绿色室内培养制造技术

本发明专利技术涉及一种培养结构和用于操作培养结构的方法，所述培养结构包括用于培养的区域，所述培养结构被连接到地下热能储存器。该装置包括：用于控制结构的室内气候的加热‑冷却系统，其中，所述加热‑冷却系统被布置成通过将来自结构中的空气的热量输送到地下热能储存器中来冷却结构中的空气，并且其中所述加热‑冷却系统被布置成通过将来自地下热能储存器的热量输送到结构中来加热结构中的空气。

Green indoor culture

The present invention relates to a culture structure and a method for operating a culture structure comprising a region for culture that is connected to an underground thermal energy reservoir. The apparatus includes a heating cooling system, the control structure of the indoor climate in which the cooling system is arranged by heating from structure of the air heat transfer to the underground heat storage in the air cooling structure, wherein the heating and cooling system are arranged by underground the heat storage heat transfer to the heating structure in the air structure.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】绿色室内培养
本专利技术一般涉及培养结构和用于操作培养结构的方法，该培养结构被连接至热能储存器(thermalenergystorage)，并且特别地涉及培养结构和用于以环境友好且节能的方式操作包括用于培养的区域的培养结构的方法。
技术介绍
自罗马时代以来，在环境控制区域中种植植物的想法已经存在。如今，使用了具有玻璃或塑料的顶部和壁的温室。温室通过入射的太阳光加热。光中的能量被部分地转变为热，并且部分地用于温室中植物的光合作用。光的一小部分通过温室的玻璃向外反射到周围环境。顶部和壁产生了气候壳(climateshell)和室内气候。在来自太阳光、照明、人、植物的热量和通过气候壳(例如通过窗户)和通风损失向外传输的热量之间产生室内气候中的能量平衡。在温暖的季节期间，温室中的空气对植物而言常常太过温暖。光合作用过程利用来自光的能量将二氧化碳和水转化成碳水合物(糖、纤维等)和氧(6CO2+6H2O＝>C6H12O6+602)。如果光的量不足，则该过程逆转(呼吸)，产生CO2和能量(热量)。植物中的另一个过程是蒸腾，该蒸腾包括将水和营养物质输送到植物的叶子。光合作用过程取决于光、二氧化碳、空气湿度和温度的最佳条件。在太高的温度和低的空气湿度下，该过程通过关闭叶子中的气孔来节流，导致光合作用的显着减少。为了使光合作用正常进行并且提高所得的果实和植物的品质，优选地，温度不应超过25℃。因此，多余的热量通常通过打开温室中的窗户和门来排出。然而，通过开放温室，害虫就进入温室，这使得难以使用有机方法。温室的任何通风也会使添加的CO2气体通风，导致温室气体排放。水也在通风过程中损失，增加了温室的用水量。此外，为了达到低于户外温度的温度，需要主动冷却。如果气候壳绝缘不良，则主动冷却的量就会增加。此外，尽管在使用温室时生长季节被延长，但由于有限量的太阳光和寒冷的气候，因此在北部,生长季节仍然相对较短。为了延长该季节，在温室和水中施加人造光和加热，并且添加营养物。附加的光增加了电力消耗和内部热量增量，这导致加热季节之外的冷却需求。改进增长的另外的方式是向空气中添加二氧化碳CO2，这改善了收获期数量和产量。具有玻璃顶部和壁的温室与常规建筑物相比具有低的抗热性，因此，在加热季节期间，需要比常规建筑物更多的加热。另外的光中的一些也从温室玻璃传输出来。在强烈的阳光下，来自太阳的辐射超过植物的最佳水平。为此，使用减少向植物入射的太阳光的量的防晒剂。在寒冷的季节期间，主要添加热量，增加了在社会各地需要的时间期间的能量消耗和热功率，增加了峰值负荷。当加热温室时，水可能凝结在内部玻璃表面上，这减少了入射的辐射的量。菌类和藻类可能在湿润的和高湿度的地区生长。通常通过通风或升高的温度来避免恒定的高湿度。专利技术概述鉴于上述，本专利技术的目的是解决或至少减少上面讨论的一个或几个缺点。一般地，上述目标通过附加的独立专利权利要求来实现。根据第一方面，本专利技术通过培养结构来实现，所述培养结构包括连接到地下热能储存器的用于培养的区域。该结构包括：用于控制结构的室内气候的加热-冷却系统，其中，该加热-冷却系统被布置成通过将来自结构中的空气的热量输送到地下热能储存器来冷却结构中的空气，并且其中该加热-冷却系统被布置成通过将来自地下热能储存器的热量输送到结构中来加热结构中的空气。培养结构提供了环境友好的解决方案。由于多余的热量可以储存在地下热能储存器中，所以当存在加热需求时可以使用该热量。此外，可以冷却结构中的空气，而不会打开结构，这是有利的，因为二氧化碳不会被排出，害虫不会进入，并且因为结构中的空气可以被冷却到低于室外温度的温度。此外，当结构需要加热时，加热-冷却系统使用储存在热能储存器中的热量，这是环境上合意的。这种热量可以在结构中产生。那么就不需要用石油、天然气或其他化石能源进行加热，这对环境也是有益的。此外，培养结构使在食物生产(可食用植物的培养)期间的热回收成为可能。通过在培养结构中培育可食用植物，结果可能是将食物生产用作热源。应注意的是，不可食用的植物也可以在培养结构中培育。培养结构还可以包括具有垂直温度梯度的地下热能储存器、包括循环系统的加热-冷却系统，该循环系统布置成从地下热能储存器中的第一垂直层级(firstverticallevel)收回流体，以便使流体在结构中循环，使得在结构中的流体和空气之间交换热量(heat)和/或寒冷(cold)，并且以便使流体返回到地下热能储存器中的第二垂直层级。因此，存在通过选择待在哪个温度层级处收回和释放流体来优化能量的储存的可能性，这全部取决于在给定时间段内的电网中和能量储存器中的特定条件。培养结构还可以包括布置成照亮用于培养的区域的多个光源和布置成与该结构相连接的且布置成为多个光源供电的多个太阳能电池。光源可以例如是LED(发光二极管)、钠蒸气灯、荧光灯或适合照亮用于培养的区域的任何其他灯。LED是省电的，并且不发射像例如钠蒸气灯那样多的热量，并且因此降低了对冷却的需求。如果使用钠蒸气灯，则增大了对冷却的需求。此外，太阳能电池实现了至少部分地使用太阳能来运行培养结构。LED可以被布置成发射不同波长的光，使得照亮用于培养的区域的光可以适于所培育物。加热-冷却系统可以包括控制系统，该控制系统布置成控制室内气候并且布置成控制培养结构中的湿度、温度、光和二氧化碳中的至少一个。这是有利的，因为室内气候影响培养结构中培育的植物的生长条件。在培养结构中培育的植物的生长周期可以以不同的方式进行操纵。控制系统可以包括多个测量单元，所述多个测量单元布置成测量温度、湿度、光和二氧化碳中的至少一个。这是有利的，因为可以向控制系统提供关于温度、湿度、光和二氧化碳的信息。热能储存器和/或培养结构可以连接到至少一个住宅。控制系统可以设置为在清晨冷却在培养结构中的空气。这是有利的，因为许多人在清晨沐浴。另外地或可选择地，控制系统可以设置为在晚上加热培养结构中的空气。这是有利的，因为许多人在晚上做饭。加热-冷却系统可以包括控制系统，该控制系统布置成基于来自以下的组中的至少一个来控制室内气候：夜间的时间、日间的时间、所培育物的生长周期的时间点以及结构中的空气的温度。所培育物可以是至少一种植物，特别是至少一种可食用植物。培养结构允许在所培育物的生长周期中调节加热和/或冷却。另外，培育的植物可以例如是一年生植物或多年生植物，并且室内气候的控制可以适于这些植物。在一种实施方案中，控制室内气候包括调节结构中的空气的温度。培养结构还可以包括具有垂直温度梯度的地下热能储存器和内部组合式加热和冷却机器，所述内部组合式加热和冷却机器适于从能量储存器收回具有第一温度的流体，并且返回具有第二较高温度的加热的流体和具有第三较低温度的冷却的流体，以及被布置成为内部组合式加热和冷却机器供电的多个太阳能电池。因此，存在通过选择待在哪个温度层级处收回和释放流体来优化能量的储存的可能性，这全部取决于在给定时间段内的电网中和能量储存器中的特定条件。其他优点是对电网中的剩余的电能的利用以及容易平衡抵抗电的产生和电能的消耗的可能性。太阳能电池对于太阳光可以是至少部分地半透明的。这是有利的，因为太阳能电池可以布置在透明的结构的部分上。太阳能电池可以布置在结构的上部上和/或在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种培养结构，其包括连接到地下热能储存器的用于培养的区域，所述结构包括：加热‑冷却系统，其用于控制所述结构的室内气候，其中所述加热‑冷却系统被布置成通过将来自所述结构中的空气的热量输送到所述地下热能储存器中来冷却所述结构中的空气，并且其中所述加热‑冷却系统被布置成通过将来自所述地下热能储存器的热量输送到所述结构中来加热所述结构中的空气。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.05 SE 1550129-91.一种培养结构，其包括连接到地下热能储存器的用于培养的区域，所述结构包括：加热-冷却系统，其用于控制所述结构的室内气候，其中所述加热-冷却系统被布置成通过将来自所述结构中的空气的热量输送到所述地下热能储存器中来冷却所述结构中的空气，并且其中所述加热-冷却系统被布置成通过将来自所述地下热能储存器的热量输送到所述结构中来加热所述结构中的空气。2.根据权利要求1所述的培养结构，还包括：所述地下热能储存器，其具有垂直温度梯度，包括循环系统的所述加热-冷却系统，所述循环系统布置成从所述地下热能储存器中的第一垂直层级收回流体，以便使所述流体在所述结构中循环，使得在所述结构中的所述流体和空气之间交换热量和/或寒冷，并且以便使所述流体返回到所述地下热能储存器中的第二垂直层级。3.根据前述权利要求中任一项所述的培养结构，还包括：布置成照亮所述用于培养的区域的多个光源，以及布置成与所述结构相连接且布置成为所述多个光源供电的多个太阳能电池。4.根据前述权利要求中任一项所述的培养结构，还包括：包括控制系统的所述加热-冷却系统，所述控制系统被布置成控制所述室内气候并且被布置成控制所述培养结构中的湿度、温度、光和二氧化碳中的至少一个。5.根据前述权利要求中任一项所述的培养结构，还包括：包括多个测量单元的所述控制系统，所述多个测量单元布置成测量温度、湿度、光和二氧化碳中的至少一个。6.根据前述权利要求中任一项所述的培养结构，还包括：具有垂直温度梯度的所述地下热能储存器以及内部组合式加热和冷却机器，所述内部组合式加热和冷却机器适于从所述能量储存器收回具有第一温度的流体，并且返回具有第二较高温度的加热流体和具有第三较低温度的冷却流体；以及布置成为所述内部组合式加热和冷却机器供电的多个太阳能电池。7.根据前述权利要求中任一项所述的培养结构，还包括：对于太阳光至少部分地半透明的所述太阳能电池。8.根据前述权利要求中任一项所述的培养结构，还包括以下中的至少一种：布置在所述结构的上部上的太阳能电池，和布置在所述结构的侧部上的太阳能电池。9.根据前述权利要求中任一项所述的培养结构，还包括：为至少部分地不透明的所述结构。10.根据前述权利要求中任一项所述的培养结构，还包括：所述结构的顶部，其为来自以下的组中的至少一种：透明的和圆顶形状的。11.根据前述权利要求中任一项所述的培养结构，还包括：为来自建筑物、建筑物的一部分、温室、隧道、隧道的一部分、被覆盖的凹坑和外星覆盖的火山口中的至少一种的所述结构。12.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯·皮勒布罗，托拜厄斯·斯特兰德，
申请(专利权)人：斯勘斯卡瑞典公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE