DE2821959C2

DE2821959C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Klimatisierung von Gewächshäusern

Info

Publication number: DE2821959C2
Application number: DE2821959A
Authority: DE
Inventors: Laszlo Borsody; Janos Budapest Gyuros; Andras Prof. Dr. Somos; Istvan Dr. Turi; Ferenc Dr. Zatyko
Original assignee: Kerteszeti Egyetem
Current assignee: Kerteszeti Egyetem
Priority date: 1978-05-16
Filing date: 1978-05-19
Publication date: 1986-07-17
Also published as: ATA353778A; DE2821959A1; NL7805420A; US4316450A; AT355848B

Description

stammenden Mineralstoffe beim Abtrocknen der Wände von diesen lösen und dabei auch andere auf der Folienwand vorhandene Verunreinigungen entfernt werden.

Schließlich kann durch das erfindungsgemäße Verfahren auf einfache Weise mit Hilfe der natürlichen Luftströmung der Feuchtigkeitsgehalt der zwischen den Wänden befindlichen Luft je nach Bedarf geregelt werden. Dies ist insbesondere beim Abkühlen von Bedeutung. Dabei hat es sich insbesondere als vorteilhaft erwiesen, daß die auf die gewächshausinnere Folienwand aufgesprühte Grundwassermenge in Abhängigkeit von der Außentemperatur geregelt wird.

Die bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wie im wesentlichen aus einer transparenten, doppelwandigen, als halbzylinderförmiges Gewölbe ausgebildete Abdeckung, deren aus Folien bestehenden Wände bis zum Boden reichen, aus einer Zuführeinrichtung zum Zuführen von Flüssigkeit zwischen die Wände der Abdeckung und einer in Bodennähe der Abdeckung angeordneten Sammel- und Ableiteinrichtung für die Flüssigkeit besteht, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß die Zuführeinrichtung als Dr>cksprüheinrichtung ausgebildet ist, deren Sprühdüsen entlang der Zenitlinie des Gewölbes angeordnet und auf die gehäuseinnere Folie der Abdeckung gerichtet sind, wobei der Öffnungswinkel einer jeden Sprühdüse höchstens gleich dem Winkel zwischen den beiden von der Sprühdüse ausgehenden Tangenten an die gehäuseinnere Folie der Abdeckung ist Wie durch Versuche nachgewiesen werden konnte, sind Anschaffung und Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung außerordentlich wirtschaftlich. Zur Versorgung eines Hektars Kulturfläche ist es zum Beispiel ausreichend, 6 Brunnen mit einer Leistung von 5 hl und entsprechende Pumpen zu verwenden.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind pro Hektar und Minute 15 bis 35 hl Wasser erforderlich. Nimmt man die Wassertemperatur mit 13° C an, so ist das Innere des Gewächshauses bei Temperaturen zwischen —10 und —25" C frostfrei, wobei sich die Flüssigkeit in dem Raum zwischen den beiden Folien um 2 bis 3° C abkühlt

In den erfindungsgemäßen Gewächshäusern können mit Hilfe der eingesprühten Flüssigkeit die Wärme des Bodens zur Erzielung einer Kellerwirlcung, ferner die Wärmeenergie der Flüssigkeit und die Strahlung der Sonne ausgenutzt werden. Die Verwertung der Wärmeenergie der Flüssigkeit bzw. der von der Flüssigkeit übertragenen Wärmeenergie des Bodens erfordert höchstens Pumpenarbeit, Wobei es nicht erforderlich ist, zur Erzeugung der Wärme traditionelle, energieverbrauchende Heizungsanlagen einzusetzen, da die Flüssigkeit, welche als Grundwasser eine Temperatur von mindestens 9° C aufweist, nicht erwärmt werden muß.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer aus der Zeichnung ersichtlichen, beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung näher erläutert

In der Zeichnung zeigt:

F i g. 1 schematisch einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes, mit einer doppelwandigen Abdeckung versehenes Gewächshaus, und

F i g. 2 schematisch einen anderen Querschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei schematisch der Weg des versprühten Wassers auf einer inneren Folie dargestellt ist.

Wie aus F i g. 1 ersich'.lL'h, weist das Gewächshaus ein im Boden verankertes inneres bogenförmiges Rohrgerüst 1 und ein äußeres bogenförmiges Rohrgerüst 2 auf, auf welche von innen eine Folienabdeckung 3 und von außen eine Folienabdeckung 4 aufgespannt ist, so da3 insgesamt ein halbzylinderförmiges Gewölbe geschaffen ist Die äußere Folie 4 ist unten im aufgeschütteten Erdreich verankert, während die innere Folie 3 mit einem an das innere Rohrgerüst fixierten Wassersammelkanal 10 eingespannt ist In dem Raum zwischen den

ίο beiden Folien befindet sich eine entlang der Zenitlinie über die gesamte Länge des Gewächshauses verlaufende Leitung 5. In der Leitung 5 sind in geeigneter Entfernung voneinander Sprühorgane 6 — im vorliegenden Falle Sprühköpfe — angeordnet Die Leitung 5 steht über eine in der Zeichnung nicht dargestellte senkrechte Leitung und eine Sammelleitung mit einem oder mehreren Rohrbrunnen 8 bzw. der Druckseite einer an den Rohrbrunnen angeschlossenen Pumpe 7 in Verbindung. An die Druckseiten der Pumpen schließen sich Leitungen 9 an.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, können Motoren 13 der Pumpen 7 mit einem auf des Abbildung nicht dargestellten Wärmerezeptor in Steuerverbindung stehen, durch welche bei Absinken der äußeren Temperatür eine Pumpe nach der anderen eingeschaltet wird und auf diese Weise immer mehr Wasser in die Leitung 5 gelangt und durch die Sprühköpfe 5 versprüht wird.

Das auf die innere Folie 3 aufgesprühte Wasser fließt in Richtung der Pfeile 16 (vgL F i g. 2) in den Sammelka-

nal 10. Der Öffnungsweg der Sprühdüsen 6 ist vorzugsweise höchstens gleich dem Winkel zwischen den beiden von der Sprühdüse 6 ausgehenden Tangenten an das von der inneren Folienwand 3 gebildete Gewölbe, so daß die äußeren Flüssigkeitsstrahlen der ausgesprühten Flüssigkeit innerhalb der Fläche 15 auf die Folie 3 auftreffen. Es kann jedoch auch zweckmäßig sein, den öffnungswinkel des Sprühstrahlers etwas kleiner zu wählen, so daß die von der Sprühdüse 6 direkt besprühte Fläche auf der inneren Folie 3 nur die mit 14 bezeichnete Abmessung hat. Aus dem Sammelkanal 10 gelangt das Wasser über ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Sammelrohr und eine Rohrleitung 11 in eine Sickergrube 12. Von der Durchlaßfähigkeit der Sickergrube 12 hängt es ab, ob für ein Gewächshaus eine oder mehrere Sickergruben verwendet werden.

Wie aus den bisherigen Ausführungen ersichtlich, ist Energie lediglich zum Betreiben der Pumpen 7 erforderlich, mit denen das Wasser aus der entsprechenden Bodenschicht in den Raum zwischen den beiden Folien 3 und 4 eingebracht wird. Auf diese Weise ist einerseits mit dem nach oben geförderten Wasser die Nutzung der im Boden gespeicherten Wärme möglich, zum anderen kommt durch das Gewächshaus auf der abgedeckten Bodenfläche die Kellerwirkung zur Geltung. Durch die doppelte Folienschicht und den Wasservorhang ist das Gewächshaus ausgezeichnet gegen die Atmosphäre isoliert, die Sonnenstrahlen werden jedoch von der Isolierung durchgelassen, wodurch eine Verwertung der Solarenergie ermöglicht wird.

Wenngleich das Verfahren bevorzugt für Gewächshäuser angewendet wird, kann es auch für Tierhaltestationen und ähnliche Objekte zur Anwendung gelängen. Bei der Vorrichtung kann auch artesisch von selbst an die Oberfläche steigendes Wasser genutzt werden, wo· bei sogar die Verwendung der Pumpen entfällt. Außerdem kann die Ther.tiosiphcnwirkung des in den senkrechten, zu den Sprühdüsen 6 führenden Leitungen gegebenenfalls durch Solarenergie erwärmten Wassers

ausgenutzt werden, so daß die Pumpenleistung entsprechend geringer ist. In diesem Fall können die Leitungen entsprechend den Erkenntnissen auf dem Gebiet der Nutzung von Solarenergie als Kollektoren ausgebildet sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

IO

20 25 30 35 40 45 50 55 60 65

Claims

1 2 Zwangsbahnen bzw. Lehelemente für die eingebrachte Patentansprüche: Flüssigkeit geschaffen sind. Diese bekannte Einrichtung ermöglicht zum einen nicht einen optimalen Wärme-

1. Verfahren zur Klimatisierung von Gewächshäu- übergang zwischen der Flüssigkeit und der Abdeckung sera mit einer transparenten, doppelwandigen, als 5 bzw. zu dem Innenraum der Abdeckung und zum andehalbzylinderförmiges Gewölbe ausgebildeten Ab- ren besteht insbesondere im Winter aufgrund der sehr deckung. wobei als Wände der doppelwandigen Ab- hohen Verweilzeiten der Flüssigkeit in der Abdeckung deckung bis zum Boden reichende Folien verwendet eine erhöhte Einfriergefahr mit den dadurch bedingten werden und zwischen den Wänden Flüssigkeit ein- Nachteilen.

gebracht wird, die in Bodennähe der Abdeckung ge- ίο Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zusammelt und abgeleitet wird, dadurch ge- gründe, ein Verfahren sowie eine zu dessen Durchfühkennzeichnet, daß die Flüssigkeit im Bereich rung dienende Vorrichtung zu schaffen, mit denen der der Zenitlinie des Gewächshauses auf die gewächs- dem Grundwasser innewohnende Wärmeinhalt auf einhausinnere Folie (3) unter Druck aufgesprüht wird, fache Weise an die zwischen einer doppelwandigen Abwobei die Flüssigkeit in an sich bekannter Weise aus is deckung eines Gewächshauses zirkulierende Luft überdem Boden gefördertes Grundwasser ist das in den iragen wird, so daß auch bei niedrigen Außentempera-Boden zurückgeleitet wird. türen eine wirksame Isolierung des Gewächshausinnen-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- raumes gegenüber der Umgebung gewährleistet ist
zeichnet daß die auf die gewächshausinnere Folie (3) Dies wird durch die Erfindung dadurch erreicht daß aufgesprühte Grundwassermenge in Abhängigkeit 20 gemäß dem eingangs erwähnten Verfahren, das bei eivon der Außentemperatur geregelt wird. ner doppelwandigen Abdeckung angewendet wird, bei

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der als Wände bis zum Boden reichende Folien verwennach Anspruch 1 oder 2, mit einer transparenten, det werden und zwischen den Wänden Flüssigkeit eindoppelwandigen, als halbzylinderförmiges Gewölbe gebracht wird, die in Bodennähe der Abdeckung gesamausgebildeten Abdeckung, deren aus Folien beste- 25 melt und abgeleitet wrid, die Flüssigkeit im Bereich der henden Wände bis zum Boden reichen, einer Zufuhr- Zenitlinie des Gewächshauses auf die gewächshausinneeinrichtung zum Zuführen vop Flüssigkeit zwischen re Folie unter Druck aufgesprüht wird, wobei die FIüsdie Wände der Abdeckung und einer in Bodennähe sigkeit in an sich bekannter Weise aus dem Boden geförder Abdeckung angeordneten Sammel- und Ableit- dertes Grundwasser ist das in den Boden zurückgeleitet einreichung für die Flüssigkeit dadurch gekenn- 30 wird.

zeichnet daß die Zuführeinrichtung als Drucksprüh- Es ist zwar aus dex DE-OS 25 15 363 bekannt für die einreichung (5, 7,9) ausgebildet ist deren Sprühdü- Klimatisierung des Innenraumes von Gewächshäusern sen (6) entlang der Zenitlinie des Gewölbes angeord- aus dem Erdreich über entsprechende Pumpen Grundnet und auf die gebäuseinnere Folie (3) der Abdek- wasser zu fördern und dieses unter Beimengung von kung gerichtet sind, wobei der öffnungswinkel einer 35 Luft in Form eines feinen Nebels im Gewächshausinjeden Sprühdüse (6) höchstens gleich dem Winkel nenraum auszusprühen. Gemäß diesem bekannten Verzwischen den beiden von der Sprühdüse (6) ausge- fahren wird jedoch nicht wie bei der Erfindung das aus henden Tangenten an die gehäuseinnere Folie (3) dem Boden geförderte Grundwasser unter Druck in den der Abdeckung ist in der Abdeckung gebildeten Zwischenraum einge-

40 bracht

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß ein wesentlich besserer Wärmeübergang von der Flüssigkeit an seine Umgebung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor- möglich ist, da die Flüssigkeit während des Versprühens

richtung zur Klimatisierung von Gewächshäusern mit 45 bereits mit der Luft in Berührung gelangt Ferner kann

einer transparenten, doppelwandigen, als halbzylinder- die Flüssigkeit durch das Versprühen auf eine größere

förmiges Gewölbe ausgebildeten Abdeckung. Fläche ausgebracht werden, wodurch ebenfalls eine

In der Landwirtschaft werden immer häufiger Folien- bessere Wärmeübergabe gewährleistet ist, da eine we-

gewächshäuser eingesetzt deren Innentemperatur bei sentlich größere Dachfläche als Radiator nutzbar ge-

zu niedrigen Außentemperaturen und mangelndem 50 macht wird. Schließlich können durch das Versprühen

Sonnenschein durch entsprechende Heizungen auf ei- der Flüssigkeit bei niedrigen Außentemperaturen an

ner vorgegebenen Temperatur gehalten wird. Mit Hilfe den den Zwischenraum zwischen den beiden Folien der

derartiger Foliengewächshäuser können zwar manche Abdeckung begrenzenden Flächen Reifschichten ausge-

Pflanzen etwas zeitiger gesetzt werden, die hohen Inve- bildet werden, die neben der Isolierwirkung der äußeren

stitions- und Betriebskosten verteuern jedoch die auf 55 und inneren Folie und der Luft im Zwischenraum eine

diese Weise kultivierten Pflanzen, so daß ihr Einsatz nur zusätzliche Isolierung des Gewächshausinnenraums ge-

in gewissen Fällen von Vorteil ist. Die Betriebskosten genüber der Atmosphäre gewährleisten,

für die übliche Heizungsanlage, beispielsweise einer so- Ein weiterer, wesentlicher Vorteil des erfindungsge-

genannten Thermogeneratorheizung und die Investi- mäßen Verfahrens liegt darin, daß bei Betriebsstill-

tionskosten hierfür sind ebenfalls nicht unerheblich, da ω Standsperioden, beispielsweise bei Sonnenschein im

für einen Hektar Kulturfläche 10 sog. Thermogenerato- Winter, ein schnelles Abtrocknen der Innenflächen der

ren erforderlich sind. Abdeckung schon mit der natürlichen Luftzirkulation in

Bei einer bekannten Einrichtung (DE-OS 25 22 791) dem Zwischenraum der Abdeckung sichergestellt ist.

wird in den Raum zwischen Innen- und Außenwand der Durch dieses schnelle Abtrocknen vermindert sich nicht

Abdeckung eine Lösung aus Wasser und Kupferchlorid 65 nur die Gefahr der Algenbildung auf den Innenflächen

eingeleitet. Diese zirkuliert dort. Bei der bekannten Ein- der Abdeckung, sondern es wird auch ein gewisser Rei-

richtung besteht die Abdeckung aus transparenten nigungseffekt der Wände dadurch erzielt, daß sich die

Kunststofftafeln mit einer Zellenstruktur, durch die auf den Wänden abgelegten, aus dem Grundwasser