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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum erzwungenen
Entziehen von warmer und/oder feuchter Luft aus einem Gewächshaus, wobei
das Gewächshaus
Nachfolgendes aufweist
- – eine schließbare Auslassöffnung für das Ausstoßen der
warmen und/oder feuchten Luft,
- – eine
schließbare
Einlassöffnung
für die
Zufuhr von Außenluft,
- – eine
Ventilatoreinheit, und
- – einen
mit der Ventilatoreinheit verbundenen und sich in das Gewächshaus
erstreckenden Luftkanal, wobei dieser Luftkanal über seine Länge hinweg mit Öffnungen
versehen ist,
wobei während
des normalen Betriebs des Gewächshauses
die Ventilatoreinheit verwendet wird, um zu bewirken, dass Luft
im Gewächshaus
zirkuliert, um wünschenswerte
Klimabedingungen im Gewächshaus
aufrecht zu erhalten, und - – zum erzwungene Entziehen
von warmer und/oder feuchter Luft die schließbare Einlassöffnung und
die schließbare
Auslassöffnung
geöffnet
sind,
- – mit
der Hilfe der Ventilatoreinheit Außenluft über den Einlass und über den
Luftkanal im Gewächshaus
in das Gewächshaus
eingebracht wird, so dass die warme und/oder feuchte Luft auf diese Weise
durch die geöffnete
Auslassöffnung
aus dem Gewächshaus
ausgestoßen
wird.
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Ein
solches Verfahren wird vom Van Paassen, A. H. C. et al in Klimaatbeheersing
21 pp. 165–172
(1992) als Verfahren für
die mechanische Belüftung
eines Gewächshauses
beschrieben. Hierin wird, um warme und/oder feuchte Luft aus dem
Gewächshaus
zu entfernen, ein vor der Einlassöffnung für die Außenluft mit einem Absperrelement
ausgestattetes Luftschiebeventil von einer ersten Position in eine
zweite Position bewegt, wodurch die Einlassöffnung geöffnet wird und Außenluft
hineingezogen wird, mit der die warme und/oder feuchte Luft aus dem
Gewächshaus
ausgestoßen
wird.
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Die
deutsche Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr.
DE-A
27 21 434 , die den für
die vorliegende Erfindung am meisten nahe liegenden Stand der Technik
ausformt, offenbart auch ein Verfahren für das erzwungene Entziehen
von warmer/feuchter Luft aus einem Gewächshaus. Entsprechend dieser
Veröffentlichung
weist das Gewächshaus
schließbare
Auslass- und Einlassöffnungen,
einen Ventilator und einen Luftkanal mit Öffnungen auf.
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In
der Landwirtschaft und in der Erwerbsgärtnerei ist es das Ziel, halbgeschlossene
oder geschlossene Gewächshäuser zu
verwenden, um zu erlauben, dass das Klima, in dem die Kultur, die
heranwachsen soll, kultiviert wird, am vorteilhaftesten eingestellt
wird. In einem (halb-)geschlossenen Gewächshaus ist es zum Beispiel
möglich,
den CO2 Gehalt der Luft anzuheben, wobei
durch dieses Mittel die Ausbeute gesteigert werden kann. Noch mehr
als ein herkömmliches
Gewächshaus
arbeitet ein (halb-)geschlossenes Gewächshaus wie ein ziemlich wirksamer
Solarkollektor. Um eine erwünschte
Temperatur aufrecht zu erhalten, ist ein (halb-)geschlossenes Gewächshaus
deshalb mit einer Kühlvorrichtung
zum Entziehen von Wärme
und/oder zum Hereinziehen von Kälte
ausgestattet. Ein großes
Problem ist, dass die Temperatur im Gewächshaus zum Beispiel auf Grund
bestimmter Witterungsbedingungen wesentlich zunimmt und die Kühlvorrichtung
unzureichende Kapazität
aufweist. Dies kann zum Beispiel auch auf Grund eines technischen
Versagens der Kühlvorrichtung
auftreten. In Kombination mit einer oder ohne eine hohe Luftfeuchtigkeit
kann dies zu einer beschädigten
Kultur führen,
und sogar zu einem Verlust der gesamten Ernte. Für einen Erwerbsgärtner ist
dies ein unzulässiges
Risiko. Mit der Vorrichtung nach dem Stand der Technik ist es nicht möglich, die
warme und/oder feuchte Luft ausreichend schnell und wirksam aus
dem (halb-)geschlossenen Gewächshaus
auszustoßen,
da dieses mit wenigeren schließbaren
Fenstern für
das Entziehen von Wärme
und/oder Luftfeuchtigkeit ausgestattet ist, wodurch die Kapitalausgaben
gesenkt werden. Der zweite Grund, warum es ein ernsteres Problem mit
einem (halb-)geschlossenen Gewächs haus
gibt als mit herkömmlichen
Gewächshäusern, ist,
dass Letzteres wenigere oder keine schließbaren Fenster aufweist, deren
Umrahmungen das Licht blockieren. Mit anderen Worten ist mehr Sonnenlicht
dazu in der Lage, in ein (halb-)geschlossenes Gewächshaus
zu scheinen, so dass das Problem im Vergleich zu einem herkömmlichen
Gewächshaus
gesteigert wird.
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Verfügung zu
stellen, durch das es möglich
ist, das Risiko der Beschädigung
oder des Verlusts der Kulturen in einem (halb-)geschlossenen Gewächshaus
zu reduzieren.
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Zu
diesem Zweck ist das Verfahren entsprechend der Erfindung dadurch
gekennzeichnet, dass der in Bezug auf die Ventilatoreinheit flussabwärts angeordnete
Luftkanal mit mindestens einer Durchlassöffnung ausgestattet ist, die
geöffnet
werden kann, und dass für
den Zweck, warme und/oder feuchte Luft zu entfernen, die Durchlassöffnung(en), die
geöffnet
werden kann (können),
geöffnet
wird (werden), um so die gesamte Fläche der Öffnungen im Luftkanal und der
offenen Durchlassöffnung(en) um
mindestens 20% zu erhöhen.
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Durch
das Erhöhen
der gesamten Fläche wird
der Flusswiderstand reduziert, und die Flussrate kann erhöht werden.
Es ist deshalb nicht notwendig, die Kapazität oder die Anzahl der Ventilatoreinheiten zu
erhöhen.
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In
der vorliegenden Anmeldung wird von einem (halb-)geschlossenen Gewächshaus
angenommen, dass es ein (halb-)geschlossenes oder geschlossenes
Gewächshaus
ist, das mit einer Vorrichtung ausgestattet ist, um das Gewächshaus
zu kühlen.
Vorzugsweise wird mindestens ein Teil der Kühlkapazität durch eine Kühlvorrichtung
zur Verfügung gestellt,
die keine Luftfeuchtigkeit in das Gewächshaus einbringt. Die Kühlvorrichtung
ist vorzugsweise eine Kühlvorrichtung,
die überhaupt
keine Luftfeuchtigkeit einbringt, oder noch besser sogar dazu in
der Lage ist, Luftfeuchtigkeit aus der Luft zu entfernen. Dies kann
durch Verwendung einer Kühlvorrichtung erreicht
werden, die einen Wärmetauscher
aufweist. Die Kühlvorrichtung
kann außerhalb
des tatsächlichen
Gewächshauses
angeordnet sein (zum Bei spiel in der Form eines Sprinklers, der
Wasser über
die Oberseite des Gewächshauses
sprüht),
sie kann sich teilweise im Gewächshaus
befinden, wie zum Beispiel ein mit einer kalten Grundwasserleitung
verbundener Wärmetauscher,
oder kann sich vollständig
im Gewächshaus
befinden. Wie in der Technik bekannt, ist sogar ein geschlossenes
Gewächshaus
in der Praxis nicht hermetisch gegen seine Umgebung versiegelt,
um Luftdruckunterschiede zwischen dem Gewächshaus und der Atmosphäre zu kompensieren. Das
Gewächshaus
ist jedoch in dem Maß geschlossen,
dass es keine Öffnungen
gibt, die einen freien Zugang für
irgendwelche Schädlinge
zulassen. Der Ausdruck "Luftkanal" bezeichnet in Zusammenhang mit
der vorliegenden Anmeldung ein beliebiges Mittel, das verwendet
wird, um Luft aus der Ventilatoreinheit über eine Kultur zu verteilen.
Der Luftkanal ist zum Beispiel eine zylindrische Röhre, die
in regelmäßigen Abständen mit Öffnungen
versehen ist. Der Luftkanal kann auch durch Kulturtische ausgeformt werden,
die mit Seitenwänden
ausgestattet sind, die sich in Richtung des Bodens erstrecken, wobei
die obere Seite des Luftkanals durch die Unterseite der Kulturtische
ausgeformt wird (auf denen die Pflanzen angeordnet sind), und die
untere Seite des Luftkanals von dem Boden ausgeformt wird, auf dem
die Kulturtische stehen. Die Unterseite der Kulturtische ist mit Öffnungen
zur Verteilung der Luft über
die Anbaupflanzen versehen. Die Durchlassöffnungen, die geöffnet werden
können,
werden zum Beispiel in den Seitenwänden zur Verfügung gestellt.
Im Falle von Gewächshäusern mit
optimaler Flächenverwendung, in
denen Pflanzen auf Förderanlagen
gestellt werden, zum Beispiel in der Form von benachbarten Förderbändern, können diese
im Wesentlichen fortlaufenden Förderanlagen
die obere Seite eines Luftkanals ausformen, wobei dieser Luftkanal
im Vergleich zur Höhe
sehr breit ist. In solch einem Fall können die Seitenwände von
geringerer Bedeutung sein und können
sogar nicht vorhanden sein, obwohl diese Option im Allgemeinen für ein optimales
(schnelles und vollständiges)
Ausstoßen
der warmen und/oder feuchten Luft nicht bevorzugt werden wird. Die
Fläche
der Oberflächen
wird vorzugsweise mindestens 50%, wie zum Beispiel mindestens 100%,
sogar noch bevorzugter um mindestens 150% erhöht im Vergleich mit der Fläche von
nur den Öffnungen in
der längs
verlaufenden Richtung des Luftkanals während des normalen Betriebs.
Die Fläche
der Oberflächen kann
auch durch Vergrößern der
schon im Luftkanal vorliegenden Löcher gesteigert werden oder
durch Zulassen eines größeren Grads
an freiem Durchtritt durch diese. Die Öffnungen des Luftkanals können teilweise
bedeckt werden, wobei diese teilweise Bedeckung mindestens zum Teil
entfernt werden kann.
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Das
am weitesten von der Ventilatoreinheit entfernte Ende des Luftkanals
ist vorzugsweise mit einem Absperrelement ausgestattet, wobei dieses Absperrelement
zum erzwungenen Entziehen der warmen und/oder feuchten Luft geöffnet wird.
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Auf
diese Weise kann Außenluft
mit einem gesenkten Widerstand durch die Ventilatoreinheit zugeliefert
werden. Da eine große
Menge an Außenluft am
distalen Ende des Luftkanals ausgestoßen wird, kann diese Stelle
der Emission dazu beitragen, dass warme und/oder feuchte Luft wirksam
und schnell aus dem geschlossenen Gewächshaus ausgestoßen wird.
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Zur
einfachen und fehlerfreien Freigabe der Auslassöffnung und der Einlassöffnung werden
die Auslassöffnung
und die Einlassöffnung
des (halb-)geschlossenen Gewächshauses
entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform simultan durch eine
mechanische Verbindung zwischen entsprechenden Absperrelementen
geöffnet.
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Das
Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung kann auf unterschiedliche Weisen realisiert werden, unter
anderem durch Verwendung eines röhrenförmigen Luftverschiebeventils
wie von Van Paassen et al beschrieben. Durch Bewegen des Luftverschiebeventils
in Richtung der Wand des Gewächshauses
wird ein Absperrelement vor der Einlassöffnung, das diese Einlassöffnung von
der Außenseite
absperrt und mit dem Luftverschiebeventil verbunden ist, von der
Gewächshauswand
weg bewegt und gibt die Einlassöffnung
auf diese Weise frei. Das röhrenförmige Luftverschiebeventil
ist mit der Einlassöffnung
verbunden. Dies hindert die Ventilatoreinheit daran, Luft vom Gewächshaus
einzusaugen, so dass nur Außenluft
ins Gewächshaus
eingebracht wird. Obwohl es bevorzugt wird, dass eine Ausführungsform
ver wendet wird, bei der die Ventilatoreinheit feststehend ist, sind
alternative Ausführungsformen
möglich.
Eine erste Ausführungsform
ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilatoreinheit nahe bei
aber in einem Abstand zu einer Wand des Gewächshauses angeordnet ist und
die Einlassöffnung
mit einem Absperrelement ausgestattet ist, wobei das Absperrelement
zum erzwungenen Entziehen der warmen und/oder feuchten Luft aus
einer ersten Position, die die Einlassöffnung absperrt, in eine zweite
Position bewegt wird, die die Einlassöffnung frei gibt, wobei in
dieser zweiten Position des Absperrelements der Fluss der Luft vom
Gewächshaus
zur Ventilatoreinheit verhindert wird und durch die Ventilatoreinheit
Außenluft über den
Luftkanal in das Gewächshaus
eingebracht wird.
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Unter
normalen Umständen
erfordert diese Variante nicht, dass die Ventilatoreinheit in direktem Kontakt
mit der Wand des Gewächshauses
steht, wobei, wenn warme und/oder feuchte Luft aus dem Gewächshaus
ausgestoßen
werden muss, eine Umwälzung
der Luft aus dem Gewächshaus
verhindert wird, so dass das Entziehen der warmen und/oder feuchten
Luft bereits ziemlich effizient ist. Dies kann durch Drehen des
Absperrelements erreicht werden (durch Drehen um eine waagerechte
Achse, die parallel zur Wand des Gewächshauses verläuft und
auf der oberen Seite der Einlassöffnung
und in der Höhe der
oberen Seite der Ventilatoreinheit angeordnet ist), wodurch während des
normalen Betriebs die Einlassöffnung
geschlossen wird. Im gedrehten Zustand das Absperrelement.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
von diesem ist dadurch gekennzeichnet, dass sich die Einlassöffnung in
der Seitenwand des Gewächshauses befindet
und das Absperrelement eine um eine waagerechte Achse drehbare Platte
ist, wobei die Platte zum erzwungenen Entziehen der warmen und/oder feuchten
Luft von einer ersten relativ vertikalen Position, die die Einlassöffnung absperrt,
in eine zweite relativ waagerechte Position bewegt wird, die die Öffnung frei
gibt, so dass sich das distale Ende der Platte in der Höhe der oberen
Seite der Ventilatoreinheit befindet und auf diese Weise den Fluss
der Luft vom Gewächshaus
zur Ventilatoreinheit verhindert und Außenluft durch die Ventilatoreinheit über den
Luftkanal in das Gewächshaus
eingebracht wird.
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Zum
erzwungenen Entziehen der warmen und/oder feuchten Luft wird der
Ventilator der Ventilatoreinheit entsprechend einer alternativen
Ausführungsform
aus einer ersten Position, in der die Ventilatoreinheit Luft vom
Gewächshaus
ansaugt, in eine zweite Position gedreht, in der die Ventilatoreinheit Luft
von außerhalb
des Gewächshauses
ansaugt.
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In
solch einem Fall ist es bevorzugt, dass die Ventilatoreinheit und
der Luftkanal durch einen flexiblen Luftkanalabschnitt verbunden
sind, wobei der Luftkanalabschnitt durch Drehen der Ventilatoreinheit von
einer ersten in eine zweite Position gebogen wird, wodurch sichergestellt
wird, dass über
den Luftkanal Außenluft
in das in das Gewächshaus
zugeführt
wird.
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Dies
garantiert eine wirksame Zufuhr von Luft in den Luftkanal.
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Zum
erzwungenen Entziehen der warmen und/oder feuchten Luft wird der
Ventilator der Ventilatoreinheit entsprechend einer noch weiteren
Ausführungsform
aus einer ersten Position, in der die Ventilatoreinheit Luft vom
Gewächshaus
ansaugt, in eine zweite, die Wand des Gewächshauses berührende Position
bewegt, in der die Ventilatoreinheit Luft von der Außenseite
des Gewächshauses
ansaugt.
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In
solch einem Fall kann der Ventilator in einen Betriebszustand mit
hoher potentieller Energie gebracht werden, und eine Absicherung
kann vor dem Entziehen von warmer und/oder feuchter Luft entfernt
werden, so dass sich der Ventilator automatisch von der ersten Position
in die zweite Position bewegt. Dies ist ein technisch einfaches
und zuverlässiges
Verfahren, um die Ventilatoreinheit mit der Außenluft zu verbinden.
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In
diesem Fall sind die Ventilatoreinheit und der Luftkanal ebenfalls
durch einen flexiblen Luftkanalabschnitt verbunden, wobei der Luftkanalabschnitt
durch Schieben der Ventilatoreinheit von einer ersten in eine zweite
Position gestreckt wird, um sicherzustellen, dass über den
Luftkanal Außenluft
in das Gewächshaus
zugeführt
wird.
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Zur
zuverlässigen
und kostengünstigen Durchführung des
Verfahrens gemäß der Erfindung ist
das Verfahren gemäß der Erfindung
dadurch gekennzeichnet, dass während
des normalen Betriebs mindestens ein Element, ausgewählt aus
i) der Ventilator und ii) einem Absperrelement für eine Einlassöffnung oder
Auslassöffnung
in einem Zustand mit hoher potentieller Energie ist, und dass zum
erzwungenen Entziehen von warmer und/oder feuchter Luft ein Anschlag
entfernt wird und die Kraftwirkung der Schwerkraft bewirkt, dass
das Element gedreht oder bewegt wird.
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Ein
wichtiger Vorteil eines geschlossenen Gewächshauses ist, dass eine Kultur
für Schädlinge nicht
oder viel weniger leicht zugänglich
ist, aber, wenn die gesamte Kultur auf Grund klimatischer Bedingungen
auf dem Spiel steht, die Zufuhr von Außenluft dennoch bevorzugt wird.
Die Außenluft
wird jedoch entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform über die Einlassöffnung zugeführt, die
mit Mitteln dafür
ausgestattet ist, den Eintritt von Organismen zu verhindern, die
Schädlinge
ausbilden könnten.
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Solche
Mittel sind zum Beispiel ein engmaschiges Netz, vorzugsweise spitz
zulaufend und/oder gefaltet (wie ein Kaffeefilter), um die gesamte
luftdurchlässige
Oberfläche
zu vergrößern und
um den Flusswiderstand zu reduzieren, der die Zufuhr von Luft in
das Gewächshaus
beschränken
würde.
Eine weitere Möglichkeit
ist die Verwendung von Mitteln, die auf einer Wirbelkammer basieren,
wobei auf Grund von Zentrifugalkräften Schädlingsorganismen, wie zum Beispiel
Fliegen und Ähnliches
gegen die Wand der Wirbelkammer geschleudert werden. Die Wand der
Wirbelkammer kann optional mit einer klebrigen Flüssigkeit
versehen sein, wie zum Beispiel einer auf Zucker und/oder Stärke basierenden
Flüssigkeit,
an der die Organismen anhaften. Um Partikel aus der Luft einzufangen
ist es auch möglich,
mit der zugeführten
Luft Tropfen einer Flüssigkeit,
im Besonderen klebriger Flüssigkeit,
zu versprühen.
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Die
vorliegende Erfindung wird jetzt mit Bezug auf die Zeichnung erläutert, in
der
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1a und
b schematisch eine erste Vorrichtung zur Anwendung des Verfahrens
gemäß der Erfindung
zeigen, wobei ein Absperrelement eine Einlassöffnung in einem geschlossenen
Gewächshaus
freigibt.
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Das
Verfahren gemäß der Erfindung
wird jetzt mit Bezug auf 1 erläutert, wobei
ein mit Luftkanal 2 ausgestattetes Gewächshaus 1 gezeigt
wird, wobei der Luftkanal über
seiner Länge
hinweg mit Öffnungen 3 versehen
ist (die einen Durchmesser von 1 cm haben). Die Oberfläche der Öffnungen
beträgt
80 cm2/m. Der Durchmesser des Luftkanals 2 beträgt 80 cm
und die Länge
beträgt
100 m. In einem Gewächshaus
werden solche Luftkanäle 2 zum
Beispiel alle 1,60 m zur Verfügung
gestellt, und 1 zeigt nur einen.
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Das
gezeigte Gewächshaus 1 ist
ein geschlossenes Gewächshaus.
Es weist eine Kühlvorrichtung
auf, die nicht gezeigt ist.
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Am
ersten Ende des Luftkanals 2 befindet sich eine Ventilatoreinheit 4,
die eine Förderleistung von
2 kW aufweist. Die Ventilatoreinheit 4 ist in einem Abstand
von einer Einlassöffnung 5 in
einer Wand des Gewächshauses 1 angeordnet.
Die Einlassöffnung 5 wird
von einer Schließeinrichtung 6 abgeschlossen,
die in 1a in einem geschlossenen Zustand
und in 1b in einem freigegebenen, offenen Zustand
gezeigt wird. Der in 1a gezeigte Zustand ist der
normale Zustand, wobei die Ventilatoreinheit 4 zum Umwälzen der
im Gewächshaus
vorhandenen Luft verwendet wird (Pfeile zeigen den Luftfluss an).
In dem anormalen Fall, in dem die Kühlvorrichtung nicht dazu in
der Lage ist, die Temperatur und/oder die Luftfeuchtigkeit im gewünschten
Maß aufrecht
zu erhalten, wird die Funktion der Ventilatoreinheit wie in 1b gezeigt
geändert.
Die Einlassöffnung 5 wird
durch Drehen der Schließeinrichtung 6 um
eine Achse 7 geöffnet.
Die Achse 7 befindet sich an der oberen Seite der Öffnung 5 und
in der Höhe der
oberen Seite der Ventilatoreinheit 4. Die Schließeinrichtung 6 ist
vorzugsweise breiter als die Ventilatoreinheit 4. In der
gedrehten Position der Schließeinrichtung 6 verhindert
ein Sperrbereich 8 der Schließeinrichtung 6 die
Zufuhr von Luft vom Gewächshaus, während Außenluft
von der Ventilatoreinheit 4 hineingezogen und über den
Luftkanal 2 in das Gewächshaus
eingeführt
wird. Um Außenluft
wirksam und schnell genug in das Gewächshaus einzuführen, ist die
Fläche
der Ausstoßoberfläche gemäß der Erfindung
vergrößert. In
der hier beschriebenen Ausführungsform
geschieht dies durch Öffnen
einer zweiten Schließeinrichtung 9,
die unter normalen Betriebsbedingungen das Ende des Luftkanals 2 abschließt, das am
weitesten von der Ventilatoreinheit entfernt ist. Im offenen Zustand
ist der Flusswiderstand im Luftkanal 2 reduziert, wodurch
der Einlass der Außenluft
erleichtert wird. In der gezeigten Ausführungsform wird die Fläche der
Oberfläche
durch den Durchmesser des Luftkanals 2 vergrößert, nämlich um
63%. Das Ausmaß,
in dem die Schließeinrichtung 9 geöffnet ist, kann
anpassbar sein, was besonders in einem halb geschlossenen Gewächshaus
mehr Möglichkeiten für die Regelung
des Klimas im Gewächshaus 1 zur Verfügung stellt.
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Die
Luft wird über
eine Auslassöffnung 10 aus
dem Gewächshaus 1 entfernt,
wobei die Auslassöffnung
während
des normalen Betriebs mittels einer Schließeinrichtung 11 abgesperrt
ist.