專(zhuān)利名稱(chēng)：溫室、溫室大棚、濾光裝置、照明裝置、導(dǎo)光裝置、應(yīng)用和引入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溫室以及分別用于溫室的大棚、濾光裝置、照明裝 置、導(dǎo)光裝置、材料的應(yīng)用和引入裝置。
背景技術(shù)：
再生能源的合適利用，在世界干旱地區(qū)的植物生長(zhǎng)以及二氧化碳排 放的持續(xù)減少，越來(lái)越多地推動(dòng)人類(lèi)的持久利益。
由DE 199 82 011公開(kāi)了一種有利的溫室技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種改善的系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，該任務(wù)通過(guò)一種透明的溫室大棚解決，該 大棚具有含氟聚合物薄膜。
為了盡可能有利地建造溫室，它必須具有透明的大棚，該大棚盡可 能完全透過(guò)整個(gè)太陽(yáng)光譜。
按照本發(fā)明人的認(rèn)識(shí)，含氟聚合物薄膜對(duì)此是特別適合的，因?yàn)楦?據(jù)測(cè)試結(jié)果，它允許通過(guò)高達(dá)97 %的整個(gè)光通量。
約1.3的低光學(xué)折射率N是特別有利的，這導(dǎo)致在薄膜的正面和反 面上的微量反射。因此，光線(xiàn)的大部分被透過(guò)，即使在光線(xiàn)傾斜射入在 大棚上的情況下。
特別在長(zhǎng)波紫外線(xiàn)范圍的非常高的透過(guò)是有利的。它不僅對(duì)植物有 利，而且也有助于薄膜的長(zhǎng)壽命，因?yàn)橥高^(guò)時(shí)高能量的紫外光不會(huì)破壞 薄膜，而是只有當(dāng)它被吸收時(shí)才破壞。相對(duì)長(zhǎng)的含氟聚合物鏈在遭受紫 外線(xiàn)輻射時(shí)也能保持穩(wěn)定。
此外含氟聚合物薄膜在化學(xué)上盡可能惰性的并且沒(méi)有軟化劑。由于 低的表面能量，使該表面此外可以盡可能自己清潔污物顆粒。這些污物 顆粒只能在該表面上找到很小的附著力。此外，含氟聚合物薄膜是非常 機(jī)械穩(wěn)定的，特別是意外的裂縫不會(huì)在薄膜中進(jìn)一步擴(kuò)大。由于含氟聚合物薄膜的有利的機(jī)械性能，在較小的薄膜厚度下也可以制成相對(duì)大面 積的大棚，如它在大的溫室支撐距離的情況下一樣。發(fā)明者建議介于約
100pm和200lim之間的薄膜厚度。
在含氟聚合物薄膜作為溫室大棚的情況下，由此整個(gè)地面陽(yáng)光光譜 至少盡可能完全獲得并可以有針對(duì)性地進(jìn)一步應(yīng)用。特別可以，利用連 接的濾光系統(tǒng)和/或通過(guò)單個(gè)光語(yǔ)范圍的有選擇的分離，將陽(yáng)光光譜作為 不同應(yīng)用的有效能量輸入。
在DE 199 82 OU可以看出 一種示例的光譜范圍分離。在那里菲涅 耳透鏡利用線(xiàn)形或點(diǎn)形的圖像單軸或雙軸地跟蹤太陽(yáng)。這些透鏡只將直 接的陽(yáng)光集中到接收器上。該接收器例如光電、熱或光化學(xué)地裝備。漫 射的日光相反穿過(guò)菲涅耳透鏡并由此用作植物生長(zhǎng)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提出的任務(wù)通過(guò)一種用于在具有流體濾光 器的溫室中過(guò)濾射入的光線(xiàn)的濾光裝置來(lái)解決，其中該濾光裝置具有在 光線(xiàn)的路徑中處于流體濾光器之前的聚光光學(xué)系統(tǒng)。
具有流體濾光器的溫室是已知的。在以色列的模型溫室中已經(jīng)建成 全表面的雙壁溫室大棚。在這個(gè)大面積的雙壁大棚中被注入水作為濾光 器流體。水對(duì)射入的可見(jiàn)的太陽(yáng)光譜是高度透明的，并且配合微量的鹽 類(lèi)，金屬或其它適合的，對(duì)葉綠素的吸收光譜是互補(bǔ)的添加劑，從波長(zhǎng) 1.jum起強(qiáng)烈吸收光線(xiàn)。
不過(guò)大面積的流體流通雙層大棚是相對(duì)容易遭到破壞的，例如泄 漏。此外，它還十分昂貴和沉重。本發(fā)明提出的第二方面在于帶有聚光 光學(xué)系統(tǒng)的流體濾光器。如果聚光光學(xué)系統(tǒng)在光線(xiàn)的路徑中布置在流體 濾光器之前，流體濾光器可以以小的空間尺寸制成并且仍然產(chǎn)生理想的 過(guò)濾效果。這使得濾光裝置明顯更緊湊且成本更經(jīng)濟(jì)。
在此建議，濾光器流體被引入吸收器中，特別是管、圓柱體或球體 中。這些都是內(nèi)在的密封并且此外非常便宜。此外只需要少量的濾光器 流體。
濾光裝置優(yōu)選具有高度會(huì)聚的聚光透鏡。輻射到熱量的轉(zhuǎn)換效率隨 著光線(xiàn)的集中度上升。
優(yōu)選設(shè)有用于使流體濾光器相對(duì)聚光光學(xué)系統(tǒng)移位的機(jī)構(gòu)，特別是 用于使吸收器相對(duì)焦點(diǎn)或者聚焦線(xiàn)可逆地移位的機(jī)構(gòu)。
如果設(shè)有聚光光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)可以，例如聚光光學(xué)系統(tǒng)的透鏡，可選擇地這樣擺動(dòng)，即對(duì)于一定的時(shí)間，全部光譜的全部或者可選 擇的部分透過(guò)到達(dá)植物。替代地或者累加地可以，吸收器從聚光光學(xué)系 統(tǒng)的焦平面移動(dòng)出去，以達(dá)到同樣的效果。則例如在早上和傍晚或在陽(yáng) 光不強(qiáng)烈的冬天使光線(xiàn)的更高的能量透過(guò)到達(dá)植物。
由此可以，通過(guò)在光學(xué)系統(tǒng)和植物之間的封閉的調(diào)節(jié)回路根據(jù)植物 的變動(dòng)的需求來(lái)調(diào)整光線(xiàn)特性，即特別是根據(jù)它們的生長(zhǎng)狀態(tài)，季節(jié)和 其它的生物參數(shù)。
這種變化性可以鑒于分別追求的主要效果來(lái)調(diào)節(jié)由光學(xué)系統(tǒng)和植 物組成的系統(tǒng)，例如"更多的生物量，更少的技術(shù)能量"或者相反。
在具體的實(shí)施中可以在聚焦線(xiàn)或者說(shuō)焦點(diǎn)中布置透明的管、球、圓 柱或類(lèi)似的吸收器容器用于濾光器流體。它們優(yōu)選分別匹配焦點(diǎn)形狀。
該吸收器由一種介質(zhì)流過(guò)，該介質(zhì)可以透過(guò)PAR光線(xiàn)范圍。PAR 光線(xiàn)范圍構(gòu)成全部光線(xiàn)的大約10%。其余的應(yīng)該被吸收并轉(zhuǎn)換成熱量。 結(jié)果是約90%的光線(xiàn)轉(zhuǎn)化為有效熱量，而光線(xiàn)的約10%直接用于植物 生長(zhǎng)。
優(yōu)選濾光器流體可以透過(guò)光線(xiàn)的PAR光誥的至少到50%,優(yōu)選至 少到80"/。，但是吸收PAR光譜的超出部分至少50%,優(yōu)選到至少80%。
由此一方面為植物提供了用于光合作用的最優(yōu)的光線(xiàn)。另一方面多 余的熱量被抽取。該熱量可以被儲(chǔ)存并例如在寒冷的夜晚提供給植物作 為加熱熱量。植物需要盡可能恒定的生長(zhǎng)溫度，優(yōu)選大約20°C。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提出的問(wèn)題通過(guò)用于為溫室過(guò)濾射入的光 線(xiàn)的濾光裝置解決，其中該濾光裝置具有光謙范圍反射器和次級(jí)反射 器，其中該光譜范圍反射器這樣設(shè)計(jì)，即它將PAR光譜的范圍過(guò)濾反 射到次級(jí)反射器，其中其余的光線(xiàn)可以通過(guò)光譜范圍反射器到達(dá)種植區(qū) 域，并且所過(guò)濾反射的光線(xiàn)由次級(jí)反射器轉(zhuǎn)向到種植區(qū)域。
利用這樣的兩級(jí)的光學(xué)系統(tǒng)可以反射射入光線(xiàn)的 一部分。那些可以 通過(guò)的光線(xiàn)達(dá)到種植區(qū)域。那些由濾光器，即由光譜范圍反射器反射的 光線(xiàn)具有更長(zhǎng)的光路。通過(guò)這個(gè)更長(zhǎng)的光路可以有針對(duì)性地處理這個(gè)光 譜范圍。只到在這種處理后，PAR光譜的這個(gè)范圍才轉(zhuǎn)向到種植區(qū)域。
如果該光語(yǔ)范圍反射器反射介于約500nm和約580nm之間的，優(yōu) 選至少介于約520nm和560nm之間的光i普的至少一部分，那么這種雙 重光學(xué)系統(tǒng)可以特別好的使用。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，綠光實(shí)際上只為光合作用貢獻(xiàn)可以忽略不計(jì)的值，盡
管在PAR光譜的這個(gè)范圍中包含能量的大部分。綠光處在介于約500nm
和約580nm之間的范圍內(nèi)，特別是介于約520nm和560nm之間。
因此如果實(shí)現(xiàn)選擇性地射出綠色范圍并且接著進(jìn)一步處理，植物生
長(zhǎng)可以明顯促進(jìn)。
光譜范圍濾光器優(yōu)選對(duì)直至約500nm的光線(xiàn)是透明的。按照發(fā)明人
的認(rèn)識(shí)，在這一范圍內(nèi)的光線(xiàn)對(duì)植物生長(zhǎng)是非常有益的。這同樣也適用
于從約580nm起的光線(xiàn)。
優(yōu)選濾光裝置對(duì)此設(shè)計(jì)，即所過(guò)濾反射的光線(xiàn)經(jīng)受相位移動(dòng)。 如果設(shè)有相位移動(dòng)過(guò)程，則可以將所過(guò)濾反射的光線(xiàn)移動(dòng)到對(duì)植物
生長(zhǎng)有較大用途的PAR光譜的范圍內(nèi)。則特別建議，過(guò)濾反射的光線(xiàn)
在相位移動(dòng)過(guò)程中，典型的是熒光過(guò)程中，轉(zhuǎn)換成紅黃光。該光線(xiàn)優(yōu)選
在相位移動(dòng)后同樣提供給種植區(qū)域。
相位移動(dòng)優(yōu)選產(chǎn)生超過(guò)約600nm,特別是超過(guò)約680nm的光線(xiàn)。 如果射入的光線(xiàn)穿過(guò)聚光光學(xué)系統(tǒng)并且光譜范圍反射器傾斜于聚
光光學(xué)系統(tǒng)的光軸，特別是呈約40°到約50。的角度，則濾光裝置具有特
別的優(yōu)點(diǎn)。
對(duì)于這種情況可以，由光謙范圍反射器過(guò)濾反射的光線(xiàn)只是通過(guò)光 譜范圍反射器的傾斜位置從其余的光線(xiàn)路程引導(dǎo)出來(lái)，這樣次級(jí)反射器 特別可以布置在所述其余的光線(xiàn)路程之外。這不僅提高了在溫室中單個(gè) 元件布置的自由度，而且也盡可能保持主光線(xiàn)路程暢通，這樣光線(xiàn)的能 量可以盡可能不降低地使用。
光譜范圍反射器特別可以布置在聚光光學(xué)系統(tǒng)和它的焦點(diǎn)之間。這 產(chǎn)生了由聚光光學(xué)系統(tǒng)、光語(yǔ)范圍反射器和次級(jí)反射器組成的三重光學(xué) 系統(tǒng)，其中在光線(xiàn)路程上聚光光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)首先位于光譜范圍反射器 的對(duì)面，這樣可以在那里布置吸收器，例如如前面在這個(gè)專(zhuān)利申請(qǐng)中所 述的以在管中、圓柱中或者球中的流體濾光器的形式。
語(yǔ)范圍反射器的這種結(jié)構(gòu)，、可以利用建i非常緊湊的結(jié)構(gòu)^生對(duì)所過(guò)濾
反射的光線(xiàn)的進(jìn)一步處理。次級(jí)反射器優(yōu)選在它的被光譜范圍反射器照 射的一側(cè)具有紅色和/或黃色的涂層，特別是利用熒光染料。
那么特別在濾光裝置上考慮，首先在聚光光學(xué)系統(tǒng)之下設(shè)有濾光器，該濾光器作為光譜范圍反射器，其措施是它直到500nm是透明的， 在500nm和580之間是反射的，并且超過(guò)580nm又是透明的。該光譜 范圍反射器可以在與光軸傾斜的情況下這樣安裝在聚光光學(xué)系統(tǒng)的焦 平面之前，即它的次焦點(diǎn)由綠光在主光束之外構(gòu)成，而其它的光線(xiàn)穿過(guò) 濾光器落在具有濾光器流體的吸收管上。在發(fā)明者試^r時(shí)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，例 如45。傾斜的分色濾光器是非常恰當(dāng)?shù)摹?br> 在綠光的次焦點(diǎn)的范圍內(nèi)例如可以布置水平懸掛的平板，它的下側(cè) 面現(xiàn)在被綠色照射，其中該平板例如利用熒光染料TeS火焰紅涂裝。這 導(dǎo)致該平板將綠光轉(zhuǎn)換成希望的紅黃光。該紅黃光接著作為朗伯光線(xiàn)以 改善的方式發(fā)射到種植室。
在過(guò)濾反射的光線(xiàn)種優(yōu)選布置換能器，特別是太陽(yáng)能電池。
則例如可以考慮，在作為次級(jí)反射器的平板下面布置對(duì)綠光特別高 效的太陽(yáng)能電池或者其它對(duì)綠光合適的換能器，這樣可以產(chǎn)生附加的電 流或者其它希望的效果，例如光化學(xué)反應(yīng)。
利用所述的結(jié)構(gòu)可以，將對(duì)光合作用實(shí)際上無(wú)效的光譜范圍在不影 響其它的光譜范圍的情況下有選擇地過(guò)濾出來(lái)，使植物比通常條件下能 夠供應(yīng)更多優(yōu)選的光線(xiàn)。這導(dǎo)致植物產(chǎn)量的明顯增加。
傳統(tǒng)上已知，在透明的溫室大棚中引進(jìn)熒光燃料。這在以色列的試 驗(yàn)中導(dǎo)致了西紅柿種植的約20%增加的產(chǎn)量。不過(guò)此時(shí)不利的是，對(duì)植 物合適的光譜范圍也被減弱了 。此外為了加工大棚需要相當(dāng)多的昂貴的 熒光染料。此外，在熒光染料由于老化失去作用時(shí)必須更換整個(gè)溫室大 棚，這是很昂貴的。前面所迷的系統(tǒng)與之相反，在由于老化失去希望的 作用時(shí)只必須重新涂裝紅黃光的小的面積。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提出的任務(wù)通過(guò)，用于帶有光存儲(chǔ)流體的 溫室的照明裝置解決。
眾所周知，將熒光顆粒引進(jìn)合適的流體的懸浮液中，該懸浮液可以 在透明的太陽(yáng)能收集器中被陽(yáng)光激勵(lì)，并且存儲(chǔ)在流體中的光或者被直 接引進(jìn)黑暗的空間里，或者引進(jìn)流體存儲(chǔ)器中，它們?cè)谛枰獣r(shí)可以重新 引進(jìn)空間中并且照亮空間。
還已知，溫室晚上利用電流照明，因?yàn)樵囼?yàn)表明，如果植物以一定 的周期在晚上也得到光線(xiàn)，則植物生長(zhǎng)更有效。
相反光儲(chǔ)存流體對(duì)溫室照明裝置的應(yīng)用則未公開(kāi)。光儲(chǔ)存流體儲(chǔ)存由光傳遞的能量?jī)H僅在對(duì)植物生長(zhǎng)沒(méi)有吸引力的光謙范圍內(nèi)。不過(guò)發(fā)明 者已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，即使是對(duì)植物生長(zhǎng)不是非常有意義的光的儲(chǔ)存也可以有 意義地應(yīng)用。
在此建議，該光儲(chǔ)存流體是發(fā)熒光的。熒光顆粒是眾所周知的。發(fā) 明者的試驗(yàn)已經(jīng)表明，熒光顆粒結(jié)合硅油和/或含氟流體是特別合適的，
因?yàn)樗鼈兛梢詫?shí)現(xiàn)的部分超過(guò)20小時(shí)的發(fā)光度的半衰期。雖然它們?cè)?br> 光線(xiàn)的綠光譜范圍內(nèi)發(fā)光，不過(guò)仍然可以成功地用于植物生長(zhǎng)。
優(yōu)選設(shè)有用于光儲(chǔ)存流體的儲(chǔ)存罐。光儲(chǔ)存流體在需要時(shí)可以從該 儲(chǔ)存罐中取出，特別是在夜間。
在此建議，在種植室中設(shè)有光發(fā)射體，它可以將光儲(chǔ)存流體發(fā)射到 種植室。利用 一種這樣的光發(fā)射體可以將儲(chǔ)存的光有針對(duì)性地供應(yīng)給植物。
優(yōu)選為該光發(fā)射體配備紅黃光轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器將由光儲(chǔ)存流體發(fā) 射的綠光產(chǎn)生紅黃光并且該紅黃光照射到植物。
已經(jīng)說(shuō)明，特別高效的光儲(chǔ)存流體在光線(xiàn)的綠光譜范圍內(nèi)發(fā)光。不 過(guò)如果設(shè)有紅黃光轉(zhuǎn)換器，可以將綠光轉(zhuǎn)換為紅黃光，它大大有助于植 物生長(zhǎng)。紅黃光轉(zhuǎn)換器可永久留在種植室。替代地可以考慮，它只在供 應(yīng)發(fā)光的儲(chǔ)存流體期間布置在植物之間。
光發(fā)射體優(yōu)選具有垂直的雙板。雙板可以成本經(jīng)濟(jì)地建造并且可以 以它們的內(nèi)側(cè)面被供應(yīng)光儲(chǔ)存流體。此外雙板可以節(jié)約空間地布置在種
植行之間。
特別可以考慮一種如下的系統(tǒng)設(shè)有光線(xiàn)濾光器，它例如設(shè)計(jì)成分 色濾光器，并且將具有小于500nm波長(zhǎng)的藍(lán)光聚焦到透明管上。這可以 如上文所述的優(yōu)選通過(guò)傾斜放置的光譜范圍反射器進(jìn)行，該光譜范圍反 射器將具有低于500nm波長(zhǎng)的藍(lán)光過(guò)濾反射到這個(gè)管上并且優(yōu)選集束 到那里。在該透明的管內(nèi)在合適的承載流體中布置有熒光顆粒，它從藍(lán) 光激勵(lì)成綠光。該帶有發(fā)綠光的熒光顆粒的流體被泵入流體存儲(chǔ)器中。
在晚上該流體被從儲(chǔ)存罐泵到在種植室中立在植物列之間的雙板 中。該流通的雙板的右側(cè)和左側(cè)架起了利用熒光染料涂裝的薄板，該熒 光染料將綠光轉(zhuǎn)換為紅黃光并且該紅黃光照射到處于它們周?chē)闹参锷稀?br> 所述的日光的直接存儲(chǔ)相對(duì)液態(tài)光是絕對(duì)新穎的，它比迄今的在溫室中通過(guò)電燈的照明明顯更經(jīng)濟(jì)。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提出的任務(wù)通過(guò)用于為溫室引導(dǎo)射入的光 線(xiàn)的導(dǎo)光裝置解決，其中在光線(xiàn)路程中首先布置聚光光學(xué)系統(tǒng)，然后是 散射光學(xué)系統(tǒng)并且接著是棱鏡。
這種棱鏡是眾所周知的。玻璃棱鏡是一種光學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)在白色 曰光的光線(xiàn)平行導(dǎo)入的情況下將該日光分解成彩虹光譜。本發(fā)明的想法 基本上規(guī)定，這樣改進(jìn)這個(gè)已公開(kāi)的原則，即光線(xiàn)在導(dǎo)入棱鏡前首先集 中并且然后平行化。這可以集中太陽(yáng)光的能量并且利用空間受限的并由 此成本經(jīng)濟(jì)的機(jī)構(gòu)設(shè)有用于分解所集中的光線(xiàn)的棱鏡。結(jié)果人們獲得集 中的光線(xiàn)，其分為光譜分量。該光線(xiàn)可以接著有針對(duì)性地截取并進(jìn)一步 處理。
該聚光光學(xué)系統(tǒng)優(yōu)選是溫室大棚的一部分。
在此建議，散射光學(xué)系統(tǒng)在光線(xiàn)路程中布置在聚光光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn) 之前短距離處。該聚光光學(xué)系統(tǒng)將射入的太陽(yáng)光集束到它的焦點(diǎn)中。因 此光線(xiàn)的光路在焦點(diǎn)前和后附近只具有小的寬度，這樣可以設(shè)有相對(duì)小 的、與上迷寬度相當(dāng)?shù)纳⑸涔鈱W(xué)系統(tǒng)。如果散射光學(xué)系統(tǒng)位于焦點(diǎn)之前， 可以節(jié)約安裝空間。自然也可以將散射光學(xué)系統(tǒng)布置在焦點(diǎn)的另 一邊。
優(yōu)選散射光學(xué)系統(tǒng)理想地使光線(xiàn)平行，其中在光線(xiàn)路程偏差最高
10?；蛘咦罡?0。的情況下也還可以存在足夠的平行化。 特別可以考慮一種如下的系統(tǒng)
在溫室大棚中的形成點(diǎn)形投影的透鏡借助所述的光學(xué)系統(tǒng)將射入 的曰光集中到玻璃棱鏡，該棱鏡將高度會(huì)聚的光線(xiàn)分解成彩虹光譜的 帶，在該帶中彩色光線(xiàn)同樣以高度會(huì)聚的形式存在。棱鏡在它的輸入側(cè) 需要平行的光線(xiàn)用于光線(xiàn)分解。因?yàn)榫酃夤鈱W(xué)系統(tǒng)的集中透鏡提供會(huì)聚
性的光線(xiàn)束，該光線(xiàn)束必須在焦點(diǎn)之前或之后的附近的區(qū)域平行化。這 優(yōu)選利用雙凹透鏡實(shí)現(xiàn)，它的負(fù)焦距與主聚光光學(xué)系統(tǒng)的正焦距相當(dāng)。
集中的彩虹光線(xiàn)可以接著用于不同的目的。例如，紅色和藍(lán)光，PAR 光語(yǔ)的兩個(gè)范圍，可以直接引導(dǎo)到植物上，而綠光到達(dá)集中器太陽(yáng)能電 池。它例如也可以轉(zhuǎn)換成紅黃光用于最佳的植物照明。這在前面已經(jīng)說(shuō) 明。
因?yàn)橥ǔＴ跁?huì)聚的彩色光線(xiàn)束中的強(qiáng)度對(duì)植物來(lái)說(shuō)太高了 ，可以在 光線(xiàn)路程中首先設(shè)有流體濾光器，它產(chǎn)生附加的熱量。為了光線(xiàn)到電流的特別有效的轉(zhuǎn)換，可以在相應(yīng)的顏色帶中放入相 應(yīng)的半導(dǎo)體，它的帶間隙匹配相應(yīng)的光線(xiàn)的顏色。
對(duì)于利用白色混合光照射，傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池具有互相垂直構(gòu)建的 用于不同的光譜范圍的層。在應(yīng)用此處建議的技術(shù)時(shí)，可以將不同的半 導(dǎo)體層對(duì)于不同的光譜范圍并排布置，特別是在平面內(nèi)。這不僅防止了 在傳統(tǒng)的重疊布置的層中的光線(xiàn)損失，而且導(dǎo)致成本經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)。
建議的導(dǎo)光裝置可以簡(jiǎn)單通過(guò)已知的光學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用和有意義的 組合獲得光線(xiàn)在高度會(huì)聚的顏色的光語(yǔ)范圍內(nèi)的分解，即主集中光學(xué)系 統(tǒng)，例如菲涅耳透鏡，用于平行化的雙凹透鏡以及棱鏡。光學(xué)涂層或者 類(lèi)似的成本昂貴的裝置是沒(méi)有必要的。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提出的任務(wù)通過(guò)含氟聚合物作為用于聚光 透鏡、特別是菲涅耳透鏡、用于溫室的聚光光學(xué)系統(tǒng)下面的下懸薄膜、 用于熱交換器和/或用于透明的隔熱層的材料的應(yīng)用解決。
前面借助溫室大棚已經(jīng)提到，在含氟聚合物作為材料的應(yīng)用中有哪
些優(yōu)點(diǎn)。其特別在對(duì)溫室重要的長(zhǎng)波紫外線(xiàn)范圍(UVA范圍)的非常高 的透明度，高的機(jī)械和熱穩(wěn)定性，化學(xué)惰性和由于小的表面張力的自清潔。
這種特性對(duì)于菲涅耳透鏡或者通常對(duì)于聚光光學(xué)系統(tǒng)有很大意義。 目前聚光透鏡幾乎完全由PMMA制成。不過(guò)按照發(fā)明者的試驗(yàn)，聚光 光學(xué)系統(tǒng)，具體的聚光透鏡，也可以由含氟聚合物薄膜生產(chǎn)。相對(duì)PMMA 透鏡，它們更加明顯長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定。此外，長(zhǎng)波紫外線(xiàn)光可以在漫射部分 中直接穿透到達(dá)植物，這對(duì)水果和蔬菜的口味，對(duì)顏色和自然消毒有巨 大意義。直接的紫外線(xiàn)光被集束，可以通過(guò)選擇性濾光器導(dǎo)出并且或者 附加地射入種植室，或者用于特定的任務(wù)，例如飲用水消毒，特殊的光 化學(xué)反應(yīng)或類(lèi)似。
同樣的優(yōu)點(diǎn)可以在透鏡下面的下懸薄膜上實(shí)現(xiàn)，如它在由DE 199 82 01中公開(kāi)的例如在墊式溫室大棚模塊中一樣。這些材料還可以適合 用于如下面在申請(qǐng)中描述的熱交換器。
此外，在溫室中透明的隔熱層經(jīng)常布置在聚光透鏡下面的下懸薄膜 上。透明的隔熱層在同時(shí)的長(zhǎng)波紫外線(xiàn)透射的情況下提供了溫室中的恒 定的氣候 這種透明的隔熱層也可以使用在出氣氣道上。這以后將在本 專(zhuān)利申請(qǐng)的范圍中說(shuō)明。具有含氟聚合物薄膜遮蓋物的溫室關(guān)于植物生長(zhǎng)，自然消毒和長(zhǎng)的 壽命具有突出的特性。如果含氟聚合物薄膜不僅是用于外側(cè)的大棚，而 且用于溫室內(nèi)部的部件，可以實(shí)現(xiàn)技術(shù)協(xié)同效應(yīng)。這種材料也可以成本 經(jīng)濟(jì)地在采購(gòu)中獲得，并且它只需為替代薄膜或替代材料提供較小的存 儲(chǔ)空間。
根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提出的任務(wù)通過(guò)具有上風(fēng)式氣道的溫室解決。
太陽(yáng)能上風(fēng)式氣道可以周期性地或者持續(xù)地?zé)o需外部能量保證溫 室中的空氣流通。傳統(tǒng)的溫室相反在應(yīng)用附加的鼓風(fēng)機(jī)的情況下打開(kāi)溫 室中的通風(fēng)閥門(mén)。
除了空氣排出截面和空氣吸入截面，溫室可以使上風(fēng)式氣道保持密 封地封閉。這可以^艮好地確定進(jìn)口和出口 ，即空氣吸入截面和空氣排出 截面，可以持久地在一定時(shí)期或者整個(gè)時(shí)間保持打開(kāi)，其中它們應(yīng)該利 用孔眼緊密的柵網(wǎng)防止動(dòng)物，例如利用防蠅柵網(wǎng)。已知例如白果蠅能夠 摧毀大部分的番茄作物。
在傳統(tǒng)的溫室中，利用柵網(wǎng)的封閉由于難于接近的、大的可移動(dòng)的 通風(fēng)閥門(mén)而非常昂貴并且不能始終保證運(yùn)行可靠。
優(yōu)選設(shè)置地下通道系統(tǒng)用于抽取空氣。通過(guò)這種系統(tǒng)可以在夏天預(yù) 冷卻空氣以及在冬天預(yù)加熱空氣
在此建議，為抽取的空氣設(shè)置空氣加濕器。這例如可以在地下通道 中實(shí)現(xiàn)，如果存在這種通道的話(huà)。優(yōu)選將水霧噴到抽取的空氣中。蒸發(fā) 的水可以產(chǎn)生溫室的絕熱冷卻。
優(yōu)選在上風(fēng)式氣道中在上部或下部設(shè)有水-空氣_熱交換器。
在傳統(tǒng)的溫室中，用于絕熱冷卻的水會(huì)損失掉。這對(duì)熱帶地區(qū)的溫 室是重大的后勤和經(jīng)濟(jì)問(wèn)題之一。利用水-空氣-熱交換器，特別是利 用逆流熱交換器可以防止該問(wèn)題。該熱交換器是在溫室內(nèi)部的空氣和在 上風(fēng)式氣道中通過(guò)太陽(yáng)能加熱上升的空氣柱之間的連接件。上升的空氣 柱產(chǎn)生負(fù)壓，該負(fù)壓將潮濕的溫室內(nèi)部的空氣通過(guò)逆流熱交換器的空氣 通道抽出。
如果水-空氣-熱交換器具有水回流裝置，至少可以很大程度上阻 止水通過(guò)上風(fēng)式氣道離開(kāi)溫室。則可以在一種特別簡(jiǎn)單的實(shí)施方案中將 熱交換器相對(duì)水平線(xiàn)傾斜布置，而水在逆流通道中循環(huán)，其溫度低于潮濕的空氣的溫度。這導(dǎo)致空氣中的水分冷凝并且可以在逆流熱交換器的 下端回收。
在此過(guò)程中，熱能自動(dòng)從空中進(jìn)入水中并且由此可以用于其它方 面。所述的逆流熱交換器由此是組合的水-熱-回收器。
原則上溫室的絕熱冷卻也可以通過(guò)鹽水或者工業(yè)用水蒸發(fā)實(shí)現(xiàn)。在 這種情況下逆流熱交換器滿(mǎn)足獲得淡水的附加功能。
前面的系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)推動(dòng)的部分是在氣道中的上升的熱空氣柱。為了 優(yōu)化此效應(yīng)，建議將上風(fēng)式氣道具有變暗部，特別是在一部分，并且優(yōu) 選通過(guò)隔熱層遮蓋。特別建議，氣道的陽(yáng)光照射的半側(cè)設(shè)置成黑色并且 端面設(shè)有透明的隔熱層。
處于陰影中的半側(cè)優(yōu)選具有明亮的顏色或者鏡面，特別是在 一部 分，并且優(yōu)選通過(guò)隔熱層遮蓋。明亮的或者鏡面的實(shí)施方案產(chǎn)生小的熱 輻射。
在此建議，在溫室的抽吸通道中設(shè)有空氣質(zhì)量流量的調(diào)節(jié)裝置。以 這種方式，在上風(fēng)式氣道中的熱空氣柱可以沒(méi)有任何干擾地永久保持其 升力。
上風(fēng)式氣道無(wú)需化石或電輔助能源地完成所述的功能，并且特別是 結(jié)合水-熱-回收器特別有利地應(yīng)用。
為了冷卻逆流熱交換器中的水，特別兩種不同的方法是特別有利
的
首先可以考慮，圍繞溫室的表面的部分區(qū)域白天借助于可翻轉(zhuǎn)的鏡 面葉片(或者可巻起的鏡面薄膜或類(lèi)似物)防止太陽(yáng)光。這樣可以防止 處于其下面的地面或沙子由于照射而被加熱。
晚上反射器被移開(kāi)，這樣地面的熱量輻射到寒冷的夜空。這按照發(fā) 明者的試驗(yàn)首先在具有晴朗的夜空的干旱和半千旱的地區(qū)作用特別好。 在原型中，發(fā)明者可以發(fā)出直到約100瓦/平方米的輻射功率。
水通流的管的地下散熱器可以以這種方式導(dǎo)致追求的逆流熱交換 器中的溫度低于露點(diǎn)的下降。
替代地可以考慮，將水管散熱器引到地下達(dá)到一定的深度并且在那 里水被冷卻到所需要的溫度。
不過(guò)按照目前發(fā)明者的評(píng)價(jià)，首先提出的替代方案是優(yōu)選的，因?yàn)?在夜間 一 般有足夠的低溫可憑借。根據(jù)本發(fā)明的第八方面，提出的任務(wù)通過(guò)設(shè)有熱轉(zhuǎn)移裝置的溫室解 決，其將熱量從光電池輸送到地?zé)峒訜嵯到y(tǒng)和/或流體儲(chǔ)存加熱系統(tǒng)中。
溫室與地?zé)峤Y(jié)合的原理是已知的。除了地?zé)嵋部梢允褂么蟮?，隔?好的水存儲(chǔ)器，最好是所謂的熱湖，其中正對(duì)太陽(yáng)的表面附加地主動(dòng)獲 得太陽(yáng)熱量。
本發(fā)明這里建議的方面涉及這種認(rèn)識(shí)，即溫室的余熱(即特別是光 電池的冷卻水)需要降熱，即水存儲(chǔ)器或更涼的地面層，其由此被熱加 載并且由此主動(dòng)有利于熱存儲(chǔ)器的加熱。
根據(jù)本發(fā)明的第九方面，提出的任務(wù)通過(guò)用于向溫室中引入二氧化 碳的引入裝置解決，其中設(shè)有用于從碳酸鈣獲得二氧化碳的機(jī)構(gòu)。
二氧化碳也被供應(yīng)給傳統(tǒng)的溫室，以產(chǎn)生提高的植物生長(zhǎng)。二氧化 碳部分取自氣瓶和部分取自電廠(chǎng)或發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣并且從那里引入溫室 中。
不過(guò)這種方法是非常復(fù)雜和昂貴的。發(fā)明者認(rèn)識(shí)到，碳酸鈣相反可 以更容易提供并存儲(chǔ)，而且碳酸鈣容易釋放它的二氧化碳。這些二氧化 碳可用于激勵(lì)植物生長(zhǎng)。
優(yōu)選用于獲得二氧化碳的機(jī)構(gòu)具有聚焦光學(xué)系統(tǒng)用于燃燒碳酸鈣。 碳酸鈣的燃燒是所謂的石灰循環(huán)的一部分。碳酸鈣例如可以借助輸送帶 運(yùn)到聚焦鏡的焦點(diǎn)中。在這里太陽(yáng)能例如可以集中到振動(dòng)床上的空腔接 收器中，并且在合適的結(jié)構(gòu)和足夠的太陽(yáng)照射下將碳酸鈣加熱到石灰燃
燒。這時(shí)在釋放二氧化碳的情況下產(chǎn)生生石灰(CaO)。
在燃燒時(shí)釋放的二氧化碳被吹到溫室中，在那里它激勵(lì)植物更多生長(zhǎng)。
優(yōu)選設(shè)有循環(huán)輸送裝置，它將生石灰輸送到外部空氣用于在那里抽 取自由的二氧化碳。如杲生石灰暴露在自由的大氣中，它造成大氣的二 氧化碳含量的降低。
此外生石灰再次轉(zhuǎn)化成碳酸鈣，這樣可以重新開(kāi)始材料循環(huán)。 也可以考慮設(shè)有循環(huán)輸送裝置，它將燃燒的石灰輸送給熄滅器并且 接著進(jìn)一步輸送到外部空氣用于在那里獲取自由的二氧化碳。如果燃燒 的石灰用水熄滅，則在強(qiáng)烈的放熱反應(yīng)中構(gòu)成碳酸氫鈣。熄滅的石灰接 著再次吸收大氣中的二氧化碳并且由此又成為石友酸鈣，這樣以這種方式 可以重新開(kāi)始材料循環(huán)。優(yōu)選將在石灰熄滅時(shí)過(guò)剩的熱量供應(yīng)給熱動(dòng)力機(jī)器?？傊家谙?滅時(shí)產(chǎn)生的熱量可以以這種方式用于機(jī)器的工作，例如利用外部熱交換 器，而不會(huì)造成熱存儲(chǔ)器的負(fù)擔(dān)。
利用建議的方法，二氧化碳借助太陽(yáng)能通過(guò)石灰循環(huán)從大氣中獲取 并且納入生物量。此外產(chǎn)生有用過(guò)程熱量。
根據(jù)本發(fā)明的第九方面，提出的任務(wù)通過(guò)在溫室中生長(zhǎng)的植物的組 成部分作為結(jié)構(gòu)元件中的添加物的應(yīng)用來(lái)解決。
特別考慮在從大氣中獲取二氧化碳的情況下栽培的植物。
如果如上面所述的，從大氣獲取自由的二氧化碳并納入生物量，則 二氧化碳的固定的時(shí)間持續(xù)取決于生物量使用的類(lèi)型。如果生物量被;肖 耗，即例如蔬菜或水果被吃掉，則二氧化碳通過(guò)人或動(dòng)物的消化過(guò)程完 全返回到大氣中。因此對(duì)于二氧化碳中而言整個(gè)過(guò)程是性的。
不過(guò)如果生物量能夠至少部分持久結(jié)合二氧化碳是有利的。這可以 通過(guò)生物量的有針對(duì)性的應(yīng)用獲得。則人們可以將合適的植物材料，主 要是植物纖維，例如納入長(zhǎng)壽命的建筑材料或結(jié)構(gòu)材料中。首先可以考 慮植物纖維增強(qiáng)的粘土磚或者植物纖維增強(qiáng)的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料用于汽車(chē)/ 飛機(jī)等。
溫室效應(yīng)可以以這種方式持久地減少。目前公眾大多討論將來(lái)自發(fā) 電廠(chǎng)或交通的二氧化碳儲(chǔ)存在地下洞穴或者海洋中。本發(fā)明提出的方面 相反介紹了 一種主動(dòng)的方法，即獲取大氣的二氧化碳并且有意義地使 用，其中它此外可以純太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)地進(jìn)行，即沒(méi)有任何排放。
質(zhì)的效果。


本發(fā)明下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明，那里示出
圖1同時(shí)示出了地面太陽(yáng)光譜和光合作用有效輻射(PAR)，
圖2示意示出了一種綠光濾光器，
圖3在線(xiàn)圖中示出了圖2的綠光濾光器的反射特性，
圖4在線(xiàn)圖中示出了火焰紅的反射特性，
圖5示意示出了在溫室中的一種光存儲(chǔ)系統(tǒng)，
圖6示意示出了一種帶有通風(fēng)氣道的溫室，圖7示意示出了一種帶有主動(dòng)冷卻地塊的冷降溫，
圖8示意示出了圖7的主動(dòng)冷卻地塊在晚上的熱輻射，
圖9示意示出了一種熱湖，以及
圖10示意示出了用于溫室的石灰循環(huán)。
具體實(shí)施例方式
在圖1中線(xiàn)圖1在它的橫坐標(biāo)2上示出了以nm表示的光的波長(zhǎng)。 在縱坐標(biāo)3上提供了相應(yīng)的波長(zhǎng)的強(qiáng)度。
第一曲線(xiàn)4借助實(shí)測(cè)數(shù)椐描述了地面太陽(yáng)光譜。第二曲線(xiàn)5示出了 光合作用有效輻射PAR。
同時(shí)太陽(yáng)光譜被劃分成A, B, C, D和E的段。在范圍A中的是 紫外線(xiàn)A射線(xiàn)。該射線(xiàn)對(duì)植物的生長(zhǎng)沒(méi)有影響，但是負(fù)責(zé)更鮮艷的顏色， 更強(qiáng)烈的香。木以及自然消毒。
在光譜范圍B和D中是對(duì)植物的光合作用最有效的光譜部分。
在范圍C和E中的射線(xiàn)僅僅對(duì)光合作用作出小的貢獻(xiàn)。
在圖2中的溫室(未完全示出)中的設(shè)備6利用這樣事實(shí)，即陽(yáng)光 只有部分可以有意義地用于植物生長(zhǎng)。
房屋大棚7由模塊化互相安裝起來(lái)的聚光透鏡8 (示例示出)組成， 這樣使直接的太陽(yáng)光線(xiàn)集束地引入了溫室。在會(huì)聚性的光線(xiàn)束9 (示例 示出)的光束路徑中，在與用作為聚光透鏡的房屋大棚7的光軸10成 約45。的角度下布置有流體濾光器11。在光線(xiàn)束9的光線(xiàn)到達(dá)它的焦點(diǎn) 12之前通過(guò)該流體濾光器。流體濾光器11的大小準(zhǔn)確地這樣確定，即 邊緣區(qū)域13, 14中的光線(xiàn)也落在流體濾光器11上。
流體濾光器11在約400nm和約500nm之間的范圍內(nèi)幾乎是透明的， 如它在超過(guò)約570nm的范圍內(nèi)一樣。只有在約500nm到570nm之間的 的光譜范圍內(nèi)流體濾光器H幾乎完全反射。圖3中的測(cè)量曲線(xiàn)15非常 明顯地示出了這點(diǎn)。圖3中的線(xiàn)圖16以在縱坐標(biāo)17上的百分點(diǎn)關(guān)于橫 坐標(biāo)18上的光線(xiàn)的波長(zhǎng)示出了光線(xiàn)的反射。
流體濾光器11由此用作為綠光反射器。
被反射的綠光由于光線(xiàn)束9在流體濾光器11和它的平的表面19之 前的會(huì)聚性而從流體濾光器11反射到次焦點(diǎn)20。由此產(chǎn)生了綠光束21 (示例示出)。綠光束21在射入的太陽(yáng)光的光線(xiàn)束9的外部具有它的次焦點(diǎn)20。 由此可以，在達(dá)到次焦點(diǎn)之前，但是在光線(xiàn)束9的外部，布置次級(jí)反射 器22。次級(jí)反射器22是大約平行于溫室大棚7懸掛的板，它的尺寸又 適應(yīng)此處的綠光束21的寬度。該反射器利用火焰紅在底面涂裝。
火焰紅的反射特性在圖4中的線(xiàn)圖24中借助在縱坐標(biāo)25上的相對(duì) 熒光強(qiáng)度(無(wú)量綱)關(guān)于在橫坐標(biāo)26上的以nm標(biāo)出的光線(xiàn)波長(zhǎng)來(lái)描繪。 熒光發(fā)射光譜特別在510nm的波長(zhǎng)27激發(fā)。頂點(diǎn)在約590nm的波長(zhǎng)處 找到。熒光激發(fā)語(yǔ)20在縱坐標(biāo)25上大于處于70的強(qiáng)度。
通過(guò)流體濾光器11和次級(jí)反射器22的以火焰紅涂裝的板的反射特 性，散射光30 (示例示出)以紅黃光的形式發(fā)射到種植室31中。
由此不僅日光的彌漫光線(xiàn)(因?yàn)樵摴饩€(xiàn)在溫室大棚7上不會(huì)聚焦到 焦點(diǎn)12)進(jìn)入種植室31，而且通過(guò)流體濾光器11的那個(gè)光語(yǔ)，以及附
'在圖5中的:室40中，上文所述的原理被進(jìn)一步在光線(xiàn)導(dǎo)入裝置 41中使用。在由模塊化的光學(xué)元件組成的溫室大棚42的下面設(shè)有分色 濾光器45,并且在該溫室大棚42中有光學(xué)系統(tǒng)可以跟蹤陽(yáng)光的焦點(diǎn)43, 或者該溫室大棚這樣調(diào)整，使其將射入的直接太陽(yáng)光持久的導(dǎo)入到朝向 焦點(diǎn)43的光線(xiàn)束44中。該分色濾光器45處在光線(xiàn)束44的光路中并且 還在焦點(diǎn)43之前。在焦點(diǎn)43中布置有吸收管46,它將太陽(yáng)光的期望部 分引入在種植室48中的散射光線(xiàn)47中。
分色濾光器45將藍(lán)光49過(guò)濾反射到透明的管50上，該管將發(fā)熒 光的，綠色發(fā)光的顏料51 (示例示出)導(dǎo)入管53中的輸送流體52中。 管53通向存儲(chǔ)罐54，該罐因此能夠在一天期間或者說(shuō)一般在陽(yáng)光照射 的時(shí)間間隔期間存儲(chǔ)強(qiáng)烈發(fā)綠光的光。
在任意時(shí)間，特別是在夜間期間，可以通過(guò)泵55將發(fā)綠光的光輸 入發(fā)光回路56。該發(fā)光回路56此外將該發(fā)綠光的流體引導(dǎo)通過(guò)三個(gè)雙 板57，該雙板立在種植室48中并且作為縱向延伸的，平的物體將不同 的種植行58, 59互相分開(kāi)。
在每個(gè)連接在回路56上的雙板體57和種植行58, 59之間布置有 熒光板60, 61, 62, 63，這樣種植行58， 59不直接被發(fā)綠光的熒光達(dá) 到，而是被紅-黃光源64 (示例示出)達(dá)到。這在夜間期間也提高了植 物生長(zhǎng)。在圖6中的溫室70中使用了氣道71用于空氣流通72(示意標(biāo)明)。 在具有介于120pm和140pm之間的厚度的外側(cè)的含氟聚合物大棚
73的下面布置有太陽(yáng)透鏡74 (示例示出)。該透鏡將直射的光線(xiàn)集中
到光電的和/或熱的接收器75 (示例示出)上。
通過(guò)熱水管76利用泵77將冷水從熱的接收器75泵到地?zé)峤粨Q器78。
這一切仍然發(fā)生在具有小于50pm厚度的內(nèi)側(cè)的含氟聚合物大棚79 之上。
地?zé)峤粨Q器7 8處于大型地?zé)岽鎯?chǔ)器8 0中。它典型地設(shè)計(jì)成用于夏 季-冬季-工作，即它將夏季的陽(yáng)光用于冬季加熱。
為了給溫室70的其中布置有植物82(示例示出)的內(nèi)部空間81供 應(yīng)空氣流72,對(duì)流的空氣氣道71在它的朝向太陽(yáng)的一側(cè)被涂黑并且在 它的背離中午狀態(tài)的太陽(yáng)的一側(cè)做成鏡面的。同時(shí)在氣道71的外側(cè)安 裝有隔熱層83, 84。所有這些導(dǎo)致在氣道71的內(nèi)部空間85中的空氣的 最大加熱。
因此在氣道71中產(chǎn)生持久的朝上的空氣抽吸，它在流動(dòng)阻力上只 克服用于防止有害昆蟲(chóng)的細(xì)網(wǎng)86。
垂直向上上升的空氣抽吸用于產(chǎn)生溫室70的內(nèi)部空間81中的負(fù) 壓，這樣那里的空氣87#皮抽出，并且從而外部空氣88通過(guò)空氣入口 89 :波抽吸進(jìn)入平的地下通道90，并且通過(guò)該地下通道進(jìn)入內(nèi)部空間81。
平的地下通道90具有例如地表91下面2米到4米的深度并且具有 大面積的充水表面92,這樣空氣在它的進(jìn)入到溫室70的內(nèi)部空間82的 流動(dòng)路徑72上被濕潤(rùn)并且能夠產(chǎn)生蒸發(fā)冷卻。
為了控制氣流72,在空氣入口 89上設(shè)有蓋93,該入口此外只設(shè)有 昆蟲(chóng)防護(hù)格柵。
在氣流72從溫室70的內(nèi)部空間81進(jìn)入氣道71流出時(shí)，在氣流72 的路徑中安裝有水-熱-換熱器94。該水-熱-換熱器通過(guò)冷水供應(yīng)裝 置95利用從地?zé)峤粨Q器87來(lái)的冷水來(lái)冷卻，這樣在換熱器94中將濕 度從內(nèi)部空間空氣87中分離出來(lái)。換熱器94被傾斜地安裝，這樣溢流 水被引導(dǎo)到集水器96。從集水器96布置有用于冷凝水的回流管97,它 一直通道在平的J也下通道90中的水表面92。以這種方式，冷卻水不會(huì) 隨著流出的氣流72流失"^皁溫室70的整個(gè)系統(tǒng)。在熱水管76上，在光電電池75和地?zé)峤粨Q器78之間連接有熱水 取出管98。這可以典型地應(yīng)用于，例如將約30。C的熱水引出作為植物 82下面的地面加熱，以便使種植地面在冬天也加熱到例如約2(TC。
在外側(cè)的含氟聚合物大棚73和內(nèi)側(cè)的含氟聚合物大棚79之間優(yōu)選 設(shè)有中間空間的主動(dòng)通風(fēng)和加熱。這可防止低于露點(diǎn)帶有水滴凝結(jié)，該 水滴凝結(jié)對(duì)大棚的光學(xué)透明度和植物生長(zhǎng)有負(fù)面影響。
在圖7和8中主動(dòng)冷卻的地塊IOO在陽(yáng)光照射期間(參見(jiàn)圖7)利 用反射的遮蓋物101 (示例示出)遮蓋。該遮蓋物這樣調(diào)整，使陽(yáng)光102 (示例示出)被反射到處于地面上方的焦點(diǎn)103。在那里可以設(shè)置具有 太陽(yáng)能收集器的管104,以利用反射的能量。
除了遮蓋物101還布置有溫室105。該溫室通過(guò)導(dǎo)熱管106與地塊 100連接并且通向地面中的循環(huán)管路(未示出)中，該循環(huán)管J各分布在 遮蓋物101下面。該管路接著回到溫室105的下面并且在那里通過(guò)流入 管107回到溫室105的內(nèi)部。
在夜晚期間(參見(jiàn)圖8),遮蓋物101可以打開(kāi)，例如調(diào)整成垂直 的。經(jīng)過(guò)一天由溫室105加熱的地塊100可以將它的熱量現(xiàn)在通過(guò)熱輻 射109發(fā)散到晴朗的夜空108中，其剛好在干燥的地區(qū)相對(duì)冷。
圖9中的熱湖110四周設(shè)有例如由發(fā)泡的玻璃制成的隔熱層111。 在浮在上面的隔熱層U2上放有水袋113。該水袋利用透明的隔熱層114
覆蓋o
熱湖110中的水和處于浮在上面的隔熱層112上的水袋113之間設(shè) 有泵115,該泵可以^壬意控制。
在圖10中的石灰循環(huán)系統(tǒng)通過(guò)輸送帶116將碳酸鈣(CaC03)運(yùn)輸 到盒形的空腔接收器117中，該接收器布置在定焦鏡118的焦點(diǎn)上并且 布置在垂直于輸送帶運(yùn)行方向119搖動(dòng)的吸收器-搖動(dòng)盒120上。
在空腔接收器117中碳酸鈣被加熱到它燃燒。可以達(dá)到超過(guò)1000°C 的溫度。在此期間碳酸鈣被搖動(dòng)，以使它的填料松散并且實(shí)現(xiàn)渦流層熱 傳遞。
在燃燒期間，二氧化碳(co2 )從碳酸鈣中分離出來(lái)。該二氧化 碳通過(guò)吸氣風(fēng)扇121從上述過(guò)程抽走并且引導(dǎo)通過(guò)熱交換器122,以能 夠必要時(shí)獲取熱量。必要時(shí)冷卻的二氧化碳流然后被引導(dǎo)進(jìn)入溫室123 用于增加植物的生長(zhǎng)。燃燒過(guò)的石灰124通過(guò)輸送帶116轉(zhuǎn)到輸送方向119,由此它達(dá)到 自由空間并且在那里從大氣獲取二氧化碳。它可以接著重新被輸入循環(huán) 中并且為此作為碳酸鈄重新被輸送到空腔接收器117中。
權(quán)利要求
1. 透明的溫室大棚，其特征在于，它具有含氟聚合物薄膜。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫室大棚，其特征在于，所述含氟聚合物 薄膜具有介于約lOOinm和約200pm之間的薄膜厚度。
3. 用于為具有流體濾光器的溫室過(guò)濾射入的光線(xiàn)的濾光裝置，特別 是根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述，其特征在于，所述濾光裝置具有在 光線(xiàn)的路徑中處于流體濾光器之前的聚光光學(xué)系統(tǒng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的濾光裝置，其特征在于，所述濾光器流體 被引入吸收器中，特別是被引入管、圓柱體或球體中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的濾光裝置,其特征在于，它具有高度 會(huì)聚的聚光透鏡。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3至5中任意一項(xiàng)所迷的濾光裝置，其特征在于， 設(shè)有用于使流體濾光器相對(duì)聚光光學(xué)系統(tǒng)移位的機(jī)構(gòu)，特別是用于使吸 收器相對(duì)于焦點(diǎn)可逆地移位。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3至6中任意一項(xiàng)所述的濾光裝置，其特征在于， 所述濾光器流體可以讓光線(xiàn)的PAR光譜的至少5 0 %通過(guò)，但是吸收PAR 光語(yǔ)的超出部分至少50%。
8. 用于為具有流體濾光器的溫室，特別是為根據(jù)前述權(quán)利要求中任 一項(xiàng)所迷的溫室過(guò)濾射入的光線(xiàn)的濾光裝置，其特征在于，所述濾光裝 置具有光譜范圍反射器和次級(jí)反射器，其中該光譜范圍反射器這樣設(shè) 計(jì)，即它將PAR光譜的范圍過(guò)濾反射到次級(jí)反射器，其中其余的光線(xiàn) 可以通過(guò)光譜范圍反射器到達(dá)種植區(qū)域，并且所過(guò)濾反射的光線(xiàn)由次級(jí) 反射器轉(zhuǎn)向到種植區(qū)域。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的濾光裝置，其特征在于，所述光譜范圍反 射器將光譜的至少一部分反射，其介于約500nm和約580nm之間，優(yōu) 選至少介于約520nm和560nm之間的。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的濾光裝置，其特征在于，所述光譜 范圍濾光器對(duì)直至約500nm的光線(xiàn)是透明的。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8至10中任意一項(xiàng)所述的濾光裝置，其特征在于， 所述光譜范圍濾光器對(duì)從約5 80n m起的光線(xiàn)是透明的。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8至11中任意一項(xiàng)所述的濾光裝置，其特征在于， 所過(guò)濾反射的光線(xiàn)經(jīng)受相位移動(dòng)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的濾光裝置，其特征在于，所述相位移動(dòng) 產(chǎn)生超過(guò)約600nm,優(yōu)選超過(guò)約680nm的光線(xiàn)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8至13中任意一項(xiàng)所述的濾光裝置，其特征在于， 所述射入的光線(xiàn)穿過(guò)聚光光學(xué)系統(tǒng)，并且光譜范圍反射器傾斜于聚光光 學(xué)系統(tǒng)的光軸，特別是呈約40。到約50。的角度。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的濾光裝置，其特征在于，所迷光譜范圍 反射器布置在聚光光學(xué)系統(tǒng)和它的焦點(diǎn)之間。
16. 根據(jù)權(quán)利要求8至15中任意一項(xiàng)所述的濾光裝置，其特征在于， 所述光謙范圍反射器具有用于所過(guò)濾反射的光線(xiàn)的次焦點(diǎn)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求8至16中任意一項(xiàng)所述的濾光裝置，其特征在于， 所述通過(guò)光譜范圍反射器的光線(xiàn)被集中到吸收器上。
18. 根據(jù)權(quán)利要求8至17中任意一項(xiàng)所述的濾光裝置，其特征在于， 所述次級(jí)反射器在它的被光譜范圍反射器照射的 一側(cè)具有紅色和/或黃 色的涂層，特別是利用熒光染料。
19. 根據(jù)權(quán)利要求8至18中任意一項(xiàng)所述的濾光裝置，其特征在于， 在所述過(guò)濾反射的光線(xiàn)中布置換能器，特別是太陽(yáng)能電池。
20. 用于溫室、特別是用于具有根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的 大棚和/或裝置的溫室的照明裝置，其特征在于光存儲(chǔ)流體。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的照明裝置，其特征在于，所迷光存儲(chǔ)流 體是發(fā)熒光的。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的照明裝置，其特征在于，設(shè)有用 于光儲(chǔ)存流體的儲(chǔ)存罐。
23. 根據(jù)權(quán)利要求20至22中任意一項(xiàng)所述的照明裝置，其特征在 于，所述光儲(chǔ)存流體可以在種植室中供應(yīng)到光發(fā)射體中。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的照明裝置，其特征在于，為所述光發(fā)射 體配備紅黃光轉(zhuǎn)換器，該紅黃光轉(zhuǎn)換器從由光儲(chǔ)存流體發(fā)射出的綠光產(chǎn) 生紅黃光，并且該紅黃光照射到植物。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23或24所述的照明裝置，其特征在于，所述光 發(fā)射體具有垂直的雙板。
26. 根據(jù)權(quán)利要求20至25中任意一項(xiàng)所述的照明裝置，其特征在 于，設(shè)有光線(xiàn)濾光器，它將藍(lán)光引導(dǎo)到光儲(chǔ)存流體。
27. 用于為溫室引導(dǎo)射入的光線(xiàn)的導(dǎo)光裝置，特別是結(jié)合根椐前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的大棚、濾光裝置和/或照明裝置，其特征在于， 在光線(xiàn)路程中首先布置聚光光學(xué)系統(tǒng)，然后是散射光學(xué)系統(tǒng)并接著是棱鏡。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的導(dǎo)光裝置，其特征在于，所述聚光光學(xué) 系統(tǒng)是溫室大棚的 一部分。
29. 根據(jù)權(quán)利要求27或28所述的導(dǎo)光裝置，其特征在于，所述散 射光學(xué)系統(tǒng)在光線(xiàn)路程中布置在聚光光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)之前短距離處。
30. 根據(jù)權(quán)利要求27至29中任意一項(xiàng)所述的導(dǎo)光裝置，其特征在 于，所述散射光學(xué)系統(tǒng)使光線(xiàn)平行，優(yōu)選具有最高10。的光線(xiàn)路程偏差。
31. 根據(jù)權(quán)利要求27至30中任意一項(xiàng)所述的導(dǎo)光裝置，其特征在 于，在會(huì)聚的彩色光線(xiàn)帶的輻射范圍內(nèi)設(shè)有流體濾光器。
32. 根據(jù)權(quán)利要求27至31中任意一項(xiàng)所述的導(dǎo)光裝置，其特征在 于，將不同的半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池布置在不同的彩色光線(xiàn)帶中，特別是在 平面布置。
33. 含氟聚合物作為用于聚光透鏡的材料的應(yīng)用，特別是作為用于 菲涅耳透鏡、用于溫室的聚光光學(xué)系統(tǒng)下面的下懸薄膜、用于熱交換器 和/或用于透明的隔熱層的材料的應(yīng)用。
34. 溫室，特別是具有根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的大棚，濾 光裝置、照明裝置和/或?qū)Ч庋b置的溫室，其特征在于上風(fēng)式氣道。
35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的溫室，其特征在于，所述上風(fēng)式氣道具 有的空氣排出截面，它利用孔眼緊密的柵網(wǎng)防止動(dòng)物。
36. 根據(jù)權(quán)利要求34或35所述的溫室，其特征在于，所述空氣吸 入截面持久打開(kāi)，并且利用孔眼緊密的柵網(wǎng)防止動(dòng)物。
37. 根據(jù)權(quán)利要求34至36中任意一項(xiàng)所述的溫室，其特征在于，設(shè)置地下通道系統(tǒng)用于抽吸空氣。
38. 根據(jù)權(quán)利要求34至37中任意一項(xiàng)所述的溫室，其特征在于， 為抽吸的空氣設(shè)置空氣加濕器。
39. 根據(jù)權(quán)利要求34至38中任意一項(xiàng)所述的溫室，其特征在于， 在所述上風(fēng)式氣道之上或之內(nèi)設(shè)有水-空氣-熱交換器。
40. 根據(jù)權(quán)利要求39所述的溫室，其特征在于，所述水-空氣-熱交換器具有水回流裝置。
41. 根據(jù)權(quán)利要求34至40中任意一項(xiàng)所述的溫室，其特征在于，所述上風(fēng)式氣道具有變暗部，特別是在一部分，并且優(yōu)選通過(guò)隔熱層遮。
42. 根據(jù)權(quán)利要求34至41中任意一項(xiàng)所述的溫室，其特征在于， 所迷上風(fēng)式氣道具有明亮顏色部或者鏡面部，特別是在一部分，并且優(yōu) 選通過(guò)隔熱層遮蓋。
43. 根椐權(quán)利要求34至42中任意一項(xiàng)所述的溫室，其特征在于， 在抽吸通道中設(shè)有用于空氣質(zhì)量流量的調(diào)節(jié)裝置。
44. 溫室，尤其根據(jù)權(quán)利要求34至43中任意一項(xiàng)所述的和/或具有 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的大棚、濾光裝置、照明裝置和/或?qū)Ч?裝置的溫室，其特征在于，設(shè)有熱轉(zhuǎn)移裝置，該熱轉(zhuǎn)移裝置將熱量從光 電集中電池轉(zhuǎn)移到地?zé)峒訜嵯到y(tǒng)和/或流體儲(chǔ)存加熱系統(tǒng)中。
45. 用于向溫室、特別是具有根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的大 棚、濾光裝置、照明裝置和/或?qū)Ч庋b置的溫室中引入二氧化碳(co2) 的引入裝置，其特征在于，設(shè)有用于從碳酸鈣獲得二氧化碳的機(jī)構(gòu)。
46. 根椐權(quán)利要求45所迷的引入裝置，其特征在于，所迷用于獲得 二氧化碳的裝置具有用于燃燒碳酸鈣的聚焦光學(xué)系統(tǒng)。
47. 根據(jù)權(quán)利要求45或46所述的引入裝置，其特征在于，它將在燃燒時(shí)釋放的二氧化碳供應(yīng)到種植室中。
48. 根據(jù)權(quán)利要求45至47中任意一項(xiàng)所述的引入裝置，其特征在 于，設(shè)有循環(huán)輸送裝置，它將燃燒過(guò)的石灰輸送到外部空氣，用于在那 里獲取自由的二氧化碳。
49. 根據(jù)權(quán)利要求45至48中任意一項(xiàng)所述的引入裝置，其特征在 于，設(shè)有循環(huán)輸送，它將燃燒過(guò)的石灰輸送給熄滅器，并且接著進(jìn)一步 輸送到外部空氣，用于在那里獲取自由的二氧化碳。
50. 根據(jù)權(quán)利要求45至49中任意一項(xiàng)所述的引入裝置，其特征在 于，將在石灰熄滅時(shí)產(chǎn)生的熱量供應(yīng)給熱動(dòng)力機(jī)器。
51. 將在溫室中生長(zhǎng)的植物的組成部分作為結(jié)構(gòu)元件中的添加物的 應(yīng)用。
52. 根據(jù)權(quán)利要求51所迷的應(yīng)用，其特征在于，所述植物在從大氣 中獲取二氧化碳的情況下栽培，特別是在具有根據(jù)前述權(quán)利要求中任一 項(xiàng)所述的大棚、濾光裝置、照明裝置、導(dǎo)光裝置和/或引入裝置的溫室中。
全文摘要
本發(fā)明建議了很多用于改善溫室的方面，該方面可以引起全球性的氣候系統(tǒng)的持續(xù)改善。
文檔編號(hào)A01G9/14GK101426364SQ200780014504
公開(kāi)日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2007年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月24日
發(fā)明者J·克萊因瓦克特 申請(qǐng)人:太陽(yáng)發(fā)明國(guó)際有限責(zé)任公司