| Cottatherm-Frühbeetelemente |
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Dokumentation
1. Allgemeines
Licht, Wärme, Wasser, Nährstoffe – sind wesentliche
zusammenhängende Faktoren für das Pflanzenwachstum. Häufig
ist das Zusammenwirken dieser Faktoren nicht in optimaler Weise gegeben.
Frühbeeten fehlt es an einem ausgeglichenen Innenklima - tags
zu warm, nachts zu kalt,
das richtige Verhältnis von Luftfeuchte u. Lufttemperatur ist
nicht gegeben. Cottatherm – Elemente schaffen hier auf einfache
Art und Weise Abhilfe. Neuartige, im Frühbeet platzierte, Speicherelemente
mit großem Speichervermögen sorgen für:
• den Abbau von extremen Temperaturbelastungen
an den Pflanzen und im Frühbeetinnenraum
• ein ausgeglichenes Mikroklima, einschließlich
ausgeglichenem Feuchtehaushalt
• die
Verkürzung von Wachstumszeiten
• die Vorbeugung von
Pflanzenerkrankungen
Das Cottatherm – Element, eine Art Wärmebatterie, wird
bei hoher Sonnenstrahlung aufgeladen und gibt bei ausbleibender Strahlung,
z.B. bei kalten Nachtstunden seine Wärme an die Pflanze ab.
2. Aufbau und Funktionsweise
2.1. Aufbau
Das Cottatherm – Element ist ein Hohlkörper aus feuchtigkeitsabsorbierender
Keramik, deren Innenflächen glasiert, d.h. feuchtigkeitsundurchlässig
sind. In den Hohlkörpern ist ein Speichermaterial eingebracht.
2.2. Funktionsweise
a) Wärmeeintrag
Das Cottatherm – Element nimmt Wärme aus der Umgebung durch
Strahlungsaustausch bzw. konvektiven Wärmeaustausch über
die Oberfläche auf und leitet diese in das Innere, den mit hochspeicherndem
Material gefüllten Hohlraum. Spezielle Additive im Speichermaterial
sorgen für eine gute Wärmeleitung. Der Strahlungsaustausch
zwischen Pflanze und dem Cottatherm – Element folgt den allgemeinen
Gesetzen des Strahlungsaustausches von Körpern. Ein hoher Absorbtionskoeffizient
der Cottatherm – Element - Oberfläche wird durch entsprechende
Struktur und Farbe ( dunkel, matt ) erreicht. Gleichermaßen
sorgt ein akzeptabler Kompromiss zwischen Design und möglichst
großer aufnehmender / abgebender Strahlungsfläche des Cottatherm
– Elementes für den
Austausch notwendiger Energien. Durch entsprechende Anzahl von Cottatherm
– Elementen, günstiger Strahlungswinkeln zur Einstrahlquelle
und Pflanze wird garantiert, dass der gesamte Pflanzbestand in die
Nutzung der Cottatherm – Elemente einbezogen wird.
b) Wärmespeicherung
Das Speichermaterial nimmt die Wärme auf und schmilzt, hierbei
werden große Energiemengen in kleine Speichermassen eingebracht.
Das Bild zeigt den Vergleich zu anderen Speichermaterialien. So wird
gegenüber bekannten Steinspeichern nur 1/10 des Gewichts benötigt.
Entsprechend gering ist der Raumbedarf.
Spezielle Mechanismen und Strukturen sorgen dafür, dass kein
flüssiges Speicher- Material austritt. ( Eingeschlossen in Polymermatrixen
und Saugstrukturen von Trägermaterialien )
Das Schmelzen erfolgt bei annähernd konstanten Temperaturen,
Das garantiert eine harmonische Temperaturtransformation der Strahlungsenergie
auf das Schmelztemperaturniveau- Überhitzungen werden ausgeschlossen.
b) Wärmeaustrag
Beim Ausbleiben der einwirken Strahlungs-/ Konvektionsquelle (z.B.
keine Sonne mehr) kühlen sich die Pflanze und die Umgebung schnell,
das Cottatherm – Element sehr langsam ab. Die eingespeicherten
großen Energiemengen stehen nun für den Wärmeaustrag
zur Verfügung. Diese Energiemengen werden bei der Erstarrung/
Kristallisation des
Speichermaterials frei. Das Cottatherm – Element gibt seine
Wärme zurück an die Pflanze, vorzugsweise durch Strahlung.
c) Grundlagen der Latentwärmespeicherung
• Latentwärmespeicher nutzen die Wärmemengen, die
beim Wechsel des Aggregatzustandes (Phasenwechsel) von Stoffen auftreten.
• Beim Wechsel vom festen zum flüssigen Aggregatzustand
- dem Schmelzprozeß - wird Wärme benötigt, um die
Kristallstrukturen des
festen Körpers aufzulösen.
• Beim umgekehrten Prozeß der Umwandlung vom flüssigen
in den festen Aggregatzustand - dem Erstarrungsprozeß - bilden
sich erneut Kristallstrukturen für den festen Körper heraus
- Wärme wird frei, die sogenannte latente Wärme.
Die Intensität dieses Wärmeaustausches wird im Wesentlichen
durch die Temperatur des Cottatherm – Elementes und die Umgebungstemperatur
bestimmt.
d) Feuchtigkeitsabsorbtion / Desorbtion
Der keramische Hohlkörper besteht aus feuchtigkeitsabsorbierendem
Material. Der Feuchtigkeitstransport erfolgt selbstregelnd zwischen
Cottatherm – Element und Frühbeetinnenluft.
Bei hoher thermischer Belastung verdunstet Feuchtigkeit an der Oberfläche
des Cottatherm – Elementes, durch Diffusion wird weiter Feuchte
nachgeliefert, mit dem Ziel, stabile Gleichgewichtszustände zu
erreichen. Der Umgebung / Pflanze wird so die notwendige Feuchte zugeführt,
trockene Luft und Überhitzungen vermieden.
Beim Ausbleiben der thermischen Belastung, d.h. Absinken der Lufttemperaturen
kondensiert ein Teil der Feuchtigkeit, fällt aus und befeuchtet
Pflanze, Cottatherm – Element und Erdreich.
Die Vorgänge Wärmetransport und Stofftransport (Feuchte)
sind eng miteinander gekoppelt und wesentlich bestimmt durch die Temperaturverhältnisse
/ Strahlungs-Verhältnisse, sowie den technischen Parametern des
Speichermaterials und des Hohlkörpers.( Kapazität, Porosität,
Wärmeleitfähigkeit, Diffusionswiderstand etc.)
Ab dem 1. März 2006 steht für Cottatherm eine eigene Website
zur Verfügung. |
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