control device 25 For controlling the distributor 23 and the carrier device 21, a control device 25 is provided, to which one or more sensor devices in the form of a temperature sensor 250 or a light intensity sensor 251 can be connected, which are shown only schematically in FIG.
  • the control device 25 serves to control the carrier device 21 for adjusting the pipelines 20, for example as a function of a measured temperature value, a measured light intensity value or as a function of the (day) time.
  • the control device 25 also serves to control the distributor 23 in order, for example, to guide different fluids through the pipelines 20 as a function of the position of the pipelines 20.
  • the pipes 20 are in particular when they are to serve in a cooling operation for cooling. In this upper position H2, they are surrounded by warm, moist air, so that by heat extraction, the air can be cooled. In order to avoid shading of the plants 4 located in the plant space 1 1, in particular in the early morning hours, the pipes 20 for cooling can only be moved to the upper position H2 in the morning. This has the advantage that no shading takes place in the morning hours when the intensity of the light increases gradually, cooling in these early morning hours generally not being required anyway.
  • the pipelines 20 can be moved to the lower position HO in order to provide for the heating of the greenhouse 1 by releasing heat at night.
  • the pipelines 20 can be moved in this case, for example, in the middle position H1 to provide for a warming of the air directly to the plants 4 and condensation on the plants 4 at Opening of arranged in the greenhouse 1 energy shields 13 to shield the roof space 100 to prevent.
  • the spiral finned tubes can also be moved into the upper position H2 directly under the energy shields 13 to cause dehumidification of the greenhouse 1 in cooling operation by flowing the pipes 20 with cool fluid.
  • energy shields 13 are arranged between the roof space 100 of the greenhouse 1 and the plant space 1 1 for the energetic separation of the roof space 100 from the plant space 11, wherein the energy screens 13 are provided, for example, by a suitable cloth material or the like, along an opening direction O, as shown schematically in Fig. 4, can be moved to energetically complete or release the roof space 100.
  • the energy screens 13 are here in an open position, in which the roof space 100 is not shielded, so that light can enter the plant space 1 1 unhindered.
  • the energy shields 13 are closed, so that heat from the plant room 1 1 can not easily get into the roof space 100.
  • the air in the roof space 100 cools down strongly at night, which means that when the energy shields 13 are opened, cold air flows into the plant space 11 early in the morning.
  • the pipelines 20 may be arranged in their upper position H2 just in the region of a gap 130 between two energy shields 13, as illustrated in FIG when the energy screens 13 are opened, cold air flows through the gap 130 and strikes the pipeline 20 arranged in the region of the gap 130, where the cold air is heated. If the cold air has flowed out of the roof space 100, the energy shields 13 can be completely opened.
  • an adjustment of the pipes can in principle also be made dependent on other criteria.
  • a cooling operation can be provided with closed ventilation, can be enriched in the greenhouse C0 2 to increase the rate of photosynthesis of the plants without the initiated C0 2 can escape through the ventilation.
  • condensate formed on the pipes can in turn be introduced into an irrigation cycle, can also reduce the water consumption in a greenhouse facility of the type described here and the water use efficiency can be increased.
  • a heat exchanger device can be operated both in cooling and in heat mode, it is fundamentally possible to dispense with additional heaters at the bottom of a greenhouse, which can reduce the costs for greenhouse operation.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • Greenhouses (AREA)

Abstract

The invention relates to a heat exchanger device (2) for a greenhouse (1), comprising at last one pipeline (20) through which a fluid flows in the cooling mode for withdrawing heat from the greenhouse (1), and a support device (21) for arranging the at least one pipeline (20) in a greenhouse (1). According to the invention, said support device (21) is designed to adjust said at least one pipeline (20) in such a way that the at least one pipeline (20) can be adjusted between an upper position (H2) and a lower position (H0).

Description

Wärmetauschereinrichtung für ein Gewächshaus  Heat exchanger device for a greenhouse
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft eine Wärmetauschereinrichtung für ein Gewächshaus nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , ein Gewächshaus mit einer Wärmetauschereinrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Wärmetauschereinrichtung für ein Gewächshaus. The invention relates to a heat exchanger device for a greenhouse according to the preamble of claim 1, a greenhouse with a heat exchanger device and a method for operating a heat exchanger device for a greenhouse.
Eine derartige Wärmetauschereinrichtung für ein Gewächshaus umfasst mindestens eine Rohrleitung, die in einem Kühlbetrieb zum Entziehen von Wärme aus dem Gewächshaus von einem Fluid durchströmt wird, und eine Trägereinrichtung zum Anordnen der mindestens einen Rohrleitung in einem Gewächshaus. Such a heat exchanger device for a greenhouse comprises at least one pipeline, which is traversed by a fluid in a cooling operation for extracting heat from the greenhouse, and a carrier device for arranging the at least one pipeline in a greenhouse.
Infolge der Verknappung der Ressourcen und des damit verbundenen Anstieges der Energiepreise stellen Gartenbaubetriebe mit Gewächshäusern heutzutage auf die Versorgung mit alternativen Energien um. Um hierbei Solarenergie aus geschlossen betriebenen Gewächshäusern gewinnen zu können, ist erforderlich, Gewächshäuser zu kühlen. Die Kühlung der Gewächshäuser durch Wärmeentzug bei geschlossener Lüftung bringt hierbei insbesondere im Sommer bei hohen Außentemperaturen zudem den Vorteil, dass technisches C02 zur Steigerung der Fotosyntheseraten der Pflanzen ganztätig in die Gewächshäuser eingeleitet werden kann, ohne dass eingeleitetes C02 über die Lüftung wieder entweichen kann. Eine Kühlung von Gewächshäusern ist zudem insbesondere bei hohen Temperaturen erforderlich, um in den Gewächshäusern gezüchtete Pflanzen zu schützen. Um Gewächshäuser zu kühlen, sind im Wesentlichen drei Ansätze verfolgt worden. Zum einen kann Wärme aus Gewächshäusern über einen Luftaustausch mittels eines geeigneten Lüftungssystems entzogen werden. Zum zweiten kann eine Kühlung über eine Wärmetauschereinrichtung durch Verwendung geeigneter Kältetechnik erreicht werden. Und zum dritten kann eine so genannte Latentkühlung über Nebelsysteme oder eine Matten kühlung bewirkt werden. As a result of the scarcity of resources and the associated increase in energy prices, horticultural businesses with greenhouses nowadays switch to alternative energy supply. In order to be able to gain solar energy from closed operated greenhouses, it is necessary to cool greenhouses. The cooling of the greenhouses by heat extraction with closed ventilation brings here also in summer at high outdoor temperatures also has the advantage that technical C0 2 can be introduced to increase the photosynthetic rates of the plants all day in the greenhouses, without that initiated C0 2 can escape through the ventilation again , Cooling of greenhouses is also required, especially at high temperatures, to protect plants grown in the greenhouses. In order to cool greenhouses, essentially three approaches have been followed. On the one hand, heat from greenhouses can be extracted via an air exchange by means of a suitable ventilation system. Secondly, cooling via a heat exchanger device can be achieved by using suitable refrigeration technology become. And thirdly, a so-called latent cooling on mist systems or a mats cooling can be effected.
Eine Kühlung durch Luftaustausch oder unter Verwendung einer Wärmetauschereinrichtung hat herkömmlich den Nachteil, dass vergleichsweise große Luftmengen bewegt werden müssen, um einen Luftaustausch in einem Gewächshaus zu bewirken oder die zu kühlende Luft an einem Wärmetauscher vorbei zu bewegen. Bei der herkömmlich üblichen Verwendung von Wärmetauschern, die an einem Ort im Gewächshaus installiert sind, besteht zudem der Nachteil, dass die Temperatur- und Feuchtigkeitsverteilung im Gewächshaus vergleichsweise ungleichförmig ist, bedingt dadurch, dass in der Regel warme Luft in einem Dachraum eines Gewächshauses angesaugt und nach Vorbeiführen an dem Wärmetauscher kühle, trockene Luft wieder in das Gewächshaus eingeblasen wird. Cooling by air exchange or using a heat exchanger device has conventionally the disadvantage that comparatively large amounts of air must be moved to effect an exchange of air in a greenhouse or to move the air to be cooled past a heat exchanger. In the conventional conventional use of heat exchangers, which are installed in a place in the greenhouse, there is also the disadvantage that the temperature and moisture distribution in the greenhouse is relatively non-uniform, due to the fact that usually sucked warm air in an attic of a greenhouse and after passing the heat exchanger cool, dry air is blown back into the greenhouse.
Als Alternative zu solchen Wärmetauschereinrichtungen, die warme, feuchte Luft ansaugen und kühle, trockene Luft ausblasen, sind Untersuchungen durchgeführt worden zur Verwendung von frei in einem Gewächshaus installierten Wärmetauschereinrichtungen, die das Gewächshaus kühlen und den durch die Pflanzen abgegebenen Wasserdampf auskondensieren (vgl. z.B. den Artikel von J.B. Campen et al., „Dehumidification in Greenhouses by Condensation on Finned Pipes", Biosystems Engineering (2002), 82 (2), 177-185). Solche Wärmetauschereinrichtungen weisen durchlaufende Rohrleitungen, beispielsweise Spiralrippenrohre, auf, die in einem Dachraum eines Gewächshauses fest installiert sind und somit von aufsteigender, warmer, feuchter Luft im Gewächshaus umströmt werden. As an alternative to such heat exchange devices, which aspirate warm, humid air and blow out cool, dry air, studies have been carried out on the use of heat exchanger units installed freely in a greenhouse, which cool the greenhouse and condense out the water vapor emitted by the plants (cf. Article by JB Campen et al., "Dehumidification in Greenhouses by Condensation on Finned Pipes", Biosystems Engineering (2002), 82 (2), 177-185) .These heat exchanger devices include continuous piping, such as spiral finned tubes, in an attic space a greenhouse are firmly installed and are thus flowed around by ascending, warm, humid air in the greenhouse.
Die Verwendung von solchen in einem Dachraum eines Gewächshauses installierten Wärmetauschereinrichtungen für die Kühlung des Gewächshauses bringt den Vorteil mit sich, dass keine Ventilatoren zur Bewegung der Luft erforderlich sind, was den Energiebedarf für den Gewächshausbetrieb reduziert. Zudem kann mit solchen im Dachraum installierten Wärmetauschereinrichtungen mit durchlaufenden Rohrleitungen eine gleichförmige Temperatur- und Feuchteverteilung über einer Kulturfläche in einem Gewächshaus erreicht werden. The use of such installed in a roof space of a greenhouse heat exchanger devices for the cooling of the greenhouse has the advantage that no fans for moving the air are required, which reduces the energy consumption for the greenhouse operation. In addition, with such installed in the roof space heat exchanger devices with continuous pipelines a uniform temperature and humidity distribution over a cultivated area in a greenhouse can be achieved.
Solche Wärmetauschereinrichtungen bringen aber auch den Nachteil mit sich, dass die Installation im Dachraum eines Gewächshauses zu einer Abschattung und somit zu einem verminderten Lichteinfall auf im Gewächshaus befindliche Pflanzen führen kann. Aufgrund des verminderten Lichteinfalls bedingt durch die durch die installierten Rohrleitungen bewirkte Abschattung sind solche Wärmetauschereinrichtungen bisher nicht in großem Maße eingesetzt worden. But such heat exchanger devices also bring with it the disadvantage that the installation in the attic of a greenhouse can lead to shading and thus to a reduced incidence of light on plants located in the greenhouse. Due to the reduced light incidence caused by the installed by the Pipelines caused shading such heat exchanger devices have not been used to a large extent.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Wärmetauschereinrichtung für ein Gewächshaus, ein Gewächshaus mit einer Wärmetauschereinrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Wärmetauschereinrichtung zur Verfügung zu stellen, die zum einen einen wirtschaftlich günstigen Kühlbetrieb bei für Pflanzen günstiger Kühlung ermöglichen, zum anderen aber einen Nachteil durch eventuelle Abschattung eines Lichteinfalls auf Pflanzen vermeiden. The object of the present invention is to provide a heat exchanger device for a greenhouse, a greenhouse with a heat exchanger device and a method for operating a heat exchanger device which, on the one hand, permit economically favorable cooling operation for cooling which is favorable for plants, but on the other hand have a disadvantage avoid possible shading of light on plants.
Diese Aufgabe wird durch eine Wärmetauschereinrichtung für ein Gewächshaus mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. This object is achieved by a heat exchanger device for a greenhouse with the features of claim 1.
Demnach ist die Trägereinrichtung zum Verstellen der mindestens einen Rohrleitung ausgebildet derart, dass die mindestens eine Rohrleitung zwischen einer oberen Stellung und einer unteren Stellung verstellbar ist. Accordingly, the support means for adjusting the at least one pipe is formed such that the at least one pipe between an upper position and a lower position is adjustable.
Die obere Stellung kann insbesondere bei bestimmungsgemäßer Anordnung der Wärmetauschereinrichtung in einem Gewächshaus einem Dach des Gewächshauses angenähert sein, während die untere Stellung sich bei bestimmungsgemäßer Anordnung der Wärmetauschereinrichtung in einem Gewächshaus unterhalb einer Pflanzenrinne, in der Pflanzen anzuordnen sind, befindet. The upper position can be approximated to a roof of the greenhouse, in particular in the case of proper arrangement of the heat exchanger device in a greenhouse, while the lower position is in accordance with the arrangement of the heat exchanger device in a greenhouse below a plant gutter, to be arranged in the plants.
Die vorliegende Erfindung geht von dem Gedanken aus, Rohrleitungen einer Wärmetauschereinrichtung, die in einem Kühlbetrieb zum Entziehen von Wärme aus dem Gewächshaus von einem (kühlen) Fluid durchströmt werden, nicht fest in einem Gewächshaus zu installieren, sondern beweglich in einem Gewächshaus anzuordnen derart, dass sie zwischen unterschiedlichen Stellungen verstellt werden können. Hierzu sind die Rohrleitungen über eine Trägereinrichtung in einem Gewächshaus installiert, wobei mittels der Trägereinrichtung die Rohrleitungen zwischen einer oberen Stellung, in der die Rohrleitungen beispielsweise in einem Dachraum eines Gewächshauses angeordnet sind, und einer unteren Stellung, in der die Rohrleitungen beispielsweise unterhalb von im Gewächshaus befindlichen Rinnen zur Aufnahme von Pflanzen angeordnet sind, verstellt werden können. Insbesondere in der oberen Stellung kann ein wirkungsvoller Kühlbetrieb bewirkt werden, indem die Rohrleitungen von einem Fluid zum Entziehen von Wärme aus dem Gewächshaus durchströmt werden. In die untere Stellung können die Rohrleitungen hingegen überführt werden, um eine Abschattung von in dem Gewächshaus befindlichen Pflanzen zu vermeiden. Die Rohrleitungen können beispielsweise tageszeitabhängig in die untere Stellung verfahren werden, um beispielsweise morgens bei (noch) vergleichsweise geringem Lichteinfall eine Abschattung der Pflanzen zu vermeiden. Erst später am Tag, wenn der Lichteinfall stärker geworden ist und somit eine Abschattung der Pflanzen durch die Rohrleitungen weniger nachteilig oder gar vernachlässigbar ist, können die Rohrleitungen dann in ihre obere Stellung verfahren werden, um bei im Tagesverlauf ansteigender Temperatur eine Kühlung des Gewächshauses zu bewirken. The present invention is based on the idea of pipes of a heat exchanger device, which are flowed through by a (cool) fluid in a cooling operation for extracting heat from the greenhouse, not fixed to install in a greenhouse, but to arrange movably in a greenhouse such that they can be adjusted between different positions. For this purpose, the pipes are installed on a support means in a greenhouse, wherein by means of the support means, the pipes between an upper position, in which the pipes are arranged, for example, in a roof space of a greenhouse, and a lower position in which the pipes, for example, below in the greenhouse located gutters for receiving plants are arranged, can be adjusted. In particular, in the upper position, an effective cooling operation can be effected by the pipes are flowed through by a fluid for extracting heat from the greenhouse. In the lower position, however, the pipes can be transferred to a shading of to avoid plants in the greenhouse. The pipelines can be moved, for example, depending on the time of day in the lower position, for example, in the morning at (still) comparatively low incidence of light to avoid shading of the plants. Only later in the day, when the light has become stronger and thus a shading of the plants through the pipes is less detrimental or even negligible, the pipes can then be moved to their upper position to effect cooling during the day temperature of the greenhouse ,
Vorteilhafterweise kann die mindestens eine Rohrleitung der Wärmetauschereinrichtung auch in eine oder mehrere Zwischenstellungen zwischen der oberen Stellung und der unteren Stellung verstellt werden. Beispielsweise kann zumindest eine mittlere Stellung zwischen der oberen Stellung und der unteren Stellung vorgesehen sei, die bei bestimmungsgemäßer Anordnung der Wärmetauschereinrichtung in einem Gewächshaus oberhalb einer oder mehrerer Pflanzenrinnen des Gewächshauses, aber unterhalb der oberen Stellung angeordnet ist. In der mittleren Stellung kann die mindestens eine Rohrleitung somit beispielsweise gerade auf Höhe von in einer Pflanzenrinne angeordneten Pflanzen angeordnet werden, was insbesondere dann vorteilhaft ist, wenn die Wärmetauschereinrichtung anstelle des Kühlbetriebs auch in einem Wärmbetrieb zum Wärmen der Pflanzen betrieben werden kann, wie nachfolgend noch erläutert werden soll. Advantageously, the at least one pipe of the heat exchanger device can also be adjusted in one or more intermediate positions between the upper position and the lower position. For example, at least one middle position may be provided between the upper position and the lower position, which is arranged in a greenhouse above one or more plant gutters of the greenhouse, but below the upper position when the arrangement of the heat exchanger device. In the middle position, the at least one pipeline can thus be arranged, for example, straight at the level of arranged in a plant gutter plants, which is particularly advantageous if the heat exchanger device can be operated instead of the cooling operation in a heat mode for warming the plants, as below should be explained.
In der oberen Stellung ist die mindestens eine Rohrleitung in einem Dachraum eines Gewächshauses aufgehängt und befindet sich somit oberhalb von im Gewächshaus befindlichen Pflanzen, so dass die mindestens eine Rohrleitung von aufsteigender warmer, feuchter Luft umströmt werden kann. In der unteren Stellung hingegen befindet sich die mindestens eine Rohrleitung unterhalb der Pflanzen beispielsweise in der Nähe eines Bodens des Gewächshauses, wobei eine Ablageeinrichtung zum Ablegen der mindestens einen Rohrleitung in der unteren Stellung vorgesehen sein kann, um die mindestens eine Rohrleitung in der unteren Stellung in definierter Position aufzunehmen. Mittels der Ablageeinrichtung kann die mindestens eine Rohrleitung insbesondere so abgelegt werden, dass die mindestens eine Rohrleitung für den üblichen Betrieb des Gewächshauses nicht hinderlich ist und ohne weiteres auf die Pflanzen im Gewächshaus zugegriffen werden kann. Beispielsweise kann mittels der Ablageeinrichtung die mindestens eine Rohrleitung in einer Position seitlich von Fahrwegen in einem Gewächshaus gehalten werden, so dass in einem Gewächshaus verwendete Fahrzeuge, beispielsweise ein Hubplattformwagen für Pflege- und Erntearbeiten, ungehindert entlang der vorgesehenen Fahrwege verfahren werden kann. In the upper position, the at least one pipe is suspended in an attic of a greenhouse and is thus located above located in the greenhouse plants, so that the at least one pipe can be flowed around by rising warm, moist air. In the lower position, however, is at least one pipe below the plants, for example, in the vicinity of a floor of the greenhouse, wherein a storage device for storing the at least one pipe may be provided in the lower position to the at least one pipe in the lower position in defined position. By means of the storage device, the at least one pipe can be stored in particular so that the at least one pipe for the usual operation of the greenhouse is not a hindrance and can be easily accessed on the plants in the greenhouse. For example, by means of the depositing device, the at least one pipeline can be held in a position to the side of driveways in a greenhouse, so that vehicles used in a greenhouse, For example, a Hubplattformwagen for care and harvesting work, can be moved unhindered along the intended routes.
An der mindestens einen Rohrleitung kann, wie ebenfalls nachfolgend noch erläutert werden soll, eine Kondensatrinne zum Auffangen von Kondensat, das von der Rohrleitung abtropft, vorgesehen sein. Um beim Ablegen der mindestens einen Rohrleitung eine Beschädigung der Kondensatrinne oder von deren Aufhängung an der Rohrleitung zu verhindern, ist vorteilhafterweise in eine Ablagefläche der Ablageeinrichtung eine Sicke eingeformt, in die die Kondensatrinne eingelegt werden kann und die die Kondensatrinne in abgelegter Position schützend aufnimmt. As will also be explained below, a condensate drainage channel for collecting condensate that drips off the pipeline can be provided on the at least one pipeline. In order to prevent damage to the Kondensatrinne or its suspension to the pipeline when placing the at least one pipe, a bead is advantageously formed in a storage surface of the storage device, in which the Kondensatrinne can be inserted and which receives the Kondensatrinne protective in the stored position.
Die Trägereinrichtung dient dazu, die mindestens eine Rohrleitung in einem Gewächshaus verstellbar aufzuhängen. Die Trägereinrichtung kann hierzu eine Versteileinrichtung, beispielsweise in Form eines Verstellseils oder eines anderen Aufhängemittels, zum Verstellen der mindestens einen Rohrleitung zwischen der oberen Stellung und der unteren Stellung aufweisen. Die Versteileinrichtung ist dabei vorzugsweise an einer geeigneten Aufhängeeinrichtung, beispielsweise in Form von Seilrollen, an einer Dachstruktur des Gewächshauses aufgehängt, so dass durch Verstellen der Versteileinrichtung entlang einer im Wesentlichen der Schwerkraftrichtung entsprechenden Verstellrichtung die mindestens eine Rohrleitung zwischen ihrer oberen Stellung und ihrer unteren Stellung verstellt werden kann. The support means serves to adjustably suspend the at least one pipeline in a greenhouse. For this purpose, the carrier device can have an adjusting device, for example in the form of an adjusting cable or another suspension means, for adjusting the at least one pipeline between the upper position and the lower position. The adjusting device is preferably suspended on a suitable suspension device, for example in the form of pulleys, on a roof structure of the greenhouse, so adjusted by adjusting the adjusting device along a direction of gravity substantially corresponding to the adjustment at least one pipe between its upper position and its lower position can be.
Die Trägereinrichtung kann aber auch als Ständer- oder Führungseinrichtung ausgebildet sein, mittels derer die mindestens eine Rohrleitung verstellbar auf einem Gewächshausboden aufgeständert ist oder mittels derer die mindestens eine Rohrleitung in geführter Weise z.B. entlang geeigneter, beispielsweise zwischen dem Gewächshausboden und einer Dachstruktur erstreckter Führungsschienen zwischen ihrer oberen Stellung und ihrer unteren Stellung verstellt werden kann. Die Trägereinrichtung weist eine geeignete Antriebsvorrichtung auf, mittels derer die mindestens eine Rohrleitung aus ihrer oberen Stellung (im Zusammenwirken mit der Schwerkraft) abgesenkt oder in Richtung der oberen Stellung angehoben werden kann. However, the support means may also be formed as a stand or guide means by means of which the at least one pipe is adjustably mounted on a greenhouse floor or by means of which the at least one pipe in a guided manner, e.g. along suitable, for example, between the greenhouse floor and a roof structure extended guide rails between its upper position and its lower position can be adjusted. The carrier device has a suitable drive device by means of which the at least one pipeline can be lowered from its upper position (in cooperation with gravity) or raised in the direction of the upper position.
In vorteilhafter Ausgestaltung kann die Wärmetauschereinrichtung entweder in einem Kühlbetrieb oder in einem Wärmbetrieb betrieben werden. Im Kühlbetrieb entzieht die Wärmetauschereinrichtung Wärme aus dem Gewächshaus, wobei die Wärme vorteilhafterweise gespeichert wird, um auf diese Weise Energie zu gewinnen. Im Wärmbetrieb hingegen gibt die Wärmetauschereinrichtung Wärme ab, um im Gewächshaus befindliche Pflanzen zu wärmen, wobei für den Wärmbetrieb beispielsweise vorher entzogene und gespeicherte Wärme verwendet und wieder abgegeben werden kann. In an advantageous embodiment, the heat exchanger device can be operated either in a cooling mode or in a heat mode. In the cooling mode, the heat exchanger device removes heat from the greenhouse, the heat being advantageously stored to thereby gain energy. in the Heat mode, however, gives the heat exchanger device from heat to heat plants located in the greenhouse, for example, previously used for the heat operation and stored heat used and can be discharged again.
Um die Wärmetauschereinrichtung im Kühlbetrieb oder im Wärmbetrieb zu betreiben, wird ein geeignetes Fluid, beispielsweise Wasser, durch die mindestens eine Rohrleitung geleitet, wobei im Wärmbetrieb ein erstes Fluid und im Kühlbetrieb ein zweites Fluid, das sich in seiner Temperatur von dem ersten Fluid unterscheidet, durch die mindestens eine Rohrleitung geleitet wird. Das (zweite) Fluid für den Kühlbetrieb weist hierbei vorzugsweise eine Temperatur unter dem Taupunkt der die Rohrleitung umgebenden Umgebungsluft auf, so dass mittels des vergleichsweise kühlen Fluids eine Kühlung erreicht werden kann. Das (erste) Fluid für den Wärmbetrieb hingegen weist eine vergleichsweise hohe Temperatur, jedenfalls eine Temperatur oberhalb der Temperatur der Umgebungsluft, auf, um ein Wärmen der Umgebungsluft zu bewirken. In order to operate the heat exchanger device in cooling mode or in heat mode, a suitable fluid, for example water, is passed through the at least one pipeline, wherein in the heat mode a first fluid and in cooling mode a second fluid which differs in temperature from the first fluid, is passed through the at least one pipe. The (second) fluid for the cooling operation in this case preferably has a temperature below the dew point of the ambient air surrounding the pipeline, so that cooling can be achieved by means of the comparatively cool fluid. The (first) fluid for the thermal operation, however, has a comparatively high temperature, in any case a temperature above the temperature of the ambient air, in order to effect a heating of the ambient air.
Das erste Fluid für den Wärmbetrieb kann beispielsweise eine Temperatur 80 'Ό aufweisen. Das zweite Fluid für den Kühlbetrieb hingegen kann beispielsweise eine Temperatur von 10 °C aufweisen. The first fluid for the thermal operation, for example, have a temperature 80 'Ό. The second fluid for the cooling operation, however, may for example have a temperature of 10 ° C.
Um die Wärmetauschereinrichtung im Wärmbetrieb oder im Kühlbetrieb zu betreiben, ist die mindestens eine Rohrleitung beispielsweise über geeignete flexible Schläuche an einen oder mehrere Verteiler angeschlossen, die dazu ausgebildet sind, ein erstes Fluid für den Wärmbetrieb oder ein zweites Fluid für den Kühlbetrieb durch die Rohrleitung zu leiten. Durch Steuerung des Verteilers kann die Wärmetauschereinrichtung somit wahlweise im Wärmbetrieb oder im Kühlbetrieb betrieben werden. In order to operate the heat exchanger device in heat mode or in cooling mode, the at least one pipe is connected for example via suitable flexible hoses to one or more distributors, which are adapted to a first fluid for the thermal operation or a second fluid for the cooling operation through the pipe conduct. By controlling the distributor, the heat exchanger device can thus be operated either in heat mode or in cooling mode.
Durch die Verwendung der mindestens einen Rohrleitung auch für einen Wärmbetrieb kann auf eine zusätzliche Heizung in einem Gewächshaus grundsätzlich verzichtet werden. By using the at least one pipe even for a heat operation can be dispensed with an additional heating in a greenhouse basically.
Der Verteiler kann insbesondere ausgebildet sein, in unterschiedlichen Stellungen der mindestens einen Rohrleitung unterschiedliche Fluide in die mindestens eine Rohrleitung einzuleiten. So kann die Wärmetauschereinrichtung beispielsweise in der oberen Stellung der mindestens einen Rohrleitung im Kühlbetrieb betrieben werden, so dass mittels Durchströmen der mindestens einen Rohrleitung mit einem geeigneten, kühlenden Fluid Wärme aus der die mindestens eine Rohrleitung umströmenden warmen, feuchten Luft entzogen werden kann. In der mittleren Stellung, in der die mindestens eine Rohrleitung in einer Pflanzenrinne angeordneten Pflanzen angenähert ist, kann die Wärmetauschereinrichtung hingegen beispielsweise im Wärmbetrieb betrieben werden, so dass durch Abgabe von Wärme die Pflanzen gewärmt werden können. The distributor may in particular be designed to introduce different fluids into the at least one pipeline in different positions of the at least one pipeline. Thus, the heat exchanger device can be operated, for example in the upper position of the at least one pipe in the cooling mode, so that by flowing through the at least one pipe with a suitable, cooling fluid heat from the at least one pipe flowing around warm, moist air can be withdrawn. In the middle position, in which the at least one pipe is approximated in a plant gutter arranged plants, the heat exchanger means, however, for example, can be operated in heat mode, so that by giving off heat, the plants can be warmed.
Zur Steuerung der Trägereinrichtung zum Verstellen der mindestens einen Rohrleitung und auch zum Steuern des Verteilers ist vorzugsweise eine Steuereinrichtung vorgesehen, die eine Steuerung beispielsweise in Abhängigkeit von einem Temperaturkennwert oder einem Lichtintensitätskennwert oder in Abhängigkeit von der Zeit bewirken kann. So kann beispielsweise mindestens eine Sensoreinrichtung zum Erfassen mindestens eines Temperaturkennwerts und/oder eines Lichtintensitätskennwerts vorgesehen sein, die an die Steuereinrichtung angeschlossen ist und in Abhängigkeit von deren Sensordaten die Steuereinrichtung die Trägereinrichtung und/oder den Verteiler steuert. For controlling the carrier device for adjusting the at least one pipeline and also for controlling the distributor, a control device is preferably provided which can effect a control, for example, as a function of a temperature characteristic or a light intensity parameter or as a function of time. Thus, for example, at least one sensor device may be provided for detecting at least one temperature characteristic value and / or one light intensity characteristic value which is connected to the control device and the control device controls the carrier device and / or the distributor depending on its sensor data.
So kann die mindestens eine Rohrleitung beispielsweise bei hohen Temperaturen in die obere Stellung verfahren werden, um in einem Kühlbetrieb eine Kühlung des Gewächshauses zu bewirken. Bei niedrigen Temperaturen hingegen kann die Wärmetauschereinrichtung in einem Wärmbetrieb betrieben werden. Thus, the at least one pipe can be moved, for example, at high temperatures in the upper position to effect cooling of the greenhouse in a cooling operation. At low temperatures, however, the heat exchanger device can be operated in a heat mode.
Zusätzlich oder alternativ kann die mindestens eine Rohrleitung in Abhängigkeit von einer gemessenen Lichtintensität in die untere Stellung zur Vermeidung von einer Abschattung oder in die obere Stellung verfahren werden. Wird beispielsweise festgestellt, dass die Lichtintensität gering ist, so kann die mindestens eine Rohrleitung in die untere Stellung abgesenkt werden. Ist die Lichtintensität hingegen so stark, dass nachteilige Effekte aufgrund einer Abschattung durch die mindestens eine Rohrleitung in der oberen Stellung vernachlässigt werden können, so kann die mindestens eine Rohrleitung angehoben werden. Additionally or alternatively, the at least one pipe can be moved in response to a measured light intensity in the lower position to avoid shading or in the upper position. For example, if it is determined that the light intensity is low, the at least one pipe can be lowered to the lower position. On the other hand, if the light intensity is so strong that adverse effects due to shadowing by the at least one pipeline in the upper position can be neglected, the at least one pipeline can be raised.
Generell kann auch eine Steuerung in Abhängigkeit von der Tageszeit erfolgen. So kann die mindestens eine Rohrleitung frühmorgens bei aufgehender Sonne in die untere Stellung gefahren werden, um bei morgendlicher, vergleichsweise schwacher Lichtintensität eine Abschattung zu vermeiden. Wird dann im Tagesverlauf die Lichtintensität stärker und steigt demzufolge auch die Temperatur im Gewächshaus an, so kann die mindestens eine Rohrleitung in die obere Stellung verfahren werden, um eine Kühlung des Gewächshauses zu bewirken. Insbesondere bei kalten Au ßentemperaturen beispielsweise im Winter ist zudem denkbar, frühmorgens die mindestens eine Rohrleitung in die mittlere Stellung oder auch die obere Stellung zu verfahren, um insbesondere frühmorgens in einem Wärmbetrieb ein Wärmen der Pflanzen im Gewächshaus zu bewirken. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn in einem Gewächshaus Energieschirme zur energetischen Abschottung eines Dachraums des Gewächshauses verwendet werden. Im Winter bei kalten Außentemperaturen kann sich die Luft in einem Dachraum oberhalb der Energieschirme stark abkühlen. Werden frühmorgens die Energieschirme geöffnet, sackt diese kalte Luft in das Gewächshaus ab. Durch Erwärmung der Luft können in einem solchen Fall Stresseinflüsse an den Pflanzen vermieden werden. In general, a control can be done depending on the time of day. Thus, the at least one pipeline can be driven early in the morning sun in the lower position to avoid shading in the morning, relatively weak light intensity. If the light intensity then increases during the course of the day and consequently the temperature in the greenhouse increases, then the at least one pipeline can be moved into the upper position in order to effect cooling of the greenhouse. In particular, in cold Au ßentemperaturen, for example, in winter is also conceivable early in the morning to move the at least one pipe in the middle position or the upper position to cause especially in the early morning in a warming operation, a warming of the plants in the greenhouse. This is particularly useful when used in a greenhouse energy umbrellas for energetic foreclosure of an attic of the greenhouse. In winter, when the outside temperature is cold, the air in an attic above the energy shields can cool off considerably. If early in the morning the energy screens are opened, this cold air sinks into the greenhouse. By heating the air, stress effects on the plants can be avoided in such a case.
Im Kühlbetrieb durchströmt ein vergleichsweise kühles Fluid die mindestens eine Rohrleitung, so dass durch Wärmeentzug aus der die mindestens eine Rohrleitung umströmenden warmen Luft eine Kühlung der Luft bewirkt wird. Durch den hierbei stattfindenden Energieübergang von der warmen Luft auf das kühle Fluid wird der Luft so genannte sensible Wärme entzogen. Zusätzlich kommt es an der durch das kühle Fluid durchströmten Rohrleitung zur Kondensation der in der warmen, feuchten Luft enthaltenen Luftfeuchtigkeit. Diese Luftfeuchtigkeit entsteht durch die pflanzliche Transpiration, infolge derer sich Pflanzenblätter unter die Lufttemperatur abkühlen und damit an ihren (vergleichsweise großen) Blattflächen der Luft zusätzlich sensible Wärme entziehen. Durch ihre Transpiration unterstützen die Pflanzenkulturen somit die Kühlleistung der Wärmetauschereinrichtung. Durch Kondensation des transpirierten Wassers der Pflanzenblätter an der mindestens einen Rohrleitung wird der Luft dabei auch die so genannte latente Wärme entzogen. In cooling operation, a comparatively cool fluid flows through the at least one pipeline, so that cooling of the air is effected by removal of heat from the warm air flowing around the at least one pipeline. Due to the energy transfer from the warm air to the cool fluid, the air is deprived of so-called sensible heat. In addition, it comes on the flowed through by the cool fluid pipe for condensation of the humidity contained in the warm, humid air. This humidity is caused by the transpiration of plants, as a result of which plant leaves cool below the air temperature and thus additionally extract sensible heat from their (comparatively large) leaf areas of the air. By their transpiration, the crops thus support the cooling capacity of the heat exchanger device. By condensing the transpired water of the plant leaves on the at least one pipeline, the air is also deprived of the so-called latent heat.
Um die an der mindestens einen Rohrleitung entstehende Kondensationsflüssigkeit aufzufangen, ist an der mindestens einen Rohrleitung vorzugsweise eine Kondensatrinne angeordnet. Die Kondensatrinne kann beispielsweise (entlang der Schwerkraftrichtung betrachtet) unterhalb der mindestens einen Rohrleitung angeordnet sein, so dass Kondensationsflüssigkeit von der mindestens einen Rohrleitung in die Kondensatrinne tropfen kann. In order to collect the condensation liquid formed on the at least one pipeline, a condensation channel is preferably arranged on the at least one pipeline. The Kondensatrinne can for example (viewed along the direction of gravity) be arranged below the at least one pipe, so that condensation liquid from the at least one pipe can drip into the Kondensatrinne.
Die Kondensatrinne kann beispielsweise in Strömungsverbindung mit einem Bewässerungssystem des Gewächshauses stehen. Das in der Kondensatrinne gesammelte Kondensationswasser kann somit in das Bewässerungssystem des Gewächshauses eingeleitet werden, so dass das Kondensat zur Bewässerung der Pflanzen wieder zugeführt werden kann. For example, the condensate drain may be in fluid communication with an irrigation system of the greenhouse. The condensation water collected in the condensate can thus be integrated into the irrigation system of the Greenhouse be initiated so that the condensate can be fed back to the irrigation of the plants.
Die mindestens eine Rohrleitung der Wärmetauschereinrichtung ist beispielsweis durch ein Spiralrippenrohr ausgebildet, also durch ein Rohr, an dem Spiralrippen angeordnet sind. Grundsätzlich können aber auch andere Rohrleitungen verwendet werden, beispielsweise sogenannte Aluflügelrohre oder auch gänzlich anders ausgestaltete Rohrleitungen. Vorzugsweise kommen Rohrleitungen zum Einsatz, die pro Meter Länge eine vergleichsweise große Oberfläche aufweisen, um einen effizienten Wärmeübergang gewährleisten zu können. The at least one pipeline of the heat exchanger device is formed, for example, by a spiral ribbed tube, that is, by a tube, on which spiral ribs are arranged. In principle, however, other pipes can be used, for example, so-called Aluflügelrohre or completely differently configured piping. Preference is given to using pipelines which have a comparatively large surface per meter of length in order to be able to ensure efficient heat transfer.
Ein Gewächshaus kann beispielsweise mindestens zwei Energieschirme zum Abschirmen eines Dachraums des Gewächshauses von einem Pflanzenraum unterhalb des Dachraums aufweisen. Die Energieschirme können hierbei relativ zueinander verstellt werden, um in einer geschlossenen Stellung den Dachraum abzuschirmen und in einer geöffneten Stellung einen Luftaustausch zwischen dem Dachraum und dem Pflanzenraum zu ermöglichen und insbesondere einen Lichteinfall über das Dach des Gewächshauses in den Pflanzenraum zuzulassen. Insbesondere bei kalten Außentemperaturen im Winter werden die Energieschirme nachts geschlossen, so dass sich die Lufttemperatur im Dachraum abkühlt, gleichzeitig die Temperatur im Pflanzenraum aber nicht über die Maßen absinkt. Um morgens bei Öffnung der Energieschirme zu verhindern, dass die kalte Luft aus dem Dachraum auf im Pflanzenraum befindliche Pflanzen absinkt und an den Pflanzen Stress verursacht, kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Rohrleitung in der oberen Stellung in den Bereich eines Spalts zwischen den mindestens zwei Energieschirmen gefahren werden kann, um kalte Luft, die den Spalt durchströmt, unmittelbar erwärmen zu können, bevor die Luft auf die Pflanzen trifft. Die kalte Luft umströmt somit die im Bereich des Spalts zwischen den Energieschirmen angeordnete Rohrleitung und wird an dieser erwärmt, so dass es durch die Einleitung der Luft nicht zu einer übermäßigen Abkühlung im Pflanzenraum des Gewächshauses kommt. For example, a greenhouse may have at least two energy screens for shielding a roof space of the greenhouse from a plant space below the loft. The energy shields can be adjusted relative to each other to shield the roof space in a closed position and to allow in an open position an exchange of air between the roof space and the plant room and in particular to allow a light incidence on the roof of the greenhouse in the plant room. Especially in cold outside temperatures in winter, the energy shields are closed at night, so that the air temperature in the loft cools down, but at the same time the temperature in the plant room does not drop above the dimensions. In order to prevent in the morning when opening the energy shields that the cold air from the loft on plants located in the plant room plants and causes stress on the plants, it can be provided that the at least one pipe in the upper position in the region of a gap between the at least two energy shields can be driven to heat the cold air that flows through the gap directly before the air hits the plants. The cold air thus flows around the pipe arranged in the region of the gap between the energy shields and is heated there, so that the introduction of the air does not lead to excessive cooling in the plant space of the greenhouse.
Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Betreiben einer Wärmetauschereinrichtung für ein Gewächshaus gelöst. Die Wärmetauschereinrichtung umfasst mindestens eine Rohrleitung, die in einem Kühlbetrieb zum Entziehen von Wärme aus dem Gewächshaus von einem Fluid durchströmt wird, und eine Trägereinrichtung zum Anordnen der mindestens einen Rohrleitung in einem Gewächshaus. Dabei ist vorgesehen, dass die Trägereinrichtung die mindestens eine Rohrleitung zwischen einer oberen Stellung und einer unteren Stellung verstellt. The object is also achieved by a method for operating a heat exchanger device for a greenhouse. The heat exchanger device comprises at least one pipeline through which a fluid flows in a cooling operation for removing heat from the greenhouse, and a carrier device for arranging the at least one pipeline in one Glasshouse. It is provided that the carrier device adjusts the at least one pipeline between an upper position and a lower position.
Hierbei wird die Wärmetauschereinrichtung, wie vorangehend geschildert, wahlweise in einem Wärmbetrieb oder einem Kühlbetrieb betrieben. In dem Wärmbetrieb durchströmt ein vergleichsweise warmes, erstes Fluid die mindestens eine Rohrleitung, während in dem Kühlbetrieb ein vergleichsweise kühles, zweites Fluid durch die mindestens eine Rohrleitung geleitet wird. Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen: eine schematische Darstellung eines Gewächshauses mit daran angeordneter Wärmetauschereinrichtung; eine Ansicht einer Rohrleitung einer Wärmetauschereinrichtung; eine Ansicht der Rohrleitung an einer Auflageeinrichtung in einer unteren Stellung; eine schematische Ansicht einer Rohrleitung im Bereich eines Spalts zwischen zwei Energieschirmen des Gewächshauses; eine schematische Draufsicht auf ein Gewächshaus mit darin angeordneten Rohrleitungen einer Wärmetauschereinrichtung; und eine weitere schematische Ansicht eines Gewächshauses mit darin angeordneten Rohrleitungen. Fig. 1 zeigt in einer schematischen Ansicht ein Gewächshaus 1 zum Züchten von Pflanzen 4. Die Pflanzen 4 sind in einem Pflanzenraum 1 1 angeordnet, oberhalb dessen sich ein durch ein Dach 10 begrenzter Dachraum 100 befindet. Die Pflanzen 4 sind in Pflanzenrinnen 3 auf einem Boden 12 des Gewächshauses 1 angeordnet. Das Gewächshaus 1 ist, wie an sich bekannt, im Wesentlichen gläsern ausgestaltet, so dass Licht im Wesentlichen ungehindert in das Gewächshaus 1 einfallen und auf die Pflanzen 4 einstrahlen kann. In dem Gewächshaus 1 sind mehrere längserstreckte Pflanzenrinnen 3 beispielsweise parallel zueinander angeordnet, wobei zwischen den Pflanzenrinnen 3 Fahrwege beispielsweise mit parallel zu den Pflanzenrinnen 3 verlaufenden Schienen 50 für ein Fahrzeug 5, beispielsweise einen Hubplattformwagen für Ernte- und Pflegearbeiten, verlaufen. Mit dem Fahrzeug 5 kann entlang der Fahrwege gefahren werden, so dass Personal an den Pflanzen 4 erforderliche Arbeiten durchführen kann. Here, the heat exchanger device, as described above, optionally operated in a heat mode or a cooling operation. In the heat mode, a comparatively warm, first fluid flows through the at least one pipeline, while in the cooling mode a comparatively cool, second fluid is passed through the at least one pipeline. The idea underlying the invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the figures. 1 shows a schematic representation of a greenhouse with a heat exchange device arranged thereon; a view of a pipeline of a heat exchanger device; a view of the pipe to a support device in a lower position; a schematic view of a pipeline in the region of a gap between two energy shields of the greenhouse; a schematic plan view of a greenhouse with pipes arranged therein of a heat exchanger device; and another schematic view of a greenhouse with piping disposed therein. Fig. 1 shows a schematic view of a greenhouse 1 for growing plants 4. The plants 4 are arranged in a plant room 1 1, above which is a limited by a roof 10 roof space 100. The plants 4 are arranged in plant channels 3 on a floor 12 of the greenhouse 1. The greenhouse 1 is, as is known per se, configured substantially glass, so that light can substantially unimpeded in the greenhouse 1 and irradiate the plants 4. In the greenhouse 1 are several elongated Plant gutters 3, for example, arranged parallel to each other, wherein between the plant channels 3 routes, for example, with parallel to the plant channels 3 extending rails 50 for a vehicle 5, for example, a Hubplattformwagen for harvesting and maintenance work. With the vehicle 5 can be driven along the routes, so that staff at the plants 4 can perform required work.
Das Gewächshaus 1 weist eine Wärmetauschereinrichtung 2 mit insgesamt drei Paaren von Rohrleitungen 20 auf, die über eine Trägereinrichtung 21 an einer Tragstruktur 14 oberhalb des Pflanzenraums 1 1 des Gewächshauses 1 aufgehängt sind. Die Rohrleitungen 20 sind, wie in Fig. 2 veranschaulicht, als Spiralrippenrohre mit radial erstreckten Spiralrippen 200 ausgestaltet und erstrecken sich im Wesentlichen parallel zur Erstreckungsrichtung der Pflanzenrinnen 3. Die Trägereinrichtung 21 weist eine Versteileinrichtung 210 in Form von Seilen auf, die an einer Aufhängeeinrichtung 21 1 in Form von Seilrollen an der Tragstruktur 14 aufgehängt sind. The greenhouse 1 has a heat exchanger device 2 with a total of three pairs of pipes 20, which are suspended by a carrier device 21 on a support structure 14 above the plant space 1 1 of the greenhouse 1. The pipelines 20 are, as illustrated in FIG. 2, designed as spiral finned tubes with radially extending spiral ribs 200 and extend substantially parallel to the direction of extent of the plant troughs 3. The carrier device 21 has an adjusting device 210 in the form of cables which are attached to a suspension device 21 1 suspended in the form of pulleys on the support structure 14.
Mittels der Trägereinrichtung 21 können die Rohrleitungen 20 zwischen einer oberen Stellung H2 und einer unteren Stellung HO verstellt werden. In der oberen Stellung H2 sind die Rohrleitungen der Tragstruktur 14 und somit dem Dachraum 100 unmittelbar angenähert. In der unteren Stellung HO hingegen befinden sich die Rohrleitungen 20 unterhalb der Pflanzenrinnen 3, wobei Ablageeinrichtungen 22 zum Aufnehmen der Rohrleitung 20 in der unteren Stellung HO vorgesehen sind, um die Rohrleitungen 20 in der unteren Stellung HO seitlich der Fahrwege, insbesondere seitlich der an den Fahrwegen angeordneten Schienen 50, zu platzieren, so dass ein Fahrzeug 5 ungehindert von den Rohrleitungen 20 entlang der Fahrwege fahren kann. By means of the carrier device 21, the pipes 20 can be adjusted between an upper position H2 and a lower position HO. In the upper position H2, the pipes of the support structure 14 and thus the roof space 100 are directly approximated. In the lower position HO, however, are the pipes 20 below the plant channels 3, wherein storage devices 22 are provided for receiving the pipe 20 in the lower position HO to the pipes 20 in the lower position HO side of the routes, especially the side of the Routways arranged rails 50, to be placed so that a vehicle 5 can drive freely from the pipes 20 along the driveways.
Zudem können die Rohrleitungen 20 in eine mittlere Stellung H1 verfahren werden, in der sie oberhalb der Pflanzenrinnen 3, aber in etwa in Höhe der Pflanzen 4 angeordnet sind. Die Rohrleitungen 20 können grundsätzlich jede für sich unterschiedlich verstellt werden, wobei auch denkbar ist, ein paarweises Verstellen der Rohrleitungen 20 vorzusehen, wie dies in Fig. 1 veranschaulicht ist. In addition, the pipes 20 can be moved to a middle position H1, in which they are arranged above the plant channels 3, but approximately at the level of the plants 4. In principle, the pipelines 20 can each be adjusted differently, wherein it is also conceivable to provide a pairwise adjustment of the pipelines 20, as illustrated in FIG. 1.
Die Wärmetauschereinrichtung 2 mit ihren Rohrleitungen 20 kann in einem Kühlbetrieb oder einem Wärmbetrieb betrieben werden. Im Kühlbetrieb durchströmt ein vergleichsweise kühles Fluid, das vorzugsweise eine Temperatur unter dem Taupunkt der im Gewächshaus 1 befindlichen Luft aufweist, die Rohrleitungen, wobei sich im Kühlbetrieb die Rohrleitungen 20 vorzugsweise in der oberen Stellung H2 befinden, so dass im Gewächshaus 1 aufsteigende, warme, feuchte Luft die Rohrleitungen 20 umströmen kann. Durch das Umströmen wird der Luft zum einen Wärme entzogen. Zum anderen kondensiert die in der Luft enthaltene Luftfeuchtigkeit an den Rohrleitungen 20, so dass der Luft sowohl sensible als auch latente Wärme entzogen wird. The heat exchanger device 2 with its pipes 20 can be operated in a cooling mode or a heat mode. In cooling operation, flows through a comparatively cool fluid, which preferably has a temperature below the dew point of the air in the greenhouse 1, the pipes, wherein in Cooling operation, the pipes 20 are preferably in the upper position H2, so that in the greenhouse 1 rising, warm, moist air, the pipes 20 can flow around. By flowing around the air is withdrawn for a heat. On the other hand, the humidity contained in the air condenses on the pipes 20, so that the air both sensible and latent heat is withdrawn.
Im Wärmbetrieb durchströmt ein vergleichsweise warmes Fluid die Rohrleitungen 20. Befinden sich die Rohrleitungen 20 beispielsweise in der mittleren Stellung H1 kann die Luft im Bereich der Pflanzen 4 auf diese Weise erwärmt werden, wobei grundsätzlich die Rohrleitungen 20 für den Wärmbetrieb auch in der unteren Stellung HO oder der oberen Stellung H2 sein können. In the heat mode, a comparatively warm fluid flows through the pipelines 20. If the pipelines 20 are in the middle position H1, for example, the air in the area of the plants 4 can be heated in this way, with the pipelines 20 for the thermal operation also being in the lower position HO or the upper position H2.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist unterhalb der als Spiralrippenrohr ausgebildeten Rohrleitung 20 eine Kondensatrinne 201 angeordnet, wobei die Kondensatrinne 201 über Halterungen 202 beispielsweise an einem Rohrabschnitt 203 der Rohrleitung 20 gehalten ist (mehrere Halterungen 202 sind hierbei entlang der Längserstreckungsnchtung der Rohrleitung 20 beabstandet zueinander vorgesehen, um die Kondensatrinne 201 an der Rohrleitung 20 zu halten). Die Kondensatrinne 201 dient dazu, eine Kondensationsflüssigkeit, die durch Kondensation der Luftfeuchtigkeit der die Rohrleitung 20 umströmenden warmen, feuchten Luft an der Rohrleitung 20 entsteht und von der Rohrleitung 20 abtropft, aufzufangen. Die Kondensatrinne 201 kann hierbei entlang ihrer Längsrichtung leicht geneigt verlaufen und, wie in Fig. 6 veranschaulicht, über ein Ende die gesammelte Kondensationsflüssigkeit hin zu einer Kondensatsammeirinne 240 leiten, die mit einem Bewässerungssystem 24 des Gewächshauses 1 verbunden ist, so dass die Kondensationsflüssigkeit in das Bewässerungssystem 24 eingeleitet und somit den Pflanzen 4 zur Bewässerung wieder zugeführt werden kann. As can be seen from FIG. 2, a condensate channel 201 is arranged beneath the pipeline 20 designed as a spiral ribbed tube, wherein the condensate channel 201 is held by holders 202, for example on a pipe section 203 of the pipeline 20 (a plurality of brackets 202 are spaced along the longitudinal direction of the pipeline 20) provided to each other to hold the Kondensatrinne 201 to the pipeline 20). The Kondensatrinne 201 serves to catch a condensation liquid, which is formed by condensation of the humidity of the pipe 20 flowing around the warm, moist air at the pipe 20 and dripping from the pipe 20. The Kondensatrinne 201 can in this case be slightly inclined along its longitudinal direction and, as illustrated in Fig. 6, via one end the collected condensation liquid to a Kondensatsammeirinne 240 lead, which is connected to an irrigation system 24 of the greenhouse 1, so that the condensation liquid in the Irrigation system 24 introduced and thus the plants 4 can be fed back to irrigation.
Die Kondensatrinne 201 ist unterhalb der Rohrleitung 20 angeordnet. Um hierbei in der unteren Stellung HO, in der die Rohrleitung 20 auf der Ablageeinrichtung 22 abgelegt ist, zu verhindern, dass es zu einer Beschädigung an der Kondensatrinne 201 oder der Halterung 202 kommen kann, weist die Ablageeinrichtung 22, wie in Fig. 3 dargestellt, an einer Ablagefläche 221 , auf die die Rohrleitung 20 in der unteren Stellung HO aufgelegt ist, eine Sicke 220 auf, die derart in die Ablagefläche 221 eingeformt ist, dass bei abgelegter Rohrleitung 20 die Kondensatrinne 201 in der Sicke 220 zu liegen kommt und somit in geschützter Weise in der Sicke 220 aufgenommen ist. Wie schematisch in Fig. 5 dargestellt, sind die Rohrleitungen 20 mit einem Verteiler 23 verbunden, der zum Durchleiten von warmer oder kühler Flüssigkeit durch die Rohrleitungen 20 gesteuert werden kann. Der Verteiler 23 ist über flexible Schläuche 23 mit den Rohrleitungen 20 verbunden, so dass die Rohrleitungen 20 durch Verstellen der Trägereinrichtung 21 relativ zu dem ortsfesten Verteiler 23 verstellt werden können. The Kondensatrinne 201 is disposed below the pipe 20. Here, in the lower position HO, in which the pipeline 20 is deposited on the depositing device 22, to prevent damage to the Kondensatrinne 201 or the holder 202 may occur, has the storage device 22, as shown in Fig. 3 , On a storage surface 221, on which the pipe 20 is placed in the lower position HO, a bead 220, which is formed in such a manner in the storage surface 221 that when the pipe 20 is laid, the Kondensatrinne 201 comes to rest in the bead 220 and thus is received in a protected manner in the bead 220. As shown schematically in FIG. 5, the conduits 20 are connected to a manifold 23 which can be controlled to pass hot or cool liquid through the conduits 20. The manifold 23 is connected via flexible hoses 23 to the pipes 20, so that the pipes 20 can be adjusted by adjusting the support means 21 relative to the stationary manifold 23.
Zur Steuerung des Verteilers 23 und der Trägereinrichtung 21 ist eine Steuereinrichtung 25 vorgesehen, an die eine oder mehrere Sensoreinrichtungen in Form eines Temperatursensors 250 oder eines Lichtintensitätssensors 251 angeschlossen sein können, die in Fig. 5 lediglich schematisch dargestellt sind. Die Steuereinrichtung 25 dient dazu, die Trägereinrichtung 21 zum Verstellen der Rohrleitungen 20 beispielsweise in Abhängigkeit eines gemessenen Temperaturwerts, eines gemessenen Lichtintensitätswerts oder in Abhängigkeit von der (Tages-)Zeit zu steuern. Die Steuereinrichtung 25 dient auch zur Steuerung des Verteilers 23, um beispielsweise in Abhängigkeit der Stellung der Rohrleitungen 20 unterschiedliche Fluide durch die Rohrleitungen 20 zu leiten. For controlling the distributor 23 and the carrier device 21, a control device 25 is provided, to which one or more sensor devices in the form of a temperature sensor 250 or a light intensity sensor 251 can be connected, which are shown only schematically in FIG. The control device 25 serves to control the carrier device 21 for adjusting the pipelines 20, for example as a function of a measured temperature value, a measured light intensity value or as a function of the (day) time. The control device 25 also serves to control the distributor 23 in order, for example, to guide different fluids through the pipelines 20 as a function of the position of the pipelines 20.
In der oberen Stellung H2 befinden sich die Rohrleitungen 20 insbesondere dann, wenn sie in einem Kühlbetrieb zur Kühlung dienen sollen. In dieser oberen Stellung H2 werden sie von warmer, feuchter Luft umströmt, so dass durch Wärmeentzug die Luft gekühlt werden kann. Um hierbei insbesondere in den frühen Morgenstunden eine Abschattung der im Pflanzenraum 1 1 befindlichen Pflanzen 4 zu vermeiden, können die Rohrleitungen 20 zur Kühlung erst am Vormittag in die obere Stellung H2 gefahren werden. Dies hat den Vorteil, dass in den Morgenstunden bei erst allmählich stärker werdender Lichtintensität keine Abschattung erfolgt, wobei eine Kühlung in diesen frühen Morgenstunden in der Regel ohnehin nicht erforderlich ist. Erst wenn am späteren Vormittag sich das Gewächshaus 1 aufgeheizt hat und die Lichtintensität so stark ist, dass eine Abschattung durch die Rohrleitungen 20 in der oberen Stellung H2 nur noch einen geringen Effekt auf die Pflanzen 4 hat, werden die Rohrleitungen 20 in die obere Stellung H2 angehoben, um im Kühlbetrieb dann für eine Kühlung des Gewächshauses 1 zu sorgen. In the upper position H2, the pipes 20 are in particular when they are to serve in a cooling operation for cooling. In this upper position H2, they are surrounded by warm, moist air, so that by heat extraction, the air can be cooled. In order to avoid shading of the plants 4 located in the plant space 1 1, in particular in the early morning hours, the pipes 20 for cooling can only be moved to the upper position H2 in the morning. This has the advantage that no shading takes place in the morning hours when the intensity of the light increases gradually, cooling in these early morning hours generally not being required anyway. Only when in the later morning, the greenhouse 1 has heated up and the light intensity is so strong that shading by the pipes 20 in the upper position H2 has only a small effect on the plants 4, the pipes 20 are in the upper position H2 then raised to provide for the cooling of the greenhouse 1 in cooling mode.
Nachts können die Rohrleitungen 20 beispielsweise in die untere Stellung HO gefahren werden, um durch Abgabe von Wärme des Nachts für ein Wärmen des Gewächshauses 1 zu sorgen. Unmittelbar vor Sonnenaufgang können die Rohrleitungen 20 hierbei beispielsweise in die mittlere Stellung H1 verfahren werden, um für ein Wärmen der Luft unmittelbar an den Pflanzen 4 zu sorgen und eine Kondensation an den Pflanzen 4 bei Öffnung von im Gewächshaus 1 angeordneten Energieschirmen 13 zur Abschirmung des Dachraums 100 zu verhindern. At night, for example, the pipelines 20 can be moved to the lower position HO in order to provide for the heating of the greenhouse 1 by releasing heat at night. Immediately before sunrise, the pipelines 20 can be moved in this case, for example, in the middle position H1 to provide for a warming of the air directly to the plants 4 and condensation on the plants 4 at Opening of arranged in the greenhouse 1 energy shields 13 to shield the roof space 100 to prevent.
In besonders feuchten Nächten können die Spiralrippenrohre auch in die obere Stellung H2 unmittelbar unter die Energieschirme 13 gefahren werden, um im Kühlbetrieb mittels Durchströmen der Rohrleitungen 20 mit kühlem Fluid eine Entfeuchtung des Gewächshauses 1 zu bewirken. In particularly wet nights, the spiral finned tubes can also be moved into the upper position H2 directly under the energy shields 13 to cause dehumidification of the greenhouse 1 in cooling operation by flowing the pipes 20 with cool fluid.
Zwischen dem Dachraum 100 des Gewächshauses 1 und dem Pflanzenraum 1 1 sind, wie bereits erwähnt und wie in Fig. 1 dargestellt, Energieschirme 13 zur energetischen Trennung des Dachraums 100 vom Pflanzenraum 1 1 angeordnet, wobei die Energieschirme 13, die beispielsweise durch ein geeignetes Tuchmaterial oder dergleichen ausgebildet sind, entlang einer Öffnungsrichtung O, wie schematisch in Fig. 4 dargestellt, verfahren werden können, um den Dachraum 100 energetisch abzuschließen oder freizugeben. Tagsüber befinden sich die Energieschirme 13 hierbei in einer geöffneten Stellung, in der der Dachraum 100 nicht abgeschirmt ist, so dass Licht ungehindert in den Pflanzenraum 1 1 einfallen kann. Nachts hingegen sind insbesondere im Winter die Energieschirme 13 geschlossen, so dass Wärme aus dem Pflanzenraum 1 1 nicht ohne weiteres in den Dachraum 100 gelangen kann. As already mentioned and as shown in FIG. 1, energy shields 13 are arranged between the roof space 100 of the greenhouse 1 and the plant space 1 1 for the energetic separation of the roof space 100 from the plant space 11, wherein the energy screens 13 are provided, for example, by a suitable cloth material or the like, along an opening direction O, as shown schematically in Fig. 4, can be moved to energetically complete or release the roof space 100. During the day, the energy screens 13 are here in an open position, in which the roof space 100 is not shielded, so that light can enter the plant space 1 1 unhindered. At night, however, especially in winter, the energy shields 13 are closed, so that heat from the plant room 1 1 can not easily get into the roof space 100.
Insbesondere im Winter bei kalten Außentemperaturen kühlt sich nachts die Luft im Dachraum 100 stark ab, was dazu führt, dass bei Öffnung der Energieschirme 13 frühmorgens kalte Luft in den Pflanzenraum 1 1 einströmt. Um hierbei zu verhindern, dass die kalte Luft zu Stress an den Pflanzen 4 führt, können die Rohrleitungen 20 in ihrer oberen Stellung H2 gerade im Bereich eines Spalts 130 zwischen zwei Energieschirmen 13 angeordnet sein, wie dies in Fig. 4 veranschaulicht ist, so dass bei Öffnen der Energieschirme 13 kalte Luft durch den Spalt 130 strömt und auf die im Bereich des Spalts 130 angeordnete Rohrleitung 20 trifft, an der die kalte Luft erwärmt wird. Ist die kalte Luft aus dem Dachraum 100 ausgeströmt, können die Energieschirme 13 vollständig geöffnet werden. Especially in winter in cold outside temperatures, the air in the roof space 100 cools down strongly at night, which means that when the energy shields 13 are opened, cold air flows into the plant space 11 early in the morning. In order to prevent the cold air from causing stress on the plants 4, the pipelines 20 may be arranged in their upper position H2 just in the region of a gap 130 between two energy shields 13, as illustrated in FIG when the energy screens 13 are opened, cold air flows through the gap 130 and strikes the pipeline 20 arranged in the region of the gap 130, where the cold air is heated. If the cold air has flowed out of the roof space 100, the energy shields 13 can be completely opened.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich grundsätzlich auch bei gänzlich anders gearteten Ausführungsformen verwirklichen. The idea underlying the invention is not limited to the above-described embodiments, but can in principle be realized even in completely different types of embodiments.
Insbesondere kann ein Verstellen der Rohrleitungen grundsätzlich auch abhängig von anderen Kriterien erfolgen. Dadurch, dass mittels der Wärmetauschereinrichtung ein Kühlbetrieb bei geschlossener Lüftung bereitgestellt werden kann, kann im Gewächshaus C02 zur Steigerung der Fotosyntheserate der Pflanzen angereichert werden, ohne dass das eingeleitete C02 durch die Lüftung entweichen kann. Dadurch, dass an den Rohrleitungen entstehendes Kondensat wiederum in einen Bewässerungskreislauf eingeleitet werden kann, kann zudem der Wasserverbrauch in einer Gewächshauseinrichtung der hier beschriebenen Art verringert und die Wassernutzungseffizienz erhöht werden. Dadurch, dass eine Wärmetauschereinrichtung sowohl im Kühl- als auch Wärmbetrieb betrieben werden kann, kann grundsätzlich auf zusätzliche Heizungen am Boden eines Gewächshauses verzichtet werden, was die Kosten für den Gewächshausbetrieb reduzieren kann. In particular, an adjustment of the pipes can in principle also be made dependent on other criteria. Characterized in that by means of the heat exchanger device, a cooling operation can be provided with closed ventilation, can be enriched in the greenhouse C0 2 to increase the rate of photosynthesis of the plants without the initiated C0 2 can escape through the ventilation. The fact that condensate formed on the pipes can in turn be introduced into an irrigation cycle, can also reduce the water consumption in a greenhouse facility of the type described here and the water use efficiency can be increased. By virtue of the fact that a heat exchanger device can be operated both in cooling and in heat mode, it is fundamentally possible to dispense with additional heaters at the bottom of a greenhouse, which can reduce the costs for greenhouse operation.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Gewächshaus 1 greenhouse
10 Dach  10 roof
100 Dach räum  100 roof room
1 1 Pflanzenraum  1 1 plant room
12 Boden  12 floor
13 Energieschirm  13 energy screen
130 Spalt  130 gap
14 Tragstruktur  14 supporting structure
2 Wärmetauschereinrichtung 2 heat exchanger device
20 Rohrleitung 20 pipeline
200 Spiralrippen  200 spiral ribs
201 Kondensatrinne  201 Condensate drain
202 Halterung  202 bracket
203 Rohrabschnitt  203 pipe section
21 Trägereinrichtung  21 carrier device
210 Versteileinrichtung (Seil) 210 adjusting device (rope)
21 1 Aufhängeeinrichtung (Seilrolle)21 1 suspension device (pulley)
22 Ablageeinrichtung 22 storage device
220 Sicke  220 bead
221 Ablagefläche  221 storage area
23 Verteiler  23 distributors
230 Schläuche  230 hoses
24 Bewässerungssystem  24 irrigation system
240 Kondensatsammeirinne 240 condensate collection channels
25 Steuereinrichtung 25 control device
250 Temperatursensor  250 temperature sensor
251 Lichtintensitätssensor  251 light intensity sensor
3 Pflanzenrinne  3 plant gutter
4 Pflanzen  4 plants
5 Wagen  5 cars
50 Schienen  50 rails
HO Untere Stellung  HO Lower position
H1 Mittlere Stellung  H1 middle position
H2 Obere Stellung O Öffnungsrichtung V Verstellrichtung H2 Upper position O Opening direction V Adjusting direction

Claims

Patentansprüche Patent claims
Wärmetauschereinrichtung für ein Gewächshaus, mit Heat exchanger device for a greenhouse, with
mindestens einer Rohrleitung, die in einem Kühlbetrieb zum Entziehen von Wärme aus dem Gewächshaus von einem Fluid durchströmt wird, und einer Trägereinrichtung zum Anordnen der mindestens einen Rohrleitung in einem Gewächshaus, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägereinrichtung (21 ) zum Verstellen der mindestens einen Rohrleitung (20) ausgebildet ist derart, dass die mindestens eine Rohrleitung (20) zwischen einer oberen Stellung (h2) und einer unteren Stellung (HO) verstellbar ist. at least one pipe through which a fluid flows in a cooling operation for removing heat from the greenhouse, and a support device for arranging the at least one pipe in a greenhouse, characterized in that the support device (21) for adjusting the at least one pipe ( 20) is designed such that the at least one pipeline (20) is adjustable between an upper position (h2) and a lower position (HO).
Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die obere Stellung (H2) bei bestimmungsgemäßer Anordnung der Wärmetauschereinrichtung (2) in einem Gewächshaus (1 ) einem Dach (10) des Gewächshauses (1 ) angenähert ist. Heat exchanger device according to claim 1, characterized in that the upper position (H2) is approximated to a roof (10) of the greenhouse (1) when the heat exchanger device (2) is arranged as intended in a greenhouse (1).
Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Stellung (HO) bei bestimmungsgemäßer Anordnung der Wärmetauschereinrichtung Heat exchanger device according to claim 1 or 2, characterized in that the lower position (HO) when the heat exchanger device is arranged as intended
(2) in einem Gewächshaus (1 ) unterhalb einer Pflanzenrinne (2) in a greenhouse (1) below a plant gutter
(3), in der Pflanzen (4) anzuordnen sind, angeordnet ist. (3), in which plants (4) are to be arranged, is arranged.
4. Wärmetauschereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Rohrleitung (20) zumindest eine mittlere Stellung (H1 ) zwischen der oberen Stellung (H2) und der unteren Stellung (HO) aufweist, wobei die mittlere Stellung (H1 ) bei bestimmungsgemäßer Anordnung der Wärmetauschereinrichtung (2) in einem Gewächshaus (1 ) oberhalb einer Pflanzenrinne (3) des Gewächshauses (1 ) angeordnet ist. 4. Heat exchanger device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the at least one pipe (20) has at least one middle position (H1) between the upper position (H2) and the lower position (HO), the middle position ( H1) is arranged above a plant trough (3) of the greenhouse (1) when the heat exchanger device (2) is arranged as intended in a greenhouse (1).
Wärmetauschereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Ablageeinrichtung (22) zum Ablegen der mindestens einen Rohrleitung (20) in der unteren Stellung (HO). Heat exchanger device according to one of the preceding claims, characterized by a storage device (22) for storing the at least one pipe (20) in the lower position (HO).
Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablageeinrichtung (22) eine Ablagefläche (221 ) zum Ablegen der mindestens einen Rohrleitung (20) und mindestens eine in die Ablagefläche (221 ) eingeformte Sicke zum Aufnehmen einer an der mindestens einen Rohrleitung (20) angeordneten Kondensatrinne (201 ) aufweist. Heat exchanger device according to claim 5, characterized in that the storage device (22) has a storage surface (221) for storing the at least one pipe (20) and at least one bead formed in the storage surface (221) for receiving a on the at least one pipe (20). arranged condensate trough (201).
Wärmetauschereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägereinrichtung (21 ) eine Versteileinrichtung (210) zum Verstellen der mindestens einen Rohrleitung (20) zwischen der oberen Stellung und der unteren Stellung aufweist, wobei die mindestens eine Rohrleitung (20) über die Versteileinrichtung (210) an einer Aufhängeinrichtung (21 1 ) aufgehängt und durch Verstellen der Versteileinrichtung (210) entlang einer Verstellrichtung (V) zu der Aufhängeinrichtung (21 1 ) verstellbar ist. Heat exchanger device according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier device (21) has an adjusting device (210) for adjusting the at least one pipe (20) between the upper position and the lower position, the at least one pipe (20) being over the Adjusting device (210) is suspended on a suspension device (21 1) and is adjustable by adjusting the adjusting device (210) along an adjustment direction (V) to the suspension device (21 1).
Wärmetauschereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauschereinrichtung (2) einen Verteiler (23) aufweist, an den die mindestens eine Rohrleitung (20) angeschlossen ist, wobei der Verteiler (23) ausgebildet ist, ein erstes Fluid für einen Wärmbetrieb oder ein zweites Fluid, das sich in seiner Temperatur von dem ersten Fluid unterscheidet, für einen Kühlbetrieb in die mindestens eine Rohrleitung (20) zu leiten. Heat exchanger device according to one of the preceding claims, characterized in that the heat exchanger device (2) has a distributor (23) to which the at least one pipe (20) is connected, the distributor (23) being designed to contain a first fluid for heating operation or to direct a second fluid, which differs in temperature from the first fluid, into the at least one pipeline (20) for a cooling operation.
Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Fluid für den Kühlbetrieb eine Temperatur unter dem Taupunkt der die Rohrleitung (20) umgebenden Umgebungsluft aufweist. Heat exchanger device according to claim 8, characterized in that the second fluid for cooling operation has a temperature below the dew point of the ambient air surrounding the pipeline (20).
10. Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteiler (23) ausgebildet ist, in unterschiedlichen Stellungen der mindestens einen Rohrleitung (20) unterschiedliche Fluide in die mindestens eine Rohrleitung (20) einzuleiten. 10. Heat exchanger device according to claim 8 or 9, characterized in that the distributor (23) is designed to introduce different fluids into the at least one pipe (20) in different positions of the at least one pipe (20).
1 1 . Wärmetauschereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (25) zum Steuern der Trägereinrichtung (21 ) in Abhängigkeit von zumindest einem Temperaturkennwert, einem Lichtintensitätskennwert oder der Zeit. 1 1 . Heat exchanger device according to one of the preceding claims, characterized by a control device (25) for controlling the carrier device (21) as a function of at least one temperature characteristic, a light intensity characteristic or time.
12. Wärmetauschereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine Sensoreinrichtung (250, 251 ) zum Erfassen mindestens eines Temperaturkennwerts und/oder eines Lichtintensitätskennwerts. 12. Heat exchanger device according to one of the preceding claims, characterized by at least one sensor device (250, 251) for detecting at least one temperature characteristic value and / or a light intensity characteristic value.
13. Wärmetauschereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der mindestens einen Rohrleitung (20) eine Kondensatrinne (201 ) zum Aufnehmen von einer an der mindestens einen13. Heat exchanger device according to one of the preceding claims, characterized in that on the at least one pipe (20) there is a condensate trough (201) for receiving one on the at least one
Rohrleitung (20) entstehenden Kondensationsflüssigkeit angeordnet ist. Pipe (20) resulting condensation liquid is arranged.
14. Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatrinne (201 ) in Strömungsverbindung mit einem Bewässerungssystem (24) des Gewächshauses (1 ) steht und ausgebildet ist, in die Kondensatrinne (201 ) gelangende Kondensationsflüssigkeit in das Bewässerungssystem (24) einzuleiten. 14. Heat exchanger device according to claim 13, characterized in that the condensate trough (201) is in flow connection with an irrigation system (24) of the greenhouse (1) and is designed to introduce condensation liquid entering the condensate trough (201) into the irrigation system (24).
15. Wärmetauschereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Rohrleitung (20) durch mindestens ein Spiralrippenrohr ausgebildet ist. 15. Heat exchanger device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one pipe (20) is formed by at least one spiral finned tube.
16. Gewächshaus mit einer Wärmetauschereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche. 16. Greenhouse with a heat exchanger device according to one of the preceding claims.
17. Gewächshaus nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewächshaus (1 ) mindestens zwei Energieschirme (13) zum Abschirmen eines Dachraums (100) des Gewächshauses (1 ) aufweist, wobei die mindestens eine17. Greenhouse according to claim 16, characterized in that the greenhouse (1) has at least two energy screens (13) for shielding a roof space (100) of the greenhouse (1), wherein the at least one
Rohrleitung (20) der Wärmetauschereinrichtung (2) in der oberen Stellung (H2) im Bereich eines Spalt (130) zwischen den mindestens zwei Energieschirmen (13) anordbar ist. Pipe (20) of the heat exchanger device (2) can be arranged in the upper position (H2) in the area of a gap (130) between the at least two energy shields (13).
18. Verfahren zum Betreiben einer Wärmetauschereinrichtung für ein Gewächshaus, wobei die Wärmetauschereinrichtung 18. Method for operating a heat exchanger device for a greenhouse, wherein the heat exchanger device
mindestens eine Rohrleitung, die in einem Kühlbetrieb zum Entziehen von Wärme aus dem Gewächshaus von einem Fluid durchströmt wird, und eine Trägereinrichtung zum Anordnen der mindestens einen Rohrleitung in einem Gewächshaus at least one pipeline through which a fluid flows in a cooling operation for removing heat from the greenhouse, and a support device for arranging the at least one pipeline in a greenhouse
aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägereinrichtung (21 ) die mindestens eine Rohrleitung (20) zwischen einer oberen Stellung (H2) und einer unteren Stellung (HO) verstellt. has, characterized in that the carrier device (21) adjusts the at least one pipeline (20) between an upper position (H2) and a lower position (HO).
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Wärmbetrieb ein erstes Fluid und in einem Kühlbetrieb ein zweites Fluid, das sich in seiner Temperatur von dem ersten Fluid unterscheidet, durch die mindestens eine Rohrleitung (20) geleitet wird. Method according to claim 18, characterized in that in a heating operation a first fluid and in a cooling operation a second fluid, which differs in temperature from the first fluid, is passed through the at least one pipe (20).
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