WO2015028471A1 - Heat storage device for a greenhouse - Google Patents

Heat storage device for a greenhouse Download PDF

Info

Publication number
WO2015028471A1
WO2015028471A1 PCT/EP2014/068093 EP2014068093W WO2015028471A1 WO 2015028471 A1 WO2015028471 A1 WO 2015028471A1 EP 2014068093 W EP2014068093 W EP 2014068093W WO 2015028471 A1 WO2015028471 A1 WO 2015028471A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
storage device
heat
heat storage
storage
liquid
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/068093
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Uwe Schmidt
Original Assignee
Humboldt-Universität Zu Berlin
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Humboldt-Universität Zu Berlin filed Critical Humboldt-Universität Zu Berlin
Publication of WO2015028471A1 publication Critical patent/WO2015028471A1/en

Links

Classifications

    • 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
    • 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 storage device for a greenhouse according to the preamble of claim 1 and a greenhouse installation with a heat storage device.
  • Such a heat storage device for a greenhouse comprises at least one storage tank, a storage liquid which is filled in the storage tank and forms a surface for storing heat and a heating system of a greenhouse, which is in communication with the storage tank such that storage liquid introduced into the heating system can be.
  • the energy production in greenhouses can have a considerable efficiency of, for example, 50%, so that the solar energy production in a greenhouse can be economically interesting.
  • the heat in order to use the heat gained in a greenhouse for the heating of the greenhouse, the heat must be stored for a long time, so that the heat obtained, for example, on warm days for heating, for example, on cold days can be kept in stock.
  • a floating photovoltaic array is known, which is connected to a hydroelectric power plant at a reservoir or a coastal water to feed photovoltaically generated electricity into a power grid of the hydroelectric power plant.
  • Object of the present invention is to provide a heat storage device for a greenhouse and a greenhouse system with a heat storage device available that allow the storage of heat over a longer period of time in a simple, cost-effective manner.
  • the heat storage device has a covering device, which is arranged floating on the surface formed by the storage liquid and covers the surface.
  • the present invention is based on the idea of using a water storage system in a greenhouse system, as it is often provided, for example, for receiving rainwater, as a heat storage device.
  • a water reservoir is regularly formed as a surface storage, for example in the form of an at least partially embedded in the ground storage tank and receives water as a storage liquid.
  • the preferably at least partially embedded in the ground reservoir is advantageously thermally insulated on its side walls and on its bottom wall by means of a suitable insulating layer and also sealed by a suitable sealing layer against leakage of liquid.
  • the insulation layer may be sealed, for example, by rigid foam sheets (available under the brand name Styrodur) provided on the side walls and the bottom wall.
  • the sealing layer can be formed for example by a suitable liquid-tight film.
  • the soil of a soil provides a natural insulation barrier, which allows an effective isolation of Speicherbecks at an economically acceptable cost.
  • the cover means may be formed by individual segments in the manner of pontoons floating on the storage liquid.
  • the segments of the covering device can in this case for example by hard foam boards (available under the Brand name Styrodur) be formed, on the one hand on the storage liquid, especially water, swim and on the other hand can provide good thermal insulation.
  • the covering device has at least one frame segment and at least one support segment adjustably arranged on the frame segment.
  • the at least one support segment for example, viewed in a plan view of the surface of the storage liquid, have a circular shape with a rotational symmetry axis directed perpendicular to the surface, wherein the at least one support segment can be pivoted about its rotational symmetry axis relative to the frame segment.
  • a suitable drive means may be provided with a motor and an adjustment mechanism, wherein the motor is arranged for example outside of the storage tank and an adjusting mechanism in the form of a drive shaft via suitable deflection gear, for example with drive spindles for adjusting one or more support segments is connected to one or more support segments in operative connection and thus can simultaneously adjust a plurality of support segments.
  • a photovoltaic device for photovoltaic power generation can be arranged, which can be aligned by adjusting the support segment relative to the frame segment to the sun.
  • At least one sealing element may be provided for sealing against a passage of moisture.
  • the sealing element may in this case be designed to at least largely prevent moisture leakage out of the reservoir, for example by evaporation, so that moisture can not readily pass out of the reservoir through the segments of the cover.
  • the sealing element can be designed to permit a seepage of, for example, rainwater into the storage tank, so that liquid can pass from the outside through the covering device into the storage tank.
  • the at least one frame element advantageously connects via an edge segment to a side wall of the storage tank, wherein the edge segment with so the frame segment is operatively connected, that the frame segment and the edge segment can be moved to each other at least by a certain distance along the surface of the storage liquid.
  • the frame segment for example, partially rest on the edge segment, so that the frame segment and the edge segment are tangent to each other.
  • the position of the frame segment can be adjusted relative to the edge segment to compensate for a change in size of the surface of the storage liquid in a vertical movement of the surface due to a level change in the storage tank.
  • An additional inlet for introducing liquid into the storage tank can be provided on the covering device, beyond the transitions formed between the individual segments.
  • the inlet is formed by the gap-like transitions between the segments, which may additionally be closed by permeable sealing elements for a leak, so that, for example, rainwater can seep into the reservoir from outside between the segments.
  • one or more photovoltaic elements in the form of solar cells are provided, which are used for photovoltaic power generation.
  • the energy generated by the photovoltaic elements can be used, for example, to operate the greenhouse system whose component is the heat storage device, and also for operating the heating system and for the drive device for adjusting the support segments, so that the energy supply of the greenhouse system can at least be supported. It is also conceivable to feed electrical energy generated at the photovoltaic elements in a power grid.
  • the storage liquid is preferably water. Water is conveniently available and also has a good heat storage capacity of about 4.18 kJ / kg K.
  • phase change materials PCM
  • the storage capacity of the heat storage device can be improved even further Designated latent heat storage, save energy by exploitation a phase transition (for example, from solid to liquid) and give in reversed phase transition (for example, from liquid to solid) energy.
  • the heating system with which the storage tank is in fluid communication, may have at least one heat pump and a heat exchanger device connected to the heat pump.
  • the heat pump and the associated heat exchanger device for example in the form of arranged in a greenhouse, fluid-flow spiral finned tubes, the heat storage device can be operated as a mixed storage at relatively low water temperatures (for example in a temperature range between 5 ° C and 45 ' ⁇ ), which the on the surface of the storage liquid resulting heat losses additionally reduced.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional view through a heat storage device with a storage tank and a storage liquid located therein;
  • FIG. a plan view of the heat storage device;
  • Fig. 3 is a schematic view of the heat storage device in
  • a heat storage device 1 comprising a reservoir 2, which is at least partially embedded as an upwardly open basin in a bottom 7, for example, the soil at the location of a greenhouse system, and at least in the region of its upper edge of a ( Earth) Wall 70 is surrounded.
  • a storage liquid 3 for example water, which serves to store heat on the one hand and on the other hand optionally as a reservoir for an irrigation system of a greenhouse system.
  • the storage tank 2 has a bottom wall 21 and adjoining the bottom wall 21 side walls 20. On the bottom wall 21 and the side walls 20, the storage tank 2 by means of an insulating layer 22nd thermally insulated from the surrounding soil 7.
  • the insulating layer 22 may, for example, be realized by one or more layers of rigid foam plates, wherein on a side facing inside the storage tank 2 side of the insulating layer 22 is a sealing layer 23 in the form of a liquid-impermeable film or the like, by means of which the storage tank 2 against the Floor 7 is sealed liquid-tight.
  • the insulating layer 22 may also be formed of a different material, for example a heat-insulating bulk material, e.g. Glass granules.
  • the storage tank 2 is open at the top. However, in order to avoid heat loss on a surface 30 of the storage liquid 3, a covering device 4 is provided, which floats on the storage liquid 3 and consists of individual segments 40-42, which float in the manner of pontoons on the storage liquid 3 and cooperate in such a way in that the storage tank 2 is thermally insulated towards the top.
  • the segments 40-42 may be made of rigid foam (available under the brand name Styrodur) and completely cover the storage basin 2 at the top.
  • the individual segments 40-42 can in principle also be made of other materials.
  • segments 40-42 may also be used as evacuated hollow bodies, e.g. made of glass or plastic, be realized whose walls enclosing a cavity, for example, can also be transparent, to allow light into the storage tank.
  • the cover 4 is composed of different segments.
  • the covering device 4 has one or more frame segments 41, into which the support segments 40 are inserted such that the support segments 40 can be adjusted relative to the frame segments 41.
  • the support segments 40 are in this case in the plan view (in a viewing direction perpendicular to the surface 30, corresponding to the drawing plane in Fig. 2) circular and inserted into corresponding recesses of the frame segments 41 such that the support segments 40 about their rotational symmetry axis S along an adjustment V can be rotated relative to the frame segments 41.
  • the support segments 40 are used to carry photovoltaic elements 5 for photovoltaic power generation on an upper side 43 of the covering device 4 Adjusting the support segments 40 about their rotational symmetry axis S, the photovoltaic elements 5 are aligned with the sun, so that the photovoltaic elements 5 can be tracked during the day of the sun.
  • edge segments 42 are provided, via which the frame segments 41 adjoin the side walls 20 of the storage tank 2. 2, edge segments 42 are provided only on the left and lower side walls 20.
  • Corresponding edge segments 42 may, however, also be used on the right and upper side walls 20 of the storage tank 2.) As can be seen in FIG the frame segments 41 at least in sections on the associated edge segments 42, so that the frame segments 41 can be moved at least by a certain distance along the surface 30 relative to the edge segments 42. This movable connection of the frame segments 41 with the edge segments 42 compensates for a change in the surface area of the surface 30 as a result of a change in level of the storage liquid 3 in the reservoir 2. At a level change, the frame segments 41 can move along the surface 30 relative to the edge segments 42, so that a change in size of the surface 30 compensated and regardless of the level of the storage liquid 3 complete coverage of the surface 30 can be provided by the cover 4.
  • sealing elements 44 are arranged in the form of, for example, foam strips, which seal the transition between the segments 40-42.
  • the seal can be designed such that a moisture leakage from the reservoir 2 is at least reduced, but at the same time a liquid inlet, for example, infiltration of rainwater into the reservoir 2, from outside Shen is possible.
  • Einläute 45 are created for rainwater from the outside, so that liquid can penetrate from the outside into the reservoir tank 2.
  • a drive device 6 For adjusting the support segments 40 relative to the frame segments 41, a drive device 6 is provided.
  • the drive device 6 has a motor 60, which is coupled via an adjustment mechanism 61 with the support segments 40, so that via the adjustment mechanism 61 all support segments 40 can be moved in a uniform manner.
  • the adjusting mechanism 61 is formed by a drive shaft 600 of the motor 60, which via angular gear 610 with drive spindles 61 1 such is coupled, that a rotational movement of the drive shaft 600 is converted via the angular gear 610 in a rotational movement of the drive spindles 61 1.
  • phase change materials for example, salt or paraffin-based
  • storage elements 31 serve to increase the heat capacity of the heat storage device 1 and allow based on a phase transition, an additional, efficient storage of heat.
  • the storage tank 2 is in fluid communication with a heating system of a greenhouse 8, which has a heat pump 80 and a heat exchanger device 81 in the form of, for example, installed in the greenhouse 8 piping.
  • the heat storage device 1 can be performed as a mixed storage at relatively low water temperatures, for example at water temperatures between 5 ' ⁇ and 45' ⁇ .
  • the comparatively low maximum temperature of for example 45 ° C leads to a reduction of heat losses at the surface 30 of the storage liquid 3, because due to the comparatively low heat difference to the ambient air, there is a comparatively low heat radiation.
  • warm water can be conducted from the storage tank 2 to the heat pump 80, which extracts heat from the water and transfers it to the heat exchanger device 81 as useful heat.
  • the heat exchanger device 81 can thereby be used for heating the greenhouse 8, wherein water is passed from the storage tank 2 after passing through the heat pump 80 back into the storage tank 2.
  • condensation liquids can be conducted from the greenhouse 8 to the storage tank 2.
  • the storage tank 2 may also be connected to an irrigation system of the greenhouse 8 so that the water stored in the storage tank 2 can also be used for watering plants in the greenhouse 8.
  • the idea underlying the invention is not limited to the above-described embodiments, but can also be realized in completely different types of embodiments.
  • a storage liquid other than water can in principle also be used.
  • the covering device in a different manner, for example by using films which seal the top of the storage tank liquid-tight, so that from outside liquid does not readily enter the storage tank and also leak from the inside no liquid from the storage tank 2 can.
  • the reservoir can be used for example as a fish tank for breeding fish.
  • the storage tank is also used for fish farming and it is therefore intended that fish will float in the storage liquid (water) contained in the storage tank, the storage tank is preferably provided with a comparatively low maximum temperature of e.g. Operated at 30 ° C. The water in the reservoir is thus kept below a temperature of 30 ' ⁇ to allow the fish farming.
  • a closable supply opening can additionally be provided in the covering device, via which, for example, feed can be introduced into the storage basin.
  • the cover is at least partially transparent designed to allow light into the reservoir and to create a suitable habitat for fish in the reservoir.

Landscapes

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

Abstract

The invention relates to a heat storage device (1) for a greenhouse comprising at least one storage reservoir (2), a storage fluid (3) which is introduced into the storage reservoir (2) and forms a surface (30), for storing heat and a heating system for a greenhouse (8), said system being connected to the storage reservoir (2) in such a way that storage fluid (3) can be introduced into the heating system. Additionally a covering device (4) is provided which is disposed floating on the surface (30) formed by the storage fluid (3) and covers the surface (30). In this way a heat storage device for a greenhouse is created, which in a simple, cost-effective manner enables the storage of heat even over a relatively long period of time.

Description

Wärmespeichereinrichtung für ein Gewächshaus  Heat storage device for a greenhouse
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft eine Wärmespeichereinrichtung für ein Gewächshaus nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Gewächshausanlage mit einer Wärmespeichereinrichtung. The invention relates to a heat storage device for a greenhouse according to the preamble of claim 1 and a greenhouse installation with a heat storage device.
Eine derartige Wärmespeichereinrichtung für ein Gewächshaus umfasst mindestens ein Speicherbecken, eine Speicherflüssigkeit, die in das Speicherbecken eingefüllt ist und eine Oberfläche ausbildet, zum Speichern vom Wärme und eine Heizungsanlage eines Gewächshauses, die mit dem Speicherbecken in Verbindung steht derart, dass Speicherflüssigkeit in die Heizungsanlage eingeleitet werden kann. Such a heat storage device for a greenhouse comprises at least one storage tank, a storage liquid which is filled in the storage tank and forms a surface for storing heat and a heating system of a greenhouse, which is in communication with the storage tank such that storage liquid introduced into the heating system can be.
Aus Gewächshäusern kann durch Verwendung eines Kühlsystems zum Beispiel über geeignete Wärmepumpen solare Energie gewonnen werden. Die Energiegewinnung an Gewächshäusern kann dabei einen beträchtlichen Wirkungsgrad von beispielsweise 50 % aufweisen, so dass die Solarenergiegewinnung an einem Gewächshaus wirtschaftlich interessant sein kann. Um die an einem Gewächshaus gewonnene Wärme jedoch für die Beheizung des Gewächshauses verwenden zu können, muss die Wärme über eine längere Zeit gespeichert werden, damit die beispielsweise an warmen Tagen gewonnene Wärme für die Beheizung zum Beispiel an kalten Tagen vorrätig gehalten werden kann. From greenhouses solar energy can be obtained by using a cooling system, for example by means of suitable heat pumps. The energy production in greenhouses can have a considerable efficiency of, for example, 50%, so that the solar energy production in a greenhouse can be economically interesting. However, in order to use the heat gained in a greenhouse for the heating of the greenhouse, the heat must be stored for a long time, so that the heat obtained, for example, on warm days for heating, for example, on cold days can be kept in stock.
Die Verwendung von derzeit üblichen kleinvolumigen und gut isolierten Tag-Nacht- Speichern hat sich bisher aufgrund eines vergleichsweise geringen Wirkungsgrads als unwirtschaftlich erwiesen, insbesondere weil mit solchen kleinvolumigen Speichern eine Überbrückung längerer Zeitperioden mit kalten Nächten und mit Tagen mit wenig Sonneneinstrahlung nicht ohne weiteres realisiert werden kann. Es sind daher Untersuchungen für die Entwicklung von Aquiferspeichern unternommen worden, bei denen Wasser in der Erde in einer Tiefe von 50 bis 300 m zur Speicherung von Wärme gespeichert wird. Die für den Transport des Wassers erforderliche Energie, die Kosten für erforderliche Bohrungen und die unterirdischen Wärmeverluste führen derzeit jedoch noch dazu, dass solche Aquiferspeicher unwirtschaftlich sind. The use of currently customary small-volume and well-insulated day-night storage has proven to be uneconomical due to a relatively low efficiency, especially because bridging longer periods of time with cold nights and days with little sunlight are not readily realized with such small-volume storage can. Investigations for the development of aquifer reservoirs have therefore been undertaken where water is stored in the earth at a depth of 50 to 300 m to store heat. However, the energy required to transport the water, the cost of drilling and the underground heat losses are currently causing such aquifer stores to be uneconomic.
Unabhängig von Wärmespeichern verfügen heutzutage viele Gewächshausanlagen über oberirdische Wasserspeicher in Form von einfach gebauten Blechtanks oder künstlich angelegten Teichen, mit denen Regenwasser für die Bewässerung von Pflanzen gespeichert wird. Regardless of heat storage, today many greenhouses have aboveground reservoirs in the form of simply built metal tanks or artificially created ponds that store rainwater for irrigation of plants.
Es besteht ein Bedürfnis nach einer Wärmespeichereinrichtung, die vergleichsweise einfach und kostengünstig aufgebaut sein kann, dabei aber eine Speicherung von Wärme auch über einen längeren Zeitraum zur Überbrückung von kalten Tages- und Nachtperioden ermöglicht. There is a need for a heat storage device that can be comparatively simple and inexpensive, but allows storage of heat over a longer period to bridge cold day and night periods.
Aus der DE 36 16 623 A1 ist ein schwimmendes Dach für Tanks zur Aufnahme von Flüssigkeiten bekannt, das aus einer an Schwimmkörpern befestigten, nachgiebigen Scheibe besteht. Der Tank dient zur Aufnahme von zu lagernden Flüssigkeiten, zum Beispiel von Ölen oder paraffinhaltigen Mitteldestillaten, nicht aber als Wärmespeichereinrichtung einer Gewächshausanlage. From DE 36 16 623 A1 discloses a floating roof for tanks for holding liquids is known, which consists of a fixed to floats, compliant disc. The tank serves to hold liquids to be stored, for example of oils or paraffin-containing middle distillates, but not as a heat storage device of a greenhouse system.
Aus der EP 2 299 499 A1 ist eine schwimmende Fotovoltaikanordnung bekannt, die mit einem Wasserkraftwerk an einem Staubecken oder einem Küstengewässer verbunden ist, um fotovoltaisch erzeugten Strom in ein Stromnetz des Wasserkraftwerks einzuspeisen. From EP 2 299 499 A1, a floating photovoltaic array is known, which is connected to a hydroelectric power plant at a reservoir or a coastal water to feed photovoltaically generated electricity into a power grid of the hydroelectric power plant.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Wärmespeichereinrichtung für ein Gewächshaus sowie eine Gewächshausanlage mit einer Wärmespeichereinrichtung zur Verfügung zu stellen, die in einfacher, kostengünstiger Weise das Speichern von Wärme auch über einen längeren Zeitraum ermöglichen. Object of the present invention is to provide a heat storage device for a greenhouse and a greenhouse system with a heat storage device available that allow the storage of heat over a longer period of time in a simple, cost-effective manner.
Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Demnach weist die Wärmespeichereinrichtung eine Abdeckeinrichtung auf, die schwimmend auf der durch die Speicherflüssigkeit ausgebildeten Oberfläche angeordnet ist und die Oberfläche abdeckt. Die vorliegende Erfindung geht von dem Gedanken aus, bei einer Gewächshausanlage einen Wasserspeicher, wie er beispielsweise zur Aufnahme von Regenwasser häufig vorgesehen ist, auch als Wärmespeichereinrichtung zu verwenden. Ein solcher Wasserspeicher ist regelmäßig als Oberflächenspeicher beispielsweise in Form eines zumindest teilweise in den Boden eingelassenen Speicherbeckens ausgebildet und nimmt Wasser als Speicherflüssigkeit auf. This object is achieved by an article having the features of claim 1. Accordingly, the heat storage device has a covering device, which is arranged floating on the surface formed by the storage liquid and covers the surface. The present invention is based on the idea of using a water storage system in a greenhouse system, as it is often provided, for example, for receiving rainwater, as a heat storage device. Such a water reservoir is regularly formed as a surface storage, for example in the form of an at least partially embedded in the ground storage tank and receives water as a storage liquid.
Da solche Wasserspeicher herkömmlich nur schlecht oder gar nicht isoliert sind und insbesondere an ihrer Oberfläche nicht abgedeckt sind, ist im Sinne der vorliegenden Erfindung vorgesehen, das Speicherbecken nach oben hin durch eine Abdeckeinrichtung zumindest weitestgehend derart zu verschließen, dass Wärme über die Oberfläche der Speicherflüssigkeit nicht ohne weiteres entweichen kann. Die Oberfläche der Speicherflüssigkeit ist daher durch die Abdeckeinrichtung, die auf der Speicherflüssigkeit schwimmt, abgedeckt, so dass eine isolierende Schicht oberhalb der Speicherflüssigkeit bereitgestellt wird, die einen Wärmeverlust über die Oberfläche reduziert. Since such water reservoirs are conventionally only poorly insulated or not at all, and in particular are not covered on their surface, it is provided in the sense of the present invention to close off the storage tank at the top by a covering device so that heat does not overflow the surface of the storage liquid can escape without further ado. The surface of the storage liquid is therefore covered by the cover device floating on the storage liquid, so that an insulating layer is provided above the storage liquid, which reduces heat loss across the surface.
Das vorzugsweise zumindest teilweise in den Boden eingelassene Speicherbecken ist vorteilhafterweise an seinen Seitenwandungen und an seiner Bodenwandung mittels einer geeigneten Isolationsschicht wärmeisoliert und zudem mittels einer geeigneten Dichtschicht gegen einen Flüssigkeitsaustritt abgedichtet. Die Isolationsschicht kann beispielsweise durch an den Seitenwandungen und der Bodenwandung vorgesehene Hartschaum-Platten (erhältlich unter dem Markennamen Styrodur) abgedichtet sein. Die Dichtschicht kann beispielsweise durch eine geeignete flüssigkeitsdichte Folie gebildet sein. Durch die Isolationsschicht an den Seitenwandungen und der Bodenwandung des Speicherbeckens sowie die Abdeckschicht oberhalb der im Speicherbecken gespeicherten Speicherflüssigkeit wird somit eine allseitige Isolation für die im Speicherbecken enthaltene Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, geschaffen, so dass die Speicherflüssigkeit sowohl gegenüber dem das Speicherbecken umgebenden Boden zur Seite und nach unten als auch gegenüber der Umgebungsluft nach oben wärmeisoliert ist. Darüber hinaus stellt auch das Erdreich eines Bodens eine natürliche Dämmbarriere da, die eine effektive Isolation des Speicherbecks zu einem wirtschaftlich vertretbaren Aufwand ermöglicht. Die Abdeckeinrichtung kann durch einzelne Segmente nach Art von Pontons, die auf der Speicherflüssigkeit schwimmen, gebildet sein. Die Segmente der Abdeckeinrichtung können hierbei beispielsweise durch Hartschaum-Platten (erhältlich unter dem Markennamen Styrodur) gebildet sein, die zum einen auf der Speicherflüssigkeit, insbesondere Wasser, schwimmen und zum anderen eine gute Wärmeisolation bereitstellen können. In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Abdeckeinrichtung mindestens ein Rahmensegment und mindestens ein an dem Rahmensegment verstellbar angeordnetes Tragsegment auf. Das mindestens eine Tragsegment kann beispielsweise, betrachtet in einer Draufsicht auf die Oberfläche der Speicherflüssigkeit, eine kreisrunde Form mit einer senkrecht zur Oberfläche gerichteten Rotationssymmetrieachse aufweisen, wobei das mindestens eine Tragsegment um seine Rotationssymmetrieachse herum relativ zum Rahmensegment verschwenkt werden kann. The preferably at least partially embedded in the ground reservoir is advantageously thermally insulated on its side walls and on its bottom wall by means of a suitable insulating layer and also sealed by a suitable sealing layer against leakage of liquid. The insulation layer may be sealed, for example, by rigid foam sheets (available under the brand name Styrodur) provided on the side walls and the bottom wall. The sealing layer can be formed for example by a suitable liquid-tight film. The insulating layer on the side walls and the bottom wall of the storage tank and the covering layer above the storage tank stored in the storage tank thus an all-round insulation for the liquid contained in the reservoir, preferably water, created so that the storage fluid both to the surrounding the reservoir bottom to the side and is thermally insulated to the bottom and to the ambient air upwards. In addition, the soil of a soil provides a natural insulation barrier, which allows an effective isolation of Speicherbecks at an economically acceptable cost. The cover means may be formed by individual segments in the manner of pontoons floating on the storage liquid. The segments of the covering device can in this case for example by hard foam boards (available under the Brand name Styrodur) be formed, on the one hand on the storage liquid, especially water, swim and on the other hand can provide good thermal insulation. In an advantageous embodiment, the covering device has at least one frame segment and at least one support segment adjustably arranged on the frame segment. The at least one support segment, for example, viewed in a plan view of the surface of the storage liquid, have a circular shape with a rotational symmetry axis directed perpendicular to the surface, wherein the at least one support segment can be pivoted about its rotational symmetry axis relative to the frame segment.
Zum Verstellen des mindestens einen Tragsegments relativ zum Rahmensegment kann beispielsweise eine geeignete Antriebseinrichtung mit einem Motor und einer Verstellmechanik vorgesehen sein, wobei der Motor beispielsweise außerhalb des Speicherbeckens angeordnet ist und über eine Verstellmechanik in Form einer Antriebswelle, die über geeignete Umlenkgetriebe beispielsweise mit Antriebsspindeln zum Verstellen eines oder mehrerer Tragsegmente verbunden ist, mit einem oder mehreren Tragsegmenten in Wirkverbindung steht und somit gleichzeitig mehrere Tragsegmente verstellen kann. An dem mindestens einen Tragsegment kann beispielsweise eine Fotovoltaikeinrichtung zur fotovoltaischen Energieerzeugung angeordnet sein, die durch Verstellen des Tragsegments relativ zum Rahmensegment nach der Sonne ausgerichtet werden kann. Zwischen dem mindestens einen Rahmensegment und dem mindestens einen Tragsegment kann, in einer vorteilhaften Ausgestaltung, mindestens ein Dichtelement zum Abdichten gegenüber einem Feuchtigkeitsdurchtritt vorgesehen sein. Das Dichtelement kann hierbei dazu ausgestaltet sein, einen Feuchtigkeitsaustritt aus dem Speicherbecken heraus, beispielsweise durch Verdunstung, zumindest weitestgehend zu unterbinden, so dass Feuchtigkeit nicht ohne weiteres zwischen den Segmenten der Abdeckeinrichtung hindurch aus dem Speicherbecken heraus gelangen kann. Das Dichtelement kann hierbei jedoch dazu ausgebildet sein, ein Sickern von beispielsweise Regenwasser in das Speicherbecken hinein zuzulassen, so dass Flüssigkeit von außen durch die Abdeckeinrichtung hindurch in das Speicherbecken gelangen kann. For adjusting the at least one support segment relative to the frame segment, for example, a suitable drive means may be provided with a motor and an adjustment mechanism, wherein the motor is arranged for example outside of the storage tank and an adjusting mechanism in the form of a drive shaft via suitable deflection gear, for example with drive spindles for adjusting one or more support segments is connected to one or more support segments in operative connection and thus can simultaneously adjust a plurality of support segments. At the at least one support segment, for example, a photovoltaic device for photovoltaic power generation can be arranged, which can be aligned by adjusting the support segment relative to the frame segment to the sun. Between the at least one frame segment and the at least one support segment, in an advantageous embodiment, at least one sealing element may be provided for sealing against a passage of moisture. The sealing element may in this case be designed to at least largely prevent moisture leakage out of the reservoir, for example by evaporation, so that moisture can not readily pass out of the reservoir through the segments of the cover. In this case, however, the sealing element can be designed to permit a seepage of, for example, rainwater into the storage tank, so that liquid can pass from the outside through the covering device into the storage tank.
Das mindestens eine Rahmenelement schließt vorteilhafterweise über ein Randsegment an eine Seitenwandung des Speicherbeckens an, wobei das Randsegment derart mit dem Rahmensegment in Wirkverbindung steht, dass das Rahmensegment und das Randsegment zumindest um eine gewisse Wegstrecke entlang der Oberfläche der Speicherflüssigkeit zueinander bewegt werden können. Hierzu kann das Rahmensegment beispielsweise abschnittsweise auf dem Randsegment aufliegen, so dass das Rahmensegment und das Randsegment tangential zueinander beweglich sind. Auf diese Weise kann bei Veränderung des Flüssigkeitspegels im Speicherbecken die Lage des Rahmensegments relativ zum Randsegment angepasst werden, um eine Größenänderung der Oberfläche der Speicherflüssigkeit bei einer vertikalen Bewegung der Oberfläche in Folge einer Pegeländerung im Speicherbecken auszugleichen. The at least one frame element advantageously connects via an edge segment to a side wall of the storage tank, wherein the edge segment with so the frame segment is operatively connected, that the frame segment and the edge segment can be moved to each other at least by a certain distance along the surface of the storage liquid. For this purpose, the frame segment, for example, partially rest on the edge segment, so that the frame segment and the edge segment are tangent to each other. In this way, when changing the liquid level in the storage tank, the position of the frame segment can be adjusted relative to the edge segment to compensate for a change in size of the surface of the storage liquid in a vertical movement of the surface due to a level change in the storage tank.
An der Abdeckeinrichtung kann, über die zwischen den einzelnen Segmenten gebildeten Übergänge hinaus, ein zusätzlicher Einlauf zum Einleiten von Flüssigkeit in das Speicherbecken vorgesehen sein. Vorzugsweise ist der Einlauf jedoch durch die spaltbehafteten Übergänge zwischen den Segmenten, die zusätzlich durch für eine Sickerung durchlässige Dichtelemente verschlossen sein können, gebildet, so dass beispielsweise Regenwasser von außen zwischen den Segmenten hindurch in das Speicherbecken sickern kann. An additional inlet for introducing liquid into the storage tank can be provided on the covering device, beyond the transitions formed between the individual segments. Preferably, however, the inlet is formed by the gap-like transitions between the segments, which may additionally be closed by permeable sealing elements for a leak, so that, for example, rainwater can seep into the reservoir from outside between the segments.
Auf der Außenseite der Abdeckeinrichtung, vorzugsweise an einem oder mehreren Tragsegmenten der Abdeckeinrichtung, sind in einer Ausführungsform ein oder mehrere Fotovoltaikelemente in Form von Solarzellen vorgesehen, die zur fotovoltaischen Energieerzeugung dienen. Die durch die Fotovoltaikelemente erzeugte Energie kann beispielsweise zum Betrieb der Gewächshausanlage, deren Bestandteil die Wärmespeichereinrichtung ist, und auch zum Betrieb der Heizungsanlage sowie für die Antriebseinrichtung zum Verstellen der Tragsegmente verwendet werden, so dass die Energieversorgung der Gewächshausanlage zumindest unterstützt werden kann. Denkbar ist zudem auch, an den Fotovoltaikelementen erzeugte elektrische Energie in ein Energieversorgungsnetz einzuspeisen. Die Speicherflüssigkeit besteht vorzugsweise aus Wasser. Wasser ist günstig verfügbar und weist zudem eine gute Wärmespeicherkapazität von ca. 4,18 kJ/kg K auf. In einem Kubikmeter Wasser können somit pro Kelvin Temperaturdifferenz 4.180 kJ gespeichert werden. Durch die zusätzliche Einlagerung von Speicherelementen, die vorzugsweise so genannte Phasenwechselmaterialien (PCM, englisch für „phase change material") aufweisen, kann die Speicherkapazität der Wärmespeichereinrichtung dabei noch weiter verbessert werden. Solche Speicherelemente, zum Beispiel auf Salz- oder Paraffinbasis, werden auch als Latentwärmespeicher bezeichnet, speichern Energie durch Ausnutzung eines Phasenübergangs (beispielsweise von fest zu flüssig) und geben bei umgekehrtem Phasenübergang (beispielsweise von flüssig zu fest) Energie ab. On the outside of the cover, preferably on one or more support segments of the cover, in one embodiment, one or more photovoltaic elements in the form of solar cells are provided, which are used for photovoltaic power generation. The energy generated by the photovoltaic elements can be used, for example, to operate the greenhouse system whose component is the heat storage device, and also for operating the heating system and for the drive device for adjusting the support segments, so that the energy supply of the greenhouse system can at least be supported. It is also conceivable to feed electrical energy generated at the photovoltaic elements in a power grid. The storage liquid is preferably water. Water is conveniently available and also has a good heat storage capacity of about 4.18 kJ / kg K. In one cubic meter of water, temperature differences of 4,180 kJ can be stored per Kelvin. As a result of the additional incorporation of storage elements, which preferably have so-called phase change materials (PCM), the storage capacity of the heat storage device can be improved even further Designated latent heat storage, save energy by exploitation a phase transition (for example, from solid to liquid) and give in reversed phase transition (for example, from liquid to solid) energy.
Die Heizungsanlage, mit der das Speicherbecken in Strömungsverbindung steht, kann zumindest eine Wärmepumpe und eine mit der Wärmepumpe verbundene Wärmetauschereinrichtung aufweisen. Unter Verwendung der Wärmepumpe und der damit verbundenen Wärmetauschereinrichtung, beispielsweise in Form von in einem Gewächshaus angeordneten, fluiddurchflossenen Spiralrippenrohren, kann die Wärmespeicherreinrichtung als Mischspeicher bei vergleichsweise geringen Wassertemperaturen (beispielsweise in einem Temperaturbereich zwischen 5 °C und 45 'Ό) betrieben werden, was die an der Oberfläche der Speicherflüssigkeit entstehenden Wärmeverluste zusätzlich verringert. The heating system, with which the storage tank is in fluid communication, may have at least one heat pump and a heat exchanger device connected to the heat pump. Using the heat pump and the associated heat exchanger device, for example in the form of arranged in a greenhouse, fluid-flow spiral finned tubes, the heat storage device can be operated as a mixed storage at relatively low water temperatures (for example in a temperature range between 5 ° C and 45 'Ό), which the on the surface of the storage liquid resulting heat losses additionally reduced.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen: eine schematische Schnittansicht durch eine Wärmespeichereinrichtung mit einem Speicherbecken und einer darin befindlichen Speicherflüssigkeit; eine Draufsicht auf die Wärmespeichereinrichtung; und The idea underlying the invention will be explained in more detail with reference to the figures illustrated embodiments. FIG. 1 shows a schematic sectional view through a heat storage device with a storage tank and a storage liquid located therein; FIG. a plan view of the heat storage device; and
Fig. 3 eine schematische Ansicht der Wärmespeichereinrichtung in Fig. 3 is a schematic view of the heat storage device in
Zusammenwirken mit einer Gewächshausanlage.  Interaction with a greenhouse plant.
Fig. 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Wärmespeichereinrichtung 1 umfassend ein Speicherbecken 2, das zumindest teilweise als nach oben hin offenes Becken in einen Boden 7, beispielsweise das Erdreich am Orte einer Gewächshausanlage, eingelassen ist und zumindest im Bereich seines oberen Randes von einem (Erd-)Wall 70 umgeben ist. In dem Speicherbecken 2 befindet sich eine Speicherflüssigkeit 3, beispielsweise Wasser, die zum Speichern von Wärme einerseits und andererseits optional auch als Reservoir für ein Bewässerungssystem einer Gewächshausanlage dient. 1 and 2 show an embodiment of a heat storage device 1 comprising a reservoir 2, which is at least partially embedded as an upwardly open basin in a bottom 7, for example, the soil at the location of a greenhouse system, and at least in the region of its upper edge of a ( Earth) Wall 70 is surrounded. In the storage tank 2 is a storage liquid 3, for example water, which serves to store heat on the one hand and on the other hand optionally as a reservoir for an irrigation system of a greenhouse system.
Das Speicherbecken 2 weist eine Bodenwandung 21 und an die Bodenwandung 21 anschließende Seitenwandungen 20 auf. An der Bodenwandung 21 und den Seitenwandungen 20 ist das Speicherbecken 2 mittels einer Isolationsschicht 22 gegenüber dem umgebenden Boden 7 wärmeisoliert. Die Isolationsschicht 22 kann beispielsweise durch eine oder mehrere Lagen von Hartschaum-Platten verwirklicht sein, wobei sich an einer im Inneren des Speicherbeckens 2 zugewandten Seite der Isolationsschicht 22 eine Dichtschicht 23 in Form einer flüssigkeitsundurchlässigen Folie oder dergleichen befindet, mittels derer das Speicherbecken 2 gegenüber dem Boden 7 flüssigkeitsdicht abgedichtet ist. The storage tank 2 has a bottom wall 21 and adjoining the bottom wall 21 side walls 20. On the bottom wall 21 and the side walls 20, the storage tank 2 by means of an insulating layer 22nd thermally insulated from the surrounding soil 7. The insulating layer 22 may, for example, be realized by one or more layers of rigid foam plates, wherein on a side facing inside the storage tank 2 side of the insulating layer 22 is a sealing layer 23 in the form of a liquid-impermeable film or the like, by means of which the storage tank 2 against the Floor 7 is sealed liquid-tight.
Die Isolationsschicht 22 kann auch aus einem anderen Material gebildet sein, beispielsweise aus einem wärmeisolierenden Schüttstoff wie z.B. Glasgranulat. The insulating layer 22 may also be formed of a different material, for example a heat-insulating bulk material, e.g. Glass granules.
Das Speicherbecken 2 ist nach oben hin an sich offen. Um hierbei jedoch einen Wärmeverlust an einer Oberfläche 30 der Speicherflüssigkeit 3 zu vermeiden, ist eine Abdeckeinrichtung 4 vorgesehen, die auf der Speicherflüssigkeit 3 schwimmt und aus einzelnen Segmenten 40-42 besteht, die nach Art von Pontons auf der Speicherflüssigkeit 3 schwimmen und dabei derart zusammenwirken, dass das Speicherbecken 2 nach oben hin wärmeisoliert ist. Die Segmente 40-42 können beispielsweise aus Hartschaum (erhältlich unter dem Markennamen Styrodur) bestehen und decken das Speicherbecken 2 nach oben hin vollständig ab. Die einzelnen Segmente 40-42 können grundsätzlich auch aus anderen Materialien hergestellt werden. Beispielsweise können die Segmente 40-42 auch als evakuierte Hohlkörper, z.B. aus Glas oder Kunststoff, verwirklicht sein, deren einen Hohlraum umschließende Wandungen beispielsweise auch transparent sein können, um einen Lichteinfall in das Speicherbecken zu ermöglichen. The storage tank 2 is open at the top. However, in order to avoid heat loss on a surface 30 of the storage liquid 3, a covering device 4 is provided, which floats on the storage liquid 3 and consists of individual segments 40-42, which float in the manner of pontoons on the storage liquid 3 and cooperate in such a way in that the storage tank 2 is thermally insulated towards the top. For example, the segments 40-42 may be made of rigid foam (available under the brand name Styrodur) and completely cover the storage basin 2 at the top. The individual segments 40-42 can in principle also be made of other materials. For example, segments 40-42 may also be used as evacuated hollow bodies, e.g. made of glass or plastic, be realized whose walls enclosing a cavity, for example, can also be transparent, to allow light into the storage tank.
Die Abdeckeinrichtung 4 ist aus unterschiedlichen Segmenten zusammengesetzt. Zum einen weist die Abdeckeinrichtung 4 ein oder mehrere Rahmensegmente 41 auf, in die Tragsegmente 40 derart eingesetzt sind, dass die Tragsegmente 40 relativ zu den Rahmensegmenten 41 verstellt werden können. Die Tragsegmente 40 sind hierbei in der Draufsicht (in einer Blickrichtung senkrecht auf die Oberfläche 30, entsprechend der Zeicheneben in Fig. 2) kreisrund ausgebildet und in entsprechende Aussparungen der Rahmensegmente 41 eingesetzt derart, dass die Tragsegmente 40 um ihre Rotationssymmetrieachse S entlang einer Verstellrichtung V relativ zu den Rahmensegmenten 41 verdreht werden können. The cover 4 is composed of different segments. On the one hand, the covering device 4 has one or more frame segments 41, into which the support segments 40 are inserted such that the support segments 40 can be adjusted relative to the frame segments 41. The support segments 40 are in this case in the plan view (in a viewing direction perpendicular to the surface 30, corresponding to the drawing plane in Fig. 2) circular and inserted into corresponding recesses of the frame segments 41 such that the support segments 40 about their rotational symmetry axis S along an adjustment V can be rotated relative to the frame segments 41.
Die Tragsegmente 40 dienen zum Tragen von Fotovoltaikelementen 5 zur fotovoltaischen Energieerzeugung an einer Oberseite 43 der Abdeckeinrichtung 4. Durch Verstellen der Tragsegmente 40 um ihre Rotationssymmetrieachse S können die Fotovoltaikelemente 5 nach der Sonne ausgerichtet werden, so dass die Fotovoltaikelemente 5 im Tagesverlauf der Sonne nachgeführt werden können. An einigen oder an allen Rändern des Speicherbeckens 2 sind Randsegmente 42 vorgesehen, über die die Rahmensegmente 41 an die Seitenwandungen 20 des Speicherbeckens 2 anschließen. (Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind Randsegmente 42 nur an der linken und unteren Seitenwandung 20 vorgesehen. Entsprechende Randsegmente 42 können aber auch an der rechten und oberen Seitenwandung 20 des Speicherbeckens 2 verwendet werden.) Wie aus Fig. 1 ersichtlich, liegen die Rahmensegmente 41 zumindest abschnittsweise auf den zugeordneten Randsegmenten 42 auf, so dass die Rahmensegmente 41 zumindest um eine gewisse Wegstrecke entlang der Oberfläche 30 relativ zu den Randsegmenten 42 bewegt werden können. Durch diese bewegliche Verbindung der Rahmensegmente 41 mit den Randsegmenten 42 wird ein Ausgleich für eine Flächenänderung der Oberfläche 30 in Folge einer Pegeländerung der Speicherflüssigkeit 3 in dem Speicherbecken 2 geschaffen. Bei einer Pegeländerung können die Rahmensegmente 41 sich entlang der Oberfläche 30 relativ zu den Randsegmenten 42 verschieben, so dass eine Größenänderung der Oberfläche 30 ausgeglichen und unabhängig vom Pegelstand der Speicherflüssigkeit 3 eine vollständige Abdeckung der Oberfläche 30 mittels der Abdeckeinrichtung 4 zur Verfügung gestellt werden kann. The support segments 40 are used to carry photovoltaic elements 5 for photovoltaic power generation on an upper side 43 of the covering device 4 Adjusting the support segments 40 about their rotational symmetry axis S, the photovoltaic elements 5 are aligned with the sun, so that the photovoltaic elements 5 can be tracked during the day of the sun. At some or all edges of the storage tank 2, edge segments 42 are provided, via which the frame segments 41 adjoin the side walls 20 of the storage tank 2. 2, edge segments 42 are provided only on the left and lower side walls 20. Corresponding edge segments 42 may, however, also be used on the right and upper side walls 20 of the storage tank 2.) As can be seen in FIG the frame segments 41 at least in sections on the associated edge segments 42, so that the frame segments 41 can be moved at least by a certain distance along the surface 30 relative to the edge segments 42. This movable connection of the frame segments 41 with the edge segments 42 compensates for a change in the surface area of the surface 30 as a result of a change in level of the storage liquid 3 in the reservoir 2. At a level change, the frame segments 41 can move along the surface 30 relative to the edge segments 42, so that a change in size of the surface 30 compensated and regardless of the level of the storage liquid 3 complete coverage of the surface 30 can be provided by the cover 4.
Zwischen den unterschiedlichen Segmenten 40-42 sind Dichtelemente 44 in Form von beispielsweise Schaumstoffstreifen angeordnet, die den Übergang zwischen den Segmenten 40-42 abdichten. Die Abdichtung kann dabei derart gestaltet sein, dass ein Feuchtigkeitsaustritt aus dem Speicherbecken 2 zumindest reduziert ist, gleichzeitig aber ein Flüssigkeitseintritt, beispielsweise ein Einsickern von Regenwasser in das Speicherbecken 2, von au ßen möglich ist. Am Orte des Übergangs zwischen den Segmenten 40-42 werden somit Einläute 45 für Regenwasser von außen geschaffen, so dass Flüssigkeit von außen in das Speicherbecken 2 eindringen kann. Between the different segments 40-42 sealing elements 44 are arranged in the form of, for example, foam strips, which seal the transition between the segments 40-42. The seal can be designed such that a moisture leakage from the reservoir 2 is at least reduced, but at the same time a liquid inlet, for example, infiltration of rainwater into the reservoir 2, from outside Shen is possible. At the location of the transition between the segments 40-42 thus Einläute 45 are created for rainwater from the outside, so that liquid can penetrate from the outside into the reservoir tank 2.
Zum Verstellen der Tragsegmente 40 relativ zu den Rahmensegmenten 41 ist eine Antriebseinrichtung 6 vorgesehen. Die Antriebseinrichtung 6 weist einen Motor 60 auf, der über eine Verstellmechanik 61 mit den Tragsegmenten 40 gekoppelt ist, so dass über die Verstellmechanik 61 sämtliche Tragsegmente 40 in gleichförmiger Weise bewegt werden können. Die Verstellmechanik 61 wird durch eine Antriebswelle 600 des Motors 60 gebildet, die über Winkelgetriebe 610 mit Antriebsspindeln 61 1 derart gekoppelt ist, dass eine Drehbewegung der Antriebswelle 600 über die Winkelgetriebe 610 in eine Drehbewegung der Antriebsspindeln 61 1 umgesetzt wird. For adjusting the support segments 40 relative to the frame segments 41, a drive device 6 is provided. The drive device 6 has a motor 60, which is coupled via an adjustment mechanism 61 with the support segments 40, so that via the adjustment mechanism 61 all support segments 40 can be moved in a uniform manner. The adjusting mechanism 61 is formed by a drive shaft 600 of the motor 60, which via angular gear 610 with drive spindles 61 1 such is coupled, that a rotational movement of the drive shaft 600 is converted via the angular gear 610 in a rotational movement of the drive spindles 61 1.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind hierbei an der Antriebswelle 600 drei Winkelgetriebe 610 mit drei daran anschließenden Antriebsspindeln 61 1 zum Antreiben von sechs Tragsegmente 40 der Abdeckeinrichtung 4 vorgesehen. In the illustrated embodiment, in this case on the drive shaft 600 three angle gear 610 with three adjoining drive spindles 61 1 for driving six support segments 40 of the cover 4 are provided.
In der Speicherflüssigkeit 3 im Speicherbecken 2 sind zusätzlich Speicherelemente 31 , aufweisend sogenannte Phasenwechselmaterialien beispielsweise auf Salz- oder Paraffinbasis, angeordnet. Diese Speicherelemente 31 dienen zur Vergrößerung der Wärmekapazität der Wärmespeichereinrichtung 1 und ermöglichen anhand eines Phasenübergangs eine zusätzliche, effiziente Speicherung von Wärme. In the storage liquid 3 in the storage tank 2 in addition storage elements 31, comprising so-called phase change materials, for example, salt or paraffin-based, arranged. These storage elements 31 serve to increase the heat capacity of the heat storage device 1 and allow based on a phase transition, an additional, efficient storage of heat.
Wie schematisch in Fig. 3 dargestellt, steht das Speicherbecken 2 in Strömungsverbindung mit einer Heizungsanlage eines Gewächshauses 8, die eine Wärmepumpe 80 sowie eine Wärmetauschereinrichtung 81 in Form von beispielsweise in dem Gewächshaus 8 installierten Rohrleitungen aufweist. Durch die Einbindung des Speicherbeckens 2 in die Heizungsanlage unter Verwendung einer Wärmepumpe 80 kann die Wärmespeichereinrichtung 1 als Mischspeicher bei vergleichsweise geringen Wassertemperaturen, beispielsweise bei Wassertemperaturen zwischen 5 'Ό und 45 'Ό ausgeführt werden. Insbesondere die vergleichsweise geringe Maximaltemperatur von zum Beispiel 45 °C führt zu einer Verminderung von Wärmeverlusten an der Oberfläche 30 der Speicherflüssigkeit 3, weil aufgrund der vergleichsweise geringen Wärmedifferenz zur Umgebungsluft es zu einer vergleichsweise geringen Wärmeabstrahlung kommt. As shown schematically in FIG. 3, the storage tank 2 is in fluid communication with a heating system of a greenhouse 8, which has a heat pump 80 and a heat exchanger device 81 in the form of, for example, installed in the greenhouse 8 piping. By incorporating the storage tank 2 in the heating system using a heat pump 80, the heat storage device 1 can be performed as a mixed storage at relatively low water temperatures, for example at water temperatures between 5 'Ό and 45' Ό. In particular, the comparatively low maximum temperature of for example 45 ° C leads to a reduction of heat losses at the surface 30 of the storage liquid 3, because due to the comparatively low heat difference to the ambient air, there is a comparatively low heat radiation.
Für den Betrieb der Heizungsanlage kann warmes Wasser aus dem Speicherbecken 2 hin zur Wärmepumpe 80 geleitet werden, die dem Wasser Wärme entzieht und als Nutzwärme auf die Wärmetauschereinrichtung 81 überträgt. Die Wärmetauschereinrichtung 81 kann hierdurch zum Heizen des Gewächshauses 8 verwendet werden, wobei Wasser aus dem Speicherbecken 2 nach Durchlaufen der Wärmepumpe 80 zurück in das Speicherbecken 2 geleitet wird. For the operation of the heating system, warm water can be conducted from the storage tank 2 to the heat pump 80, which extracts heat from the water and transfers it to the heat exchanger device 81 as useful heat. The heat exchanger device 81 can thereby be used for heating the greenhouse 8, wherein water is passed from the storage tank 2 after passing through the heat pump 80 back into the storage tank 2.
Ebenso können beispielsweise Kondensationsflüssigkeiten aus dem Gewächshaus 8 hin zum Speicherbecken 2 geleitet werden. Das Speicherbecken 2 kann auch mit einem Bewässerungssystem des Gewächshauses 8 verbunden sein, so dass das in dem Speicherbecken 2 gespeicherte Wasser auch zur Bewässerung von Pflanzen in dem Gewächshaus 8 verwendet werden kann. Der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke ist nicht auf den vorangehend geschilderten Ausführungsbeispielen beschränkt, sondern lässt sich auch bei gänzlich anders gearteten Ausführungsformen verwirklichen. Likewise, for example condensation liquids can be conducted from the greenhouse 8 to the storage tank 2. The storage tank 2 may also be connected to an irrigation system of the greenhouse 8 so that the water stored in the storage tank 2 can also be used for watering plants in the greenhouse 8. The idea underlying the invention is not limited to the above-described embodiments, but can also be realized in completely different types of embodiments.
Beispielsweise kann grundsätzlich auch eine andere Speicherflüssigkeit als Wasser zum Einsatz kommen. Zudem ist grundsätzlich denkbar, die Abdeckeinrichtung in anderer Weise auszugestalten, beispielsweise unter Verwendung von Folien, die die Oberseite des Speicherbeckens flüssigkeitsdicht abschließen, so dass von au ßen Flüssigkeit nicht ohne weiteres in das Speicherbecken gelangen und auch von innen keine Flüssigkeit aus dem Speicherbecken 2 austreten kann. For example, a storage liquid other than water can in principle also be used. In addition, it is in principle conceivable to design the covering device in a different manner, for example by using films which seal the top of the storage tank liquid-tight, so that from outside liquid does not readily enter the storage tank and also leak from the inside no liquid from the storage tank 2 can.
In einer weiteren Verwendung kann das Speicherbecken beispielsweise auch als Fischzuchtbecken zur Zucht von Fischen verwendet werden. Es ergibt sich eine Mehrfachnutzung des Speicherbeckens zur Wärmespeicherung, zur Bewässerung und für die Fischzucht. Wird das Speicherbecken auch für die Fischzucht verwendet und ist somit vorgesehen, dass Fische in der im Speicherbecken enthaltenen Speicherflüssigkeit (Wasser) schwimmen, so wird das Speicherbecken vorzugsweise mit einer vergleichsweise niedrigen Maximaltemperatur von z.B. 30 °C betrieben. Das Wasser im Speicherbecken wird somit unterhalb einer Temperatur von 30 'Ό gehalten, um die Fischzucht zu ermöglichen. In another use, the reservoir can be used for example as a fish tank for breeding fish. This results in a multiple use of the storage tank for heat storage, irrigation and fish farming. If the storage tank is also used for fish farming and it is therefore intended that fish will float in the storage liquid (water) contained in the storage tank, the storage tank is preferably provided with a comparatively low maximum temperature of e.g. Operated at 30 ° C. The water in the reservoir is thus kept below a temperature of 30 'Ό to allow the fish farming.
Strukturell sind an der Wärmespeichereinrichtung nur geringe Modifikationen erforderlich, um eine Nutzung des Speicherbeckens auch zur Fischzucht zu erlauben. Beispielsweise kann in der Abdeckeinrichtung zusätzlich eine verschließbare Versorgungsöffnung vorgesehen werden, über die beispielsweise Futtermittel in das Speicherbecken eingegeben werden kann. Structurally, only slight modifications to the heat storage device are required to allow use of the reservoir also for fish farming. For example, a closable supply opening can additionally be provided in the covering device, via which, for example, feed can be introduced into the storage basin.
Insbesondere bei Verwendung des Speicherbeckens zur Fischzucht kann zudem vorteilhaft sein, wenn die Abdeckeinrichtung zumindest abschnittsweise transparent ausgebildet ist, um einen Lichteinfall in das Speicherbecken zu ermöglichen und für Fische einen geeigneten Lebensraum in dem Speicherbecken zu schaffen. Bezugszeichenliste In particular, when using the storage tank for fish farming may also be advantageous if the cover is at least partially transparent designed to allow light into the reservoir and to create a suitable habitat for fish in the reservoir. LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Wärmespeichereinrichtung1 heat storage device
2 Speicherbecken 2 reservoirs
20 Seitenwandung  20 side wall
21 Bodenwandung  21 bottom wall
22 Isolationsschicht  22 insulation layer
23 Dichtschicht  23 sealing layer
3 Speicherflüssigkeit  3 storage fluid
30 Oberfläche  30 surface
31 Speicherelement  31 storage element
4 Schwimmende Abdeckeinrichtung 4 Floating cover
40 Tragsegment 40 support segment
41 Rahmensegment  41 frame segment
42 Randsegment  42 edge segment
43 Au ßenseite  43 Outside
44 Dichtelement  44 sealing element
45 Einlauf  45 enema
5 Fotovoltaikelement  5 photovoltaic element
6 Antriebseinrichtung  6 drive device
60 Motor  60 engine
600 Antriebswelle  600 drive shaft
61 Verstellmechanik  61 adjustment mechanism
610 Winkelgetriebe  610 angular gear
61 1 Antriebsspindel  61 1 drive spindle
7 Boden  7 soil
70 Wall  70 Wall
8 Gewächshaus  8 greenhouse
80 Wärmepumpe  80 heat pump
81 Wärmetauschereinrichtung 81 heat exchanger device
S RotationssymmetrieachseS rotational symmetry axis
V Verstellrichtung V adjustment direction

Claims

Patentansprüche  claims
Wärmespeichereinrichtung für ein Gewächshaus, mit Heat storage device for a greenhouse, with
mindestens einem Speicherbecken,  at least one storage tank,
- einer Speicherflüssigkeit, die in das Speicherbecken eingefüllt ist und eine Oberfläche ausbildet, zum Speichern von Wärme und  - A storage liquid which is filled in the reservoir and forms a surface for storing heat and
einer Heizungsanlage eines Gewächshauses, die mit dem Speicherbecken in Verbindung steht derart, dass Speicherflüssigkeit in die Heizungsanlage einleitbar ist, gekennzeichnet durch eine Abdeckeinrichtung (4), die schwimmend auf der durch die Speicherflüssigkeit (3) ausgebildeten Oberfläche (30) angeordnet ist und die Oberfläche (30) abdeckt.  a heating system of a greenhouse, which is in communication with the storage tank such that storage liquid into the heating system can be introduced, characterized by a cover (4), which is arranged floating on the memory liquid (3) surface (30) and the surface (30) covers.
Wärmespeichereinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Speicherbecken (2) zumindest teilweise in einen Boden (7) eingebettet ist. Heat storage device according to claim 1, characterized in that the storage tank (2) is at least partially embedded in a bottom (7).
Wärmespeichereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Speicherbecken (2) eine Seitenwandung (20) und eine Bodenwandung (21 ) aufweist, wobei das Speicherbecken (2) an der Seitenwandung (20) und/oder der Bodenwandung (21 ) durch eine Isolationsschicht (22) wärmeisoliert und/oder durch eine Dichtschicht (23) gegen einen Flüssigkeitsdurchtritt abgedichtet ist. Heat storage device according to claim 1 or 2, characterized in that the storage tank (2) has a side wall (20) and a bottom wall (21), wherein the storage tank (2) on the side wall (20) and / or the bottom wall (21) an insulating layer (22) is heat-insulated and / or sealed by a sealing layer (23) against a liquid passage.
Wärmespeichereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckeinrichtung (4) mindestens ein Rahmensegment (41 ) und mindestens ein an dem Rahmensegment (41 ) verstellbar angeordnetes Tragsegment (40) aufweist. Heat storage device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the covering device (4) has at least one frame segment (41) and at least one on the frame segment (41) adjustably arranged support segment (40).
5. Wärmespeichereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Tragsegment (40), betrachtet in einer Draufsicht auf die Oberfläche (30), eine kreisrunde Form mit einer senkrecht zur Oberfläche (30) gerichteten Rotationssymmetrieachse (S) aufweist. 5. Heat storage device according to claim 4, characterized in that the at least one support segment (40), viewed in a plan view of the surface (30), a circular shape with a perpendicular to the surface (30) directed rotational symmetry axis (S).
6. Wärmespeichereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Tragsegment (40) um seine Rotationssymmetrieachse (S) verschwenkbar ist. 6. Heat storage device according to claim 5, characterized in that the at least one support segment (40) about its rotational symmetry axis (S) is pivotable.
7. Wärmespeichereinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, gekennzeichnet durch eine Antriebseinrichtung (6) mit einem Motor (60) und einer Verstellmechanik (61 ) zum Verstellen des mindestens einen Tragsegments (40). 7. Heat storage device according to one of claims 4 to 6, characterized by a drive device (6) having a motor (60) and an adjusting mechanism (61) for adjusting the at least one support segment (40).
8. Wärmespeichereinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem mindestens einen Rahmensegment (41 ) und dem mindestens einen Tragsegment (40) mindestens ein Dichtelement (44) zum Abdichten eines Feuchtigkeitsdurchtritts zwischen dem mindestens einen8. Heat storage device according to one of claims 4 to 7, characterized in that between the at least one frame segment (41) and the at least one support segment (40) at least one sealing element (44) for sealing a moisture passage between the at least one
Rahmensegment (41 ) und dem mindestens einen Tragsegment (40) angeordnet ist. Frame segment (41) and the at least one support segment (40) is arranged.
9. Wärmespeichereinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Rahmensegment (41 ) über mindestens ein entlang der Oberfläche (30) beweglich mit dem mindestens einen Rahmensegment (41 ) verbundenes Randsegment (42) an eine Seitenwandung (20) des Speicherbeckens (2) anschließt. 9. Heat storage device according to one of claims 4 to 8, characterized in that the at least one frame segment (41) via at least one along the surface (30) movably connected to the at least one frame segment (41) edge segment (42) to a side wall (20 ) of the storage tank (2) connects.
10. Wärmespeichereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckeinrichtung (4) mindestens einen Einlauf (45) zum Einleiten von Flüssigkeit in das Speicherbecken (2) aufweist. 10. Heat storage device according to one of the preceding claims, characterized in that the covering device (4) has at least one inlet (45) for introducing liquid into the storage tank (2).
1 1 . Wärmespeichereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens ein Fotovoltaikelement (5), das auf einer der Speicherflüssigkeit abgewandten Au ßenseite (43) der Abdeckeinrichtung (4) angeordnet ist. 1 1. Heat storage device according to one of the preceding claims, characterized by at least one photovoltaic element (5) which is disposed on a side facing away from the storage liquid outside (43) of the cover (4).
12. Wärmespeichereinrichtung nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Fotovoltaikelement (5) an mindestens einem Tragsegment (41 ) der Abdeckeinrichtung (4) angeordnet ist. 12. Heat storage device according to claim 1 1, characterized in that the at least one photovoltaic element (5) on at least one support segment (41) of the cover (4) is arranged.
13. Wärmespeichereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens ein in der Speicherflüssigkeit (3) angeordnetes Speicherelement (31 ). 13. Heat storage device according to one of the preceding claims, characterized by at least one in the storage liquid (3) arranged storage element (31).
14. Wärmespeichereinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Speicherelement (31 ) ein Phasenwechselmaterial aufweist. 14. Heat storage device according to claim 13, characterized in that the storage element (31) comprises a phase change material.
15. Wärmespeichereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizungsanlage zumindest eine Wärmepumpe (80) und eine mit der Wärmepumpe (80) verbundene Wärmetauschereinrichtung (81 ) aufweist. 15. Heat storage device according to one of the preceding claims, characterized in that the heating system has at least one heat pump (80) and one with the heat pump (80) connected to the heat exchanger means (81).
16. Gewächshausanlage mit einer Wärmespeichereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche. 16. Greenhouse plant with a heat storage device according to one of the preceding claims.
PCT/EP2014/068093 2013-08-29 2014-08-26 Heat storage device for a greenhouse WO2015028471A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013217289.3 2013-08-29
DE102013217289.3A DE102013217289B3 (en) 2013-08-29 2013-08-29 Heat storage device for a greenhouse

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015028471A1 true WO2015028471A1 (en) 2015-03-05

Family

ID=51589258

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2014/068093 WO2015028471A1 (en) 2013-08-29 2014-08-26 Heat storage device for a greenhouse

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102013217289B3 (en)
WO (1) WO2015028471A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2032606B1 (en) * 2022-07-26 2024-02-05 Friss Holding B V Conditioning system and method for controlling temperature in an interior space

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2358099A1 (en) * 1976-07-16 1978-02-10 Dalle Yves Plant cultivation by heat storage - has ducts placed between plant rows and water circulated through heat storage reservoir
US4108373A (en) * 1974-05-22 1978-08-22 Commissariat A L'energie Atomique Method and an installation for the air-conditioning of greenhouses and frames
EP0005103A1 (en) * 1978-04-13 1979-10-31 COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE Etablissement de Caractère Scientifique Technique et Industriel Process and apparatus for the air conditioning of greenhouses with salt water and for the distillation of such water
DE3031541A1 (en) * 1980-08-21 1982-03-04 Günther 5628 Heiligenhaus Unger Solar heater for greenhouse or swimming bath - uses transparent roof panels to circulate liquid containing black granular heat absorbing substance
DE3032047A1 (en) * 1980-08-26 1982-03-25 Bernhard 5040 Brühl Gerhards Greenhouse with heat store under growing enclosure - has gravel filled pit under floor, with heat circulating tubes connected by ducts to upper levels
DE3616623A1 (en) * 1986-05-16 1987-11-19 Kaefer Isoliertechnik Floating cover for tanks for receiving liquids

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH701870A2 (en) * 2009-09-17 2011-03-31 Tnc Consulting Ag Floating photovoltaic arrangement.

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4108373A (en) * 1974-05-22 1978-08-22 Commissariat A L'energie Atomique Method and an installation for the air-conditioning of greenhouses and frames
FR2358099A1 (en) * 1976-07-16 1978-02-10 Dalle Yves Plant cultivation by heat storage - has ducts placed between plant rows and water circulated through heat storage reservoir
EP0005103A1 (en) * 1978-04-13 1979-10-31 COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE Etablissement de Caractère Scientifique Technique et Industriel Process and apparatus for the air conditioning of greenhouses with salt water and for the distillation of such water
DE3031541A1 (en) * 1980-08-21 1982-03-04 Günther 5628 Heiligenhaus Unger Solar heater for greenhouse or swimming bath - uses transparent roof panels to circulate liquid containing black granular heat absorbing substance
DE3032047A1 (en) * 1980-08-26 1982-03-25 Bernhard 5040 Brühl Gerhards Greenhouse with heat store under growing enclosure - has gravel filled pit under floor, with heat circulating tubes connected by ducts to upper levels
DE3616623A1 (en) * 1986-05-16 1987-11-19 Kaefer Isoliertechnik Floating cover for tanks for receiving liquids

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013217289B3 (en) 2014-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE202006005592U1 (en) Water storage and heat pump system
CH645424A5 (en) Roofing tile for a roof arrangement for the utilisation of solar energy
DE102012108740A1 (en) Floating power plant
DE202011110227U1 (en) Combined photovoltaic and solar thermal system
DE202009009544U1 (en) Device for increasing the efficiency of a photovoltaic solar system
DE2003394B2 (en) Arrangement for the use of the solar energy radiated during the day against icing of ceilings, especially road pavements, as well as spoke wetness and heat transfer medium for the arrangement
EP2366083A2 (en) Device for absorbing electromagnetic radiation
DE2542348A1 (en) Solar energy heating and hot water system - has temperature stratification in storage vessel to reduce entropy gain
DE102013217289B3 (en) Heat storage device for a greenhouse
DE10139065A1 (en) Recovering heat with heat pump system by providing additional heat exchanger in return flow through which cold water from underground heat exchanger flows
DE102005049930A1 (en) Device for gaining heat via renewable energy has earth heat collector embedded in mud, other renewable energy extracting device(s) whose flowing medium is fed to collector if it exceeds temperature in collector and is not otherwise needed
WO2001020240A2 (en) Heat store
DE2657244A1 (en) Hot water reservoir for district heating - pumps water over top of insulating cover to absorb solar radiation
DE3728551A1 (en) ARRANGEMENT FOR COLLECTING AND STORING SOLAR ENERGY
DE102012022939A1 (en) Solar heat collector for e.g. private building construction, has transparent insulating layer provided with movable inner surfaces to carry orientation, mobility and/or extract to change energy input to heat transfer medium
DE2605953B2 (en)
DE102014107465B3 (en) Container for aquatic plants
DE20311784U1 (en) Solar collector has trough-shaped base and highly-transparent lid which is thermally insulating or incorporates thermally-insulating layer
DE2819642A1 (en) AIR CONDITIONING FOR RESIDENTIAL HOUSES
DE4110116A1 (en) HEAT STORAGE IN HEAT INSULATION
DE2619514A1 (en) Heat pump thermal storage system - has salt or salt mixture heat storage mass of exothermic crystallisation character
DE3314491A1 (en) Heat store comprising a container having a heat-storing liquid
DE3006083C1 (en) Climate greenhouse
DE2445281A1 (en) Heat accumulator for low grade waste heat - uses natural or artificial earth as storage medium in power station
DE102009032797A1 (en) Device for increasing efficiency of solar system, has one or more photovoltaic modules, which are inclined opposite to horizontals

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14771795

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14771795

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1