DD234064A5 - Verfahren zur waermeisolierung und klimatisierung von mehrzweckgebaeuden - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Waermeisolierung und Klimatisierung von Gebaeuden in landwirtschaftlichen und gaertnerischen Einrichtungen. Trotz der niedrigen Waermetraegheit von duennwandigen, steifen bzw. elastischen und/oder huelleartigen, mehrschichtigen lichtdurchlaessigen oder lichtdichten Huellschichten kann durch die Erfindung das Luftvolumen im umbauten Raum mit einem geringeren Energieaufwand in gewuenschter Weise geregelt werden. Des weiteren koennen die relative Luftfeuchtigkeit und die Sauberkeit der Huelloberflaechen geregelt bzw. aufrechterhalten werden. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass der Waermeinhalt eines zwischen wenigstens zwei Umhuellungsschichten vorhandenen waermeisolierenden Raumes durch Waermestrahlen, deren Richtung mit der Umhuellung koplaner ist, erhoeht und in dem umhuellten waermeisolierenden Raum aus einer freien Fluessigkeitsoberflaeche Feuchtigkeit in den Luftraum aufgeloest wird, wobei der aufgeloeste Wasserdampf die Waermestrahlen absorbiert und die Luftschicht mit der erhoehten Enthalpie in Abhaengigkeit eines aeusseren Faktors durch Dampfpraezipitation und Trocknung Energie abgibt oder aufnimmt. DD#AP

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Wärmeisolierung und Klimatisierung von Mehrzweckgebäuden in landwirtschaftlichen und gärtnerischen Einrichtungen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

In ein- oder mehrschiffigen Gewächshäusern, beispielsweise zur Aufzucht von Pilzkulturen, oder in Räumen der Tierhaltung unterliegt das innere Luftvolumen auf Grund äußerer Witterungsbedingungen oder infolge der technologischen Bedingungen für die Tierhaltung oder den Anbau von Kulturen ständigen Veränderungen. Als solche sollen erwähnt werden:

Heizung, Kühlung, Berieselung, Benetzung, Trocknung, Belüftung, Vermischung, Belichtungsverhältnisse usw. Diese Tatsachen führten zu dem Wunsch, ein einfaches Verfahren zu entwickeln, mit dem bei einem geringen Bedarf an Investitions- und Energiekosten, die Gebäude möglichst automatisiert, vollständig oder teilweise klimatisiert werden können.

Durch umfangreiche Forschungs- und Entwicklungsarbeiten wurden zahlreiche Lösungen entwickelt, die auch in der Praxis Anwendung fanden. Die vorhandenen Nachteile dieser Lösungen haben jedoch die allgemeine Verbreitung verhindert. Teilweise waren die Invenstitionskosten zu hoch, teilweise war die Anwendbarkeit zu einseitig.

Bei den bisherigen Lösungen zugrunde liegende Ziele konnten nur dadurch realisiert werden, daß bestimmte Parameter zu Lasten anderer funktioneller Faktoren verbessert wurden. Diese Lösungen führten zu Anomalien. Um beispielsweise die Heizenergie in Gewächshäusern zu reduzieren, wurden die Belichtungsverhältnisse beeinträchtigt. Die aus einer Flüssigkeit, welche als Wärmeträgermedium in einer Hüllschicht des Gebäudes oder in einer ausgestalteten Zwangsbahn geleitet bzw. zwischen zwei Schichten gesprüht wird, präzipitierenden Salze oder die hier anhaftenden Algen verschmutzen die Oberfläche der lichtdurchlässigen Abdeckung, wodurch insbesondere in der lichtarmen Jahreszeit der physiologisch und biologisch wichtige Lichtbedarf nicht abgedeckt werden kann. Beim Schadhaftwerden der Hüllschicht kann das Wärmeträgermedium in den Produktionsraum fließen.

Bei den in Leichtbauweise errichteten Gebäuden zur Aufzucht von Pilzkulturen muß ständig Außenluft angesaugt werden, da die Pilze einen hohen Luftaustausch erfordern und eU;-?n Kohlendioxydgehalt schlecht vertragen. Um die gewünschte Produktivität zu erreichen, ist genaue Einhaltung der vorgeschriebenen Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit unerläßlich. Diese, sich au; den Luftzustand beziehenden Parameter sind einander entgegengesetzt und können nur künstlich, mit einem hohen Kostenaufwand und separaten Klimaanlagen gesichert werden. Anderenfalls muß die Zucht auf die Jahreszeiten beschränkt werden, in denen eine Ausnutzung der äußeren Witterungsbedingungen zur Aufzucht von Pilzkulturen gegeben ist. Hierdurch wird aber die Möglichkeit der Pilzzucht unerwünscht beschränkt.

In Gebäuden zur Aufzucht und Haltung von Kleintieren entfallen pro Flächeneinheit eine relativ hohe Anzahl an Tieren. Eine genaue Einhaltung der Luftfeuchtigkr it und der erforderlichen inneren Lufttemperatur ist daher ebenfalls unerläßlich, und eine einfache Klimatisierung von äußerster Wichtigkeit. Die entsprechende Luftreinheit und ein befriedigender Feuchtigkeitsgehalt können nur durch Belüftung erreicht werden, wobei die Erwärmung der Frischluft wiederum mit einem erhöhten Energieverbrauch verbunden

Gleicherweise besteht die Forderung, die hohe relative Luftfeuchte in Gewächshäusern zu verringern, was bisher ausschließlich durch Ventilation gelöst wurde. Durch die Belüftung entweicht die warme Luft im Winter und im Sommer tritt die gekühlte Luft aus.

In beiden Fällen ist ein zusätzlicher Energieaufwand erforderlich. Will man diesen Energieaufwand vermeiden, muß die Klimatisierung entsprechend den genauen technologischen Bedingungen entfallen.

Ziel der Erfindung

Durch die Erfindung werden die aufgezeigten Nachteile und Anomalien weitgehend beseitigt, wobei die klimatechnischen Parameter des umbauten Raumes, bei einer von den äußeren Bedingungen abweichenden wärmeren oder kälteren Temperatur erfolgreicher in gewünschter Weise geregelt werden. Gleichzeitig ist die erforderliche relative Luftfeuchtigkeit und die Sauberkeit der lichtdurchlässigen Abdeckung gesichert.

Der besondere Vorteil des vorgeschlagenen erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß durch seine Anwendung die Klimaparameter des Gebäudes auf dem geplanten Wert behalten werden können und keine Änderung der Parameter zu befürchten ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei Gebäuden entsprechend der HU-Patentanmeldung GA-1136 verwendet werden, wo Wasser und Luft separat oder gemeinsam in speziell zu diesem Zweck ausgebildete Kanäle mit freier Wasseroberfläche eingeleitet wird und der zur Führung des Wassers dienende Kanal auf einer oder in einer Rahmenstruktur angeordnet ist. Dabei ist die Rahmenstruktur mit mindestens einer zweischichtigen Deckschicht versehen, die entweder lichtdurchlässig oder lichtdicht ist und zweckmäßig aus Hüllelementen bestehen, die aus Glas, Folie oder aus verschiedenen Kunststoffen hergestellt sind.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches, zuverlässig arbeitendes energiesparendes Verfahren zu entwickeln, das mit niedrigen Investitionskosten realisiert werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Wärmeinhalt eines zwischen wenigstens zweier Umhüllungsschichten vorhandene wärmeisolierende Raum durch Wärmestrahlen, deren Richtung mit der Umhüllung koplaner ist, erhöht und in dem umhüllten wärmeisolierenden Raum aus einer freien Flüssigkeitsoberfläche Feuchtigkeit in den Luftraum aufgelöst wird, wobei der aufgelöste Wasserdampf die Wärmestrahlen absorbiert und die Luftschicht mit der erhöhten Enthalpie in Abhängigkeit eines äußeren Faktors durch Dampfpräzipitation und Trocknung Energie abgibt oder aufnimmt, und so das Klima des umbauten Raumes gegenüber äußeren Temperaturschwankungen und sonstigen Faktoren teilweise oder vollkommen geschützt wird.

Entsprechend der Erfindung wird ein Innenraum von der äußeren Umgebung mit Hilfe eines dünnen Hüllstoffes mit niedriger Wärmeträgheit so abgegrenzt, daß der Abstand zwischen den beiden umhüllenden Materialien kleiner ist als die sich aus den unterschiedlichen Temperaturverhältnissen der sich dazwischen befindenden Luftschicht (I) ergebende Auftriebkraft bzw. die Reibungsträgheit der Luftteilchen immer höher ist als die Luftbewegung verursachende Kraft, die aus der Dichte der Teilchen von verschiedenen Temperaturen resultiert.

Hierdurch bildet sich ein verhältnismäßig stationärer Zustand zwischen den umhüllenden Schichten aus und man erhält auf diese Weise eine ausgezeichnete wärmeisolierende Schicht, da eine konvektionelle Wärmeübergabe nicht eintritt und hauptsächlich nur eine molekulare Wärmebewegung zustande kommt.

Eine Erkenntnis der Erfindung besteht darin, daß ein von zwei Folien begrenzter Raum (I) mit ausgestrahlter langwelliger Wärme erst dann erwärmt werden kann, wenn die zur Heizung dienenden Strahlen von der Folienebene abweichend orientiert sind, da sie dann die Folie, die bekannter Weise gegenüber Wärmestrahlungen durchlässig ist, nicht durchdringen können. Das Problem wird erfindungsgemäß so gelöst, daß die Richtung der Strahlung mit den Folienumhüllungen parallel verläuft, was dadurch realisiert wird, daß die wärmeübergebende Fläche zur Ebene der Folie senkrecht angeordnet ist.

Die Größe der Rahmenstruktur des Strahlers soll etwa 3 bis 6% des abgedeckten Raums betragen. Durch ihre Orientierung erhöht diese strahlende Einheit von geringer Größe bedeutend die Wärmeisolierfähigkeit der gesamten Deckschicht, verringert die Wärmestufe der Umgebung und des abgedeckten Raumes Il und setzt die Wärmeausstrahlung des Raumes Il herab.

Eine weitere Erkenntnis besteht darin, daß der natürliche Wärmeinhalt und die Enthalpie verschiedener Medien dadurch zur Klimatisierung eines umbauten Raumes verwendet werden können, wenn die Wärmeaustauschvorgänge und die Zustandsänderungen der Medien an Organen der statischen Gebäudekonstruktion stattfinden. Die zur Strömung der Medien erforderliche Energie wird durch die Zufuhr einer Energie mit höherem Wirkungsgrad, beispielsweise durch Umwandlung von elektrischem Strom in mechanische Arbeit gesichert.

Ferner wurde erkannt, daß die Luftschicht mit langwelligen Wärmestrahien erst dann erfolgreich erwärmt werden kann, wenn die Luft lichtabsorbierende energiespeichemde Teilchen in ausreichender Menge enthält. Für diesen Zweck kann in Luft aufgelöster Wasserdampf eingesetzt werden. Die Enthalpie der mit Wasserdampf gesättigten Luft ist auf Wirkung der gestrahlten Wärme — bei gleicher Energiezufuhr - höher als bei relativ niedriger Luftfeuchtigkeit.

Der hierfür verwendete Wasserdampf wird am einfachsten von einer freien Flüssigkeitsoberfläche so in den umbauten Luftraum (I) eingeführt, daß die freie Flüssigkeitsoberfläche, die mit dem Luftvolumen in Kontakt kommt gleichzeitig das Wärmeträgermedium darstellt, wobei die Flüssigkeit zweckmäßigerweise in einen Kanal der Rahmenkonstruktion fließt und die wärmeabstrahlenden Flächenteile auf dem erforderlichen Energiepegel gehalten werden.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung zeigt sich darin, daß die Änderungen des Luftzustandes selbstregelnd sind und bei extremen Umgebungsverhältnissen erhöht zur Geltung kommen. Aus diesem Grunde werden die Spitzen extremer Witterungen in Richtung des abgedeckten Luftraumes gedämpft, wodurch die Temperaturverhältnisse gleichmäßiger werden.

Ausgehend von den oben beschriebenen Erkenntnissen wird das Luftvolumen zwischen den beiden Umhüllungen wärmer sein als in der Umgebung und dadurch in der Lage sein, mehr Dampf in sich aufzulösen. Bei einem Kälteeinbruch präzipitiert diese Plusmenge an Dampf an der Innenfläche der bedeckten Umhüllungen. Gleichzeitig erhöht die Dampfschicht die Isolierfähigkeit der Umhüllung und verhindert bzw. reduziert die Wärmeabstrahlung aus den umbauten Innenraum Il in bedeutendem Maße. Der präzipitierte Wasserdampf und dessen Zustandsänderung sichern an der Oberfläche der Umhüllung einen exothermen Prozeß.

Bei Eisregen oder Schneefall verhindert die abgestrahlte oder ausgeleitete Plusenergiemenge die Präzipitation des Niederschlags auf der äußeren Umhüllung.

Treten wieder normale Temperaturverhältnisse ein, stellt sich im Luftraum I zwischen den Umhüllungen der Gleichgewichtszustand her, d. h. der Dampf löst sich wieder in der Luft auf bzw. fließt von der Oberfläche ab.

In Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der umbaute Luftraum Il in der Weise gegen einen unerwünschten Temperaturanstieg isoliert werden, indem in einen Kanal mit einer freien Oberfläche Wasser eingeleitet wird, das kalter ist als die Umgebungstemperatur, wobeider Wärmeentzug bei Erwärmung des Wassers und die Verdampfungswärme den abgedeckten Raum abkühlen.

Aus dem übermäßigen Dampfinhalt der Luft präzipitiert die Feuchtigkeit an beiden Innenflächen der Umhüllung, wodurch eine Wärmeisolierung gegenüber der nach innen gerichteten Wärmestrahlung eintritt. Bei einer lichtdurchlässigen Umhüllung werden

die Lichtstrahlen zerstreut bzw. absorbiert, wobei durch die wiederholte Verdampfung auf der Oberfläche Wärme entzogen wird, was den endothermischen Prozeß des Verfahrens darstellt.

Der erwähnte umbaute Raum (II) kann ferner dadurch gekühlt werden, daß die in einem höheren Punkt des Raumes in einem Zwangsstrom in einen Kanal der Rahmenkonstruktion einfließende warme Luft ihre Enthalpie an eine kältere Flüssigkeit, die in den gleichen Kanal strömt, direkt oder indirekt abgibt.

Dieser Prozeß ist reversibel.

In kälteren Tageszeiten kann mit der im Wasser gespeicherten Wärme auf die beschriebene Weise, aber mit einem Wärmestrom von entgegengesetzter Richtung geheizt werden. Diese Wärmespeicherung bilden den wärmeakkumulierenden Prozeß des Verfahrens.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt darin, daß der Feuchtigkeitsgehalt des umbauten Raumes (II) dadurch auf einen gewünschten Wert reduziert werden kann, daß in einem Strömungskanal mit freier Oberfläche Wasser fließt, welches kälter ist als die Umgebungstemperatur (z. B. bei einem Gewächshaus das zur Rieselung verwendete Wasser) und gegen die abgekühlten Metallflächen des Kanals in einem Zwangsstrom die feuchtwarme Luft geleitet wird. Die Luft kühlt sich ab, während die relativ hohe Luftfeuchtigkeit präzipitiert. Das aufgefangene Kondenswasser kann dem Berieselungswasser zugeführt werden, wodurch Wasser eingespart wird. Dieser Prozeß ist der Kondensationsprozeß des Verfahrens.

Wenn man die Absicht hat den abgedeckten Raum Il mit angereicherter Frischluft zu versehen, wird die Luft über einen Strömungskanal geleitet, in dem Wasser fließt, das - dem Klimaanspruch des abgedeckten Raumes entsprechend - wärmer oder kälter ist als die Umgebung. Die eingeleitete Luft wird mit dem Wasser in Kontakt gebracht und nimmt die erforderliche Menge an Wasserdampf auf. Durch konvektive Wärmezufuhr aus dem Wasser und der begrenzenden Kanalfläche wird die Lufttemperatur auf den gewünschten Wert verändert. Gleichzeitig besteht die Möglichkeit, den unerwünschten Kohlendioxyd- und Ammoniakgehalt aus der Luft durch den Wasserstrom zu absorbieren, wodurch auch das Problem der Luftreinigung gelöst wird. Dieser Teil stellt den luftreinigenden und evaporativen Teil des Verfahrens dar.

Wenn nun der in der Rahmenkonstruktion angeordnete Kanal mit einem aus Folie oder Molino ausgestalteten Luftkanal verlängert wird, kann die sich in Zwangsströmung befindende Luft - auf den entsprechenden Luftzustand eingestellt - unmittelbar in die Nähe der gezüchteten Kultur geleitet werden. Diese Möglichkeit ist für die Klimatisierung von Pilzzuchträumen von äußerster Wichtigkeit, da Ecken ohne Luftaustausch eliminiert werden.

Mit Hinsicht darauf, daß die klimatisierenden Medien in einem separierten Kanal strömen, verunreinigen sie die Oberfläche der Umhüllungen nicht. Bei lichtdurchlässigen Umhüllungen wird der Durchlaß einer maximalen Lichtmenge während der Vegetationsperiode gewährleistet. Durch die Regelung des Luftzustandes des von den beiden Deckschichten umhüllten Luftraumes kann die Qualität des einfallenden Lichtes beeinflußt werden, was eine günstige Wirkung auf die agronomischen Ergebnisse ausübt.

Dieser Teil stellt den lichtregelnden Teil des Prozesses dar.

Ausführungsbeispiel -

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen: Fig. 1: eine Realisierungsmöglichkeit des Erfindungsgedankens mit der Darstellung der Umhüllung und der Richtung der

Wärmestrahlung, Fig. 2: eine weitere Realisierungsmöglichkeit, mit der schematischen Darstellung der Umhüllung, der Wärmestrahlung, der Wasserführung und der Dampfbildung,

Fig. 3: eine schematische Darstellung der Dampfpräzipitationen, der Trocknung und der Wärmezufuhr nach der Erfindung, Fig. 4: den Kondensationsprozeß,

Fig. 5: die schematische Darstellung des Wasserstroms, den Kontakt mit der Luft und der Dampfaufnahme, Fig. 6: das Schema der Wärmeakkumulation.

In Fig. 1 sind zwei Versionen des Erfindungsgedankens darstellt. Die Fig. zeigt die äußere Umhüllung 1, die innere Umhüllung 2 und den die Wärme abstrahlenden Flächenteil 3. Der durch die Teile 1, 2 und 3 begrenzte Luftraum ist mit I. bezeichnet. Die Richtung 4 der Wärmeausstrahlung verläuft parallel mit den Ebenen der äußeren Umhüllung 1 und der inneren Umhüllung 2. Bei der Bestimmung der Höhe X des wärmeabstrahlenden Flächenteils 3 sollten zweckmäßig die Größe der Durchbiegung der äußeren Folienhülle 1 in den Luftraum und die thermische Leistung der wärmeabstrahlenden Flächenteile 3 berücksichtigt werden. Im Interesse einer erhöhten Wärmeabstrahlung ist es zweckmäßig, die Oberfläche des wärmeabstrahlenden Flächenteils 3 schwarz zu färben.

Fig. 2 zeigt eine weitere Realisierungsmöglichkeit. Der Luftraum I, in dem die Zustandsänderungen ablaufen, ist wiederum von einer äußeren Hülle 1, der inneren Hülle 2 und von dem wärmeabstrahlenden Flächenteil 3 begrenzt. Innerhalb des Luftraumes I ist ein Kanal 8 mit strömendem Wasser 5 angeordnet. Von der Flüssigkeitsoberfläche 5a verdampfen die Dampfteilchen 7 in der mit Pfeil 6 angezeigten Richtung in den Luftraum I, wo die Wärmestrahlen absorbierend die Enthalpie des Luftraumes I erhöhen. Die rechte Seite der Figur zeigt den Prozeßablauf.

Die Dampfteilchen, deren Energieinhalt 11 durch die Energie der Wärmestrahlen 4 erhöht worden ist, geben ihren Wärmeinhalt ab i.'nd schmelzen den auf die Hülle 1 fallenden Schnee 9 oder eisigen Niederschlag 9a.

Dieser Vorgang läuft kontinuierlich ab. Das Dampfteilchen 11, das üb-r-r -iinen höheren Energieinhalt verfügt, gibt seine Verdampfungswärme an der Hülle 1 ab, die größer ist als die Schmelzwärme des Schnees 9 oder der Eisschicht 9a. Sich an der Oberfläche der Hülle 1 niederschlagend fließt das Dampfteilchen 11 von der Hülle ab. Als Ersatz steigen von der Flüssigkeitsoberfläche 5a weitere, die Wärmewellen absorbierende Dampfteilchen 7 in den Luftraum I auf, die von der Wärmestrahlung 4 aktiviert werden, wodurch sich der Prozeß wiederholt.

Fig. 3 zeigt eine weitere Realisierungsmöglichkeit der Erfindung. Auch hier ist eine äußere Hülle 1, eine innere Hülle 2 und die wärmeabstrahlende Fläche 3 vorgesehen. Die aufsteigenden Dampfteilchen 7 werden durch die Wärmestrahlung 4 in Dampfteilchen 10 mit höherem Energiegehalt umgewandelt. Durch diesen Prozeß ist die Temperatur des Luftraumes I höher als die Umgebungstemperatur. Die Luftfeuchtigkeit im Luftraum I steigt ebenfalls an. Zur Abkühlung entlang der äußeren Hülle 1 oder der inneren Hülle 2 präzipitieren die Dampfteilchen 10 als Tau an den Hüllen 1, 2 des Luftraumes I. Die so präzipierte Feuchtigkeitsschicht erhöht die Isolierungsfähigkeit der Deckschicht. Sie verhindert ferner das Austreten der Wärmestrahlen 13 aus dem gedeckten Raum Il und reflektiert diese verteilt an den Stellen 13a. Die Dampfteilchen 10 bilden auch ein Schutzschild gegen die aus der Umgebung einwirkende Kälte. _. .. __ .

Die aus dem umbauten Raum Il - Fig. 6 - abfließende Wärmestrahlung wird verringert, wodurch der tatsächliche Wärmeverlust geringer sein wird als die Energie der Wärmestrahlen 13.

Derselbe Prozeß kann auch mit entgegengesetzter Orientierung ablaufen, wenn der umbaute Raum Il kälter ist als die in der Umgebung herrschende Temperatur. In diesem Fall laufen die oben beschriebenen Zustandsänderungen in der entgegengesetzten Richtung ab.

Ähnlicherweise, wie bei dem oben beschriebenen Prozeß können die Umhüllungen 1, 2 gekühlt werden, wenn zur Trocknung der Dampfschicht (Dampfteilchen 10) Verdampfungswärme von der Oberfläche entzogen wird.

Mit Hinsicht darauf, daß im Luftraum I eine geordnete zyklonartige Strömung nicht zustandekommt, üben die in der Luft aufgelösten Dampfteilchen eine Wechselwirkung aufeinander aus. Die im Luftraum I stattfindenden gelenkten Enthalpieänderungen nivellieren die Spitzen der äußeren extremen Temperaturänderungen.

In Fig. 4 ist eine weitere Möglichkeit zur Realisierung der Erfindung veranschaulicht. Neben der äußeren Umhüllung 1 und der inneren Umhüllung 2 sind Flächenteile 3a vorgesehen, die die Wärmestrahlung 4 absorbieren.

Wie Pfeil 16 zeigt, strömt die aufgewärmte, einen hohen Feuchtigkeitsgehalt aufweisende Luft in den von wärmeabsorbierenden Flächenteilen 3a begrenzten Kanal. Die Temperatur des im Kanal strömenden Wassers 5 ist niedriger als die Umgebungstemperatur.

Das kältere Wasser kühlt die Flächen 3a und die feuchtwarme Luft, die in Richtung des Pfeiles 16 strömt, gibt ihren Wärmeinhalt durch Konvenktion und Wärmestrahlung an den Flächenteilchen 3a ab, wobei die Wärme durch Wärmeleitung und Kondensation dem strömenden Wasser 5 übergeben wird, wodurch dessen Temperatur steigt. Infolge der verringerten Enthalpie kondensiert der überflüssige Feuchtigkeitsgehalt 15 der sich abkühlenden Luft an den Flächen 3a und fließt in Form von Kondenswasser 18 in Richtung des Pfeiles 17 in den Abflußkanal 19. Das strömende Wasser 5 erwärmt sich infolge des Wärmeaustausches, wobei von der freien Oberfläche 5 a die Dampfteilchen 7 in den Luftraum I verdampfen.

Durch diese Lösung kann eine unerwünscht hohe Lufttemperatur im umbauten Raum Il reduziert werden. Die ungünstige hohe Luftfeuchtigkeit kann ohne Belüftung auf den gewünschten Pegel eingestellt werden, wodurch Energie erspart wird. Das durch die Rückkühlung gewonnene Kondenswasser 18 kann zur Berieselung verwendet werden. Falls das an der Rückkühlung der Luft teilnehmende strömende Wasser 5 Berieselungswasser ist, wird auch dieses erwärmt.

Gemäß Fig. 5 bilden der Strömungskanal 8 und der Luftkanal 16 einen gemeinsamen Raum, der beidseitig von den Flächenteilen 3b begrenzt wird. Von der freien Flüssigkeitsoberfläche 5a gelangen in Richtung des Pfeiles 6 die Dampfteilchen 7 in den Luftstrom 16, wobei die relative Luftfeuchtigkeit ansteigt. Der die erforderliche Lufttemperatur einstellende und durch die Temperatur des strömenden Wassers 5 regulierbare Wärmeaustausch erfolgt an der freien Flüssigkeitsoberfläche 5a und an den Flächenteilen 3a. In Abhängigkeit davon, ob die Luft 16 gekühlt oder erwärmt werden soll, vollzieht sich der Wärmeaustausch in Richtung des Pfeiles 4a;

Die freie Flüssigkeitsoberfläche 5a steht mit der Luft 16 auf einer langen Bahn in Berührung, so daß sich die in der Luft enthaltenen Staubanteile und in Wasser löslichen Luftverunreinigungen oder unerwünschten Anreicherungen (z.B. CO₂) herauslösen können.

Der Strömungskanal ist zwischen der äußeren Umhüllung 1 und dem Flächenteil 3b unterbrochen, wodurch mit der Luftströmung 16a die über den höheren Energieinhalt 11 verfügenden Dampfteilchen 14 in den Luftraum I gelangen und eine Regelung der Lufttemperatur auf die beschriebene Weise gewährleisten.

Es besteht die Möglichkeit den Luftraum I des Gebäudes mit dem Luftstrom 16a durchzuspülen, was bei lichtdichten Umhüllungen 1; 2 eine vorteilhafte Lösung ist.

Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, wird ein umbauter Raum Il in der Weise auf eine gewünschte Temperatur gehalten, indem die Luft 24 durch einen entsprechend angeordneten Luftkanal 20 fließt und unter Anwendung der Lösungen nach Fig. 4 und 5 periodisch in einem Wasserkanal 21 mit kaltem oder warmem Wasser - Pfeil 25 - in Kontakt gebracht wird. Infolge des Wärmeaustausches zwischen Wasser und Luft wird der Wärmeinhalt der Luft verringert oder erhöht.

Nach dem erfolgten Wärmeaustausch strömt die Luft mit dem gewünschten Parameter in Richtung des Pfeiles 16 in den umbauten Raum II. Nach der Temperaturänderung gibt das strömende Wasser 5 seinen Kälte- bzw. Wärmegehalt über den Wärmeaustauscher 22, der in das Kanalsystem 28 unter den Boden 26 eingeschaltet ist, an den Bodenakkumulationsraum 27 ab. Der Raum 27, der sich abkühlt oder erwärmt, sichert die später erforderliche Wärmekapazität. Bei einem Lufttemperaturbedarf von einem entgegengesetzten Sinn wird durch das wiederholt hindurchfließende Wasser 5 und 25 der Luftzustand der Luft auf den gewünschten Wert gebracht.

Die Akkumulation im Boden ist äußerst günstig, da im Boden Wärmekapazität von gewünschter Größe akkumuliert werden kann.

Der in den Mittags- und Nachmittagsstunden akkumulierte Wärmeinhalt der Luft 16 wird zur Nivellierung der Nacht- und Frühmorgenkälte verwendet, während die in der Nacht und Frühmorgen akkumulierte Kälte die Hitze am Mittag und Nachmittag beseitigt. Die Luft bleibt rein. Das im Boden vorhandene geschlossene System wäscht den Boden nicht aus. Das Wasser wird weder verunreinigt noch angereichert. Ein besonderer Vorteil besteht darin, daß der als Wärmeträger dienende Wasserstrom 5, 25 in einem geschlossenen Kreislauf mit geringer Wassermenge zirkuliert. Die erfindungsgemäße Lösung kann auch in mehrschiffigen Gebäuden und bei beliebigen Umhüllungen eingesetzt werden.

Claims (7)

1. Erfindungsansprüche:

   1. Verfahren zur Wärmeisolierung und Klimatisierung von Mehrzweckgebäuden in landwirtschaftlichen und gärtnerischen Einrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeinhalt eines zwischen wenigstens zweier Umhüllungsschichten vorhandenen wärmeisolierenden Raumes durch Wärmestrahlen, deren Richtung mit der Umhüllung koplanar ist, erhöht und in dem umhüllten wärmeisolierenden Raum aus einer freien Flüssigkeitsoberfläche Feuchtigkeit in den Luftraum aufgelöst wird, wobei der aufgelöste Wasserdampf die Wärmestrahlen absorbiert und die Luftschicht mit der erhöhten Enthalpie in Abhängigkeit eines äußeren Faktors durch Dampfpräzipitation und Trocknung Energie abgibt oder aufnimmt, und so das Klima des bedeckten Raumes gegenüber äußeren Temperaturschwankungen und sonstiger Faktoren teilweise oder vollkommen geschützt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungsluft auf einer Zwangsbahn geleitet und mit einer freien Flüssigkeitsoberfläche in Kontakt gebracht wird, wobei sich die Lufttemperatur durch konvektive Wärmezufuhr der Flüssigkeitstemperatur anpaßt, während sich die relative Luftfeuchte einem Maximumwert nähert.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der überflüssige, relativ hohe Feuchtigkeitsgehalt der Luft im umbauten Raum entlang der Fläche eines rückgekühlten Kanals in der Rahmenkonstruktion kondensiert, wobei gleichzeitig das Berieselungswasser erwärmt und so aus dem Dampf Berieselungswasser gewonnen wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Überhitzung oder starker Sonneneinstrahlung mit der im First des Gebäudes angesammelten warmen Luft die durch die Rahmenkonstruktion strömende Flüssigkeit, zweckmäßig Wasser, erwärmt wird, und die rückgekühlte Luft in den Bereich der Vegetation geleitet wird, während der Wärmegehalt des erwärmten Wassers gespeichert und in der kälteren Tageszeit zum Ausgleich der fehlenden Wärmekapazität verwendet wird.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufrechterhaltung der Lichtdurchlässigkeit der Umhüllungsschicht der Wärmeträger, z. B. Wasser im separierten Strömungskanal fließt und die Kanäle in Abhängigkeit von den Vegetationsperioden der Kulturen gereinigt werden. )
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur und die Enthalpie der natürlichen Wärmeträger durch direkte oder indirekte Wechselwirkung zwischen den beiden Medien, und zwar durch Ausstrahlung Kontakt oder Vermischung, während diese in einem Zwangsstrom fließen, erhöht oder verringert werden.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmezufuhr im umhüllten Luftraum über wärmeabstrahlende Flächen und im umbauten Raum durch konvektive wärmeübertragende Flächen erfolgt, wobei das Verhältnis der strahlenden Flächen zu den konvektiven Flächen zweckmäßig 1:3 ist und die strahlenden Flächenteile 3 bis 6% der umhüllten Fläche entsprechen.