<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE ep-patent-document SYSTEM "OpenDataPatent_cz.dtd">
<ep-patent-document lang="en" file="OpendataIPOCZ_PT_DIFF_PV2020-211.xml" country="CZ" doc-number="308828" kind="B6">
  <bibliographic-data country="CZ">
    <publication-reference>
      <document-id>
        <country>CZ</country>
        <doc-number>308828</doc-number>
        <kind>B6</kind>
        <date>2021-06-23</date>
      </document-id>
    </publication-reference>
    <classifications-ipcr>
      <classification-ipcr sequence="1">
        <section>A</section>
        <class>01</class>
        <subclass>G</subclass>
        <main-group>9</main-group>
        <subgroup>24</subgroup>
        <ipc-version-indicator>
          <date>20060101</date>
        </ipc-version-indicator>
        <classification-level>A</classification-level>
        <symbol-position>F</symbol-position>
        <classification-value>I</classification-value>
        <action-date>
          <date>20200930</date>
        </action-date>
        <classification-status>B</classification-status>
        <classification-data-source>H</classification-data-source>
        <generating-office>
          <country>CZ</country>
        </generating-office>
      </classification-ipcr>
    </classifications-ipcr>
    <classifications-cpc>
      <classification-cpc sequence="1">
        <cpc-version-indicator>
          <date>20180501</date>
        </cpc-version-indicator>
        <section>A</section>
        <class>01</class>
        <subclass>G</subclass>
        <main-group>9</main-group>
        <subgroup>243</subgroup>
        <symbol-position>F</symbol-position>
        <classification-value>I</classification-value>
        <action-date>
          <date>20200930</date>
        </action-date>
        <generating-office>
          <country>CZ</country>
        </generating-office>
        <classification-status>B</classification-status>
        <classification-data-source>H</classification-data-source>
      </classification-cpc>
      <classification-cpc sequence="2">
        <cpc-version-indicator>
          <date>20200801</date>
        </cpc-version-indicator>
        <section>Y</section>
        <class>02</class>
        <subclass>A</subclass>
        <main-group>40</main-group>
        <subgroup>25</subgroup>
        <symbol-position>L</symbol-position>
        <classification-value>A</classification-value>
        <action-date>
          <date>20200930</date>
        </action-date>
        <generating-office>
          <country>CZ</country>
        </generating-office>
        <classification-status>B</classification-status>
        <classification-data-source>H</classification-data-source>
      </classification-cpc>
      <classification-cpc sequence="3">
        <cpc-version-indicator>
          <date>20200801</date>
        </cpc-version-indicator>
        <section>Y</section>
        <class>02</class>
        <subclass>P</subclass>
        <main-group>60</main-group>
        <subgroup>14</subgroup>
        <symbol-position>L</symbol-position>
        <classification-value>A</classification-value>
        <action-date>
          <date>20200930</date>
        </action-date>
        <generating-office>
          <country>CZ</country>
        </generating-office>
        <classification-status>B</classification-status>
        <classification-data-source>H</classification-data-source>
      </classification-cpc>
    </classifications-cpc>
    <application-reference>
      <document-id>
        <country>CZ</country>
        <doc-number>2020-211</doc-number>
        <date>2020-04-09</date>
      </document-id>
    </application-reference>
    <language-of-filing>cs</language-of-filing>
    <language-of-publication>cs</language-of-publication>
    <priority-claims>
      <priority-claim sequence="1" kind="national">
        <country>CZ</country>
        <date>2020-04-09</date>
      </priority-claim>
    </priority-claims>
    <invention-title lang="CS">Systém akumulace tepla do podzemní vody vhodný pro solární skleník</invention-title>
    <invention-title lang="EN">Groundwater heat storage system for solar greenhouses</invention-title>
    <references-cited>
      <citation>
        <patcit id="pcit0001" dnum="DE102008020784A1" dnum-type="publication number">
          <document-id>
            <country>DE</country>
            <doc-number>102008020784</doc-number>
            <kind>A1</kind>
            <name>(JURGEN ROECK) 24.9.2009, odstavce 8 a 38; obrázek 1</name>
          </document-id>
        </patcit>
        <category>Y</category>
        <rel-claims>1-10</rel-claims>
      </citation>
      <citation>
        <patcit id="pcit0002" dnum="CN108901501A" dnum-type="publication number">
          <document-id>
            <country>CN</country>
            <doc-number>108901501</doc-number>
            <kind>A</kind>
            <name>(HEFEI RIZHIFENG AGRICULTURE DEV CO LTD) 30.11.2018, obrázky, odst. 15 a 16</name>
          </document-id>
        </patcit>
        <category>Y</category>
        <rel-claims>1-10</rel-claims>
      </citation>
      <citation>
        <patcit id="pcit0003" dnum="CN104396632A" dnum-type="publication number">
          <document-id>
            <country>CN</country>
            <doc-number>104396632</doc-number>
            <kind>A</kind>
            <name>(WANG XIWEN) 11.2.2015, obrázek, abstrakt</name>
          </document-id>
        </patcit>
        <category>A</category>
        <rel-claims>1-10</rel-claims>
      </citation>
    </references-cited>
  </bibliographic-data>
  <abstract lang="CS">
    <p num="1">Systém akumulace tepla do podzemní vody vhodný pro solární skleník zahrnuje podzemní část s půdní vrstvou (2) a nadzemní část s alespoň jednou světelně propustnou stěnou (3). Podzemní část je vymezena základovými stěnami (10) a dnem (14) s tepelně-vodnou izolací. V podzemní části pod půdní vrstvou (2) je umístěna drenážní vrstva (15) a zásobník (12) podzemní vody, ze kterého je vedeno potrubí (9) do nadzemní části. Potrubí (9) je dále opatřeno čerpadlem (11) umístěným v podzemní nebo nadzemní části, filtrační jednotkou (8) umístěnou v podzemní nebo nadzemní části a dále alespoň jednou tryskou (4) umístěnou v nadzemní části pro rozprašování podzemní vody.</p>
  </abstract>
  <abstract lang="EN">
    <p num="1">The groundwater heat storage system for a solar greenhouse comprises an underground part with a soil layer (2) and an above-ground part with at least one light-transmitting wall (3). The underground part is delimited by foundation walls (10) and a bottom (14) with heat-water insulation. In the underground part below the soil layer (2) there is a drainage layer (15) and a groundwater reservoir (12), from which a pipe (9) goes to the above-ground part. The pipe (9) also has a pump (11) in the underground or aboveground part, a filter unit (8) in the underground or aboveground part and at least one nozzle (4) in the above-ground part for spraying groundwater.</p>
  </abstract>
  <abstract lang="CS">
    <p num="1">Systém akumulace tepla do podzemní vody vhodný pro solární skleník zahrnuje podzemní část s půdní vrstvou (2) a nadzemní část s alespoň jednou světelně propustnou stěnou (3). Podzemní část je vymezena základovými stěnami (10) a dnem (14) s tepelně-vodnou izolací. V podzemní části pod půdní vrstvou (2) je umístěna drenážní vrstva (15) a zásobník (12) podzemní vody, ze kterého je vedeno potrubí (9) do nadzemní části. Potrubí (9) je dále opatřeno čerpadlem (11) umístěným v podzemní nebo nadzemní části, filtrační jednotkou (8) umístěnou v podzemní nebo nadzemní části a dále alespoň jednou tryskou (4) umístěnou v nadzemní části pro rozprašování podzemní vody.</p>
  </abstract>
  <description id="desc" lang="cs">
    <p num="1">
      <b>Systém akumulace tepla do podzemní vody vhodný pro solární skleník</b>
    </p>
    <p num="2"> </p>
    <p num="3"> </p>
    <p num="4">
      <u>Oblast techniky</u>
    </p>
    <p num="5"> </p>
    <p num="6">Tento vynález se týká tepelných akumulačních systémů vhodných pro skleníky solárního typu. </p>
    <p num="7"> </p>
    <p num="8"> </p>
    <p num="9">
      <u>Dosavadní stav techniky</u>
    </p>
    <p num="10"> </p>
    <p num="11">Zajistit vhodnou teplotu k celoročnímu pěstování rostlin v oblastech, kde je venkovní teplota nevyhovující, je energeticky náročné. Zejména během chladných období je tepelnou energii naakumulovanou ze slunečního záření potřeba do něčeho uchovávat. Teplotní výkyvy vzduchu totiž mohou být značně vysoké a teplo by se v případě příliš vysoké teploty uvnitř skleníku zbytečně muselo vyvětrat ven a pak by chybělo např. v noci, kdy je chladno, či během dne, kdy nesvítí slunce a nejsou tak vysoké solární tepelné zisky. </p>
    <p num="12"> </p>
    <p num="13">V současném stavu techniky jsou známy systémy akumulace energie pro skleníky, jako je popsáno například v evropské patentové přihlášce EP 2342968 A1, která popisuje systém regenerace energie pro solární skleník. Uvedený systém akumuluje teplo ohřáté vody v uzavřeném vnitřním okruhu tvořeném potrubím v nadzemní části, potrubím v podzemní části a čerpadlem. Potrubí v nadzemní části je umístěno v blízkosti ventilátoru, který zajišťuje konvekci tepla z ohřáté vody do vzduchu během chladných období, zatímco potrubí v podzemní části zajišťuje akumulaci ohřáté vody do půdy během teplých období. Půda pod potrubím je izolována skelnou vlnou. Tato dvě potrubí mohou případně tvořit i samostatné okruhy propojené tepelným výměníkem.  </p>
    <p num="14"> </p>
    <p num="15">Nevýhodou tohoto řešení je nedostatečná konvekce tepla z ohřáté vody do vzduchu v celém objemu skleníku během chladných období, jakož i jeho cena vzhledem k potřebě mít dostatečně výkonný tepelný výměník, který musí být schopen veškeré teplo do vzduchu předat. </p>
    <p num="16"> </p>
    <p num="17">V čínské patentové přihlášce CN 103907491 A je popsán chladicí systém pro solární skleník, který kromě hlavního interiéru skleníku zahrnuje i chladicí komoru a ohřevnou komoru. V chladicí komoře jsou umístěny trysky, které rozmlžují podzemní vodu nasátou čerpadlem přes přívodní potrubí z půdy, přičemž rozmlžená podzemní voda přebírá teplo z teplého venkovního vzduchu nasátého do chladicí komory. Ochlazený vzduch je vháněn dále do hlavního interiéru skleníku a ohřátá podzemní voda je odvedena odvodním potrubím do půdy zahrnující drenážní vrstvu písku, štěrku a kamínků. Ohřátá podzemní voda je volně rozptýlena do půdy, čímž se postupně snižuje její teplota. V ohřevné komoře je umístěn tepelný výměník, který nasává ohřátý vzduch z hlavního interiéru skleníku a dále ho ohřívá pomocí ohřátého teplonosného média (např. vody) ve vnitřním okruhu dodávaného ze solárních kolektorů umístěných mimo skleník. Dodatečně ohřátý vzduch je vypuštěn do okolí a v hlavním interiéru skleníku nahrazen ochlazeným vzduchem z chladicí komory. Vnitřní okruh teplonosného média dále zahrnuje expanzní nádrž vody umístěnou mimo skleník.  </p>
    <p num="18"> </p>
    <p num="19">Nevýhodou tohoto řešení je oddělení chladicí komory od hlavního interiéru skleníku, protože rozmlžená podzemní voda je využita pouze na chlazení vzduchu, a nikoliv na zavlažování nebo ohřívaní chladného vzduchu během chladných období. Z toho vyplývá i další nevýhoda tohoto řešení, a to nemožnost využít chladicí systém i pro ohřev vzduchu během chladných období kvůli chybějícímu akumulátoru energie z tepla, jelikož jak podzemní voda, tak vnitřní okruh teplonosného média nejsou uzavřeny ani určeny pro akumulaci ohřáté vody. </p>
    <p num="20"> </p>
    <p num="21">V čínské patentové přihlášce CN 106613531 A je popsán systém akumulace tepla pro solární skleník, který sestává z uzavřeného nadzemního okruhu, výměníku tepla a uzavřeného podzemního okruhu. V nadzemním okruhu je umístěn solární kolektor ohřívající vodu, která je uschována v nadzemní nádrži a kterou lze použít pro rozmlžování do interiéru skleníku pomocí trysek pro zvýšení vlhkosti. Rozmlžená voda je vsáknuta do půdy a dále nevyužívána. Nadzemní okruh je odpojitelně propojen s podzemním okruhem přes tepelné čerpadlo. V podzemním okruhu je umístěno podzemní potrubí, podzemní nádrž pro uschování ohřáté vody a ventilátor pro ohřátí vzduchu pomocí výměny tepla z ohřáté vody, čímž je skleník během chladných období vytápěn. Ohřátá voda v podzemním okruhu je teplejší než v nadzemním okruhu. Oba okruhy jsou propojitelné i přímo, zejména pro přímý transport ohřáté vody z nadzemního okruhu do podzemní nádrže a podzemního potrubí během teplých období. </p>
    <p num="22"> </p>
    <p num="23">Nevýhodou tohoto řešení je rovněž nedostatečná konvekce tepla z ohřáté vody do vzduchu v celém objemu skleníku během chladných období, jakož i jeho cena vzhledem k potřebě mít dostatečně výkonné tepelné čerpadlo, které musí být schopno veškeré teplo do vzduchu předat. </p>
    <p num="24"> </p>
    <p num="25">Z německé patentové přihlášky DE 102008020784 A1 je známý způsob ochrany rostlin ve skleníku před mrazem a zařízení k provádění tohoto způsobu. Uvedené zařízení lze považovat za systém využívání tepla z podzemní vody ve skleníku vhodný pro jakýkoliv skleník, zahrnující podzemní část s půdní vrstvou a nadzemní část s alespoň jednou světelně propustnou stěnou. Podzemní část není ničím vymezena a přesahuje volně do hloubky cca 20 až 35 m, do tzv. neutrální zóny s teplotou podzemní vody 10 až 15 °C. V podzemní části pod půdní vrstvou je umístěna přirozená zásobárna podzemní vody (např. studna), ze které je vedeno potrubí do nadzemní části. Potrubí je dále opatřeno čerpadlem umístěným v nadzemní části, a dále alespoň jednou tryskou umístěnou v nadzemní části pro rozprašování podzemní vody. Systém zahrnuje řídicí jednotku propojenou s čerpadlem. Systém dále zahrnuje alespoň jeden snímač propojený s řídicí jednotkou, který je zvolen ze skupiny zahrnující snímač teploty vzduchu vně, snímač teploty vzduchu uvnitř a snímač vlhkosti vzduchu uvnitř. Technický problém, který tento vynález řeší, je poskytnutí zařízení a způsobu pro ochranu rostlin ve skleníku před mrazem s nízkými počátečními náklady (např. na izolaci) a bez nutnosti přídavného ohřevu. </p>
    <p num="26"> </p>
    <p num="27">Nevýhodou tohoto řešení je ničím neohraničená podzemní část skleníku přesahující volně do hloubky cca 20 až 35 m do tzv. neutrální zóny s teplotou v rozmezí 10 až 15 °C celoročně, což silně omezuje možnost využití tepla z podzemní vody ve skleníku v chladných obdobích na základě zeměpisné polohy skleníku, přičemž v evropském mírném podnebním pásmu (podnební pásmo Spolkové republiky Německo) nedosahuje teplota použitelného tepla více než 15 °C, přičemž v chladných obdobích teplota dosahuje obvykle nižších maximálních hodnot a ve vyšších zeměpisných šířkách podstatně nižších maximálních hodnot. Uvedená teplota nepostačuje pro celoroční pěstování ovoce, zeleniny a teplomilných nebo tropických rostlin v subtropickém, mírném, subpolárním až polárním podnebním pásmu. Toto řešení tedy úplně postrádá možnost regulovatelné akumulace tepla ze skleníku do podzemní vody, jelikož naakumulované teplo odchází vsakující podzemní vodou a jeho disipace není v půdě nijak zastavena. </p>
    <p num="28"> </p>
    <p num="29">Z čínské patentové přihlášky CN 108901501 A je známé zavlažovací zařízení pro skleník, umožňující úsporu vody a kontrolované zalévání. Uvedené zařízení lze považovat za systém akumulace podzemní vody pro zalévání, vhodný pro jakýkoliv skleník, zahrnující podzemní část s půdní vrstvou a nadzemní část s alespoň jednou světelně propustnou stěnou. Podzemní část je vymezena základovými stěnami a dnem s vodní izolací. V podzemní části pod půdní vrstvou je umístěna vrstva písku, geotextílie, drenážní vrstva a zásobník podzemní vody, ze kterého je vedeno potrubí do nadzemní části. Potrubí je dále opatřeno čerpadlem umístěným nadzemní části, a dále alespoň jednou tryskou umístěnou v nadzemní části pro rozprašování podzemní vody. Systém dále zahrnuje zásobník podzemní vody opatřený ve vrchní části perforovanou deskou se vstupními otvory a výstupky. Systém dále zahrnuje řídicí jednotku propojenou s čerpadlem a alespoň jeden snímač propojený s řídicí jednotkou, kterým je snímač vlhkosti půdy. Technický problém, který tento vynález řeší, je poskytnutí zavlažovacího zařízení pro skleník, umožňujícího úsporu vody a kontrolované zalévání. </p>
    <p num="30"> </p>
    <p num="31">Uvedené řešení sice popisuje podzemní část s půdní vrstvou, která je vymezena základovými stěnami a dnem s vodní izolací (implicitně vyplývající z funkce bariéry základových stěn a dna vzhledem k okolní půdě), což zajišťuje větší úsporu vody a možnost akumulace vody. Nevýhodou tohoto řešení je ale skutečnost, že uvedená podzemní část nenaznačuje žádné uspořádání nebo prvek pro snížení vlivu venkovních teplot vzduchu i půdy na teploty uvnitř skleníku a pro možnost akumulace tepla. Jak je stanoveno technickým problémem, který tento vynález řeší, jedná se o zavlažovací zařízení pro skleník, umožňující úsporu vody a kontrolované zalévání. V uvedeném řešení se tudíž teplo ztrácí nepřímo přestupem přes základové stěny a dno, potažmo nepřímo přestupem přes dodatečný zásobník, potrubí nebo čerpadlo nacházející se mimo podzemní i nadzemní část skleníku. Toto řešení tedy neumožňuje akumulaci tepla získaného v nadzemní části skleníku do podzemní vody. </p>
    <p num="32"> </p>
    <p num="33">Obecně lze tedy říct, že nevýhodou výše uvedených systémů ve stavu techniky je vysoká nákladovost z důvodu použití výměníků tepla a tepelných čerpadel, nepropojenost uzavřených okruhů s podzemní vodou a nemožnost regulovatelné akumulace tepla získaného v nadzemní části skleníku do podzemní vody. </p>
    <p num="34"> </p>
    <p num="35"> </p>
    <p num="36">
      <u>Podstata vynálezu</u>
    </p>
    <p num="37"> </p>
    <p num="38">Cílem vynálezu je poskytnout systém akumulace tepla ve skleníku solárního nebo klasického typu, který má nízkou nákladovost a zároveň poskytuje dostatečnou energetickou úsporu při vytápění, resp. chlazení skleníku.  </p>
    <p num="39"> </p>
    <p num="40">Uvedeného cíle je dosaženo systémem akumulace tepla do podzemní vody vhodným pro solární skleník a zahrnujícím podzemní část s půdní vrstvou a nadzemní část s alespoň jednou světelně propustnou stěnou, která případně spolu s bočními stěnami, střechou a zděnou nebo neprůsvitnou stěnou tvoří samotnou konstrukci skleníku. Boční stěny i střecha skleníku jsou s výhodou rovněž alespoň částečně světelně propustné. Světelně propustnou stěnou se rozumí taková stěna, přes kterou může prostupovat světlo, které se pak po dopadu na vnitřní povrch skleníku mění na teplo, např. solární nebo jakákoliv jiná průsvitná stěna solárního skleníku, klasického skleníku, experimentálního skleníku, kupolovitého skleníku, zimní zahrady apod. Uvedený systém tedy není omezen pouze na solární skleník, ačkoliv výhodným provedením tohoto vynálezu je jeho použití v solárním skleníku se solární stěnou. Solární stěnou se rozumí výhodné provedení světelně propustné stěny, která má největší plochu ze všech světelně propustných stěn a je orientována tak, aby měla největší solární zisky v chladném období. </p>
    <p num="41"> </p>
    <p num="42">Podzemní část systému je přitom vymezena základovými stěnami a dnem s tepelně-vodnou izolací. V podzemní části pod půdní vrstvou je navíc umístěna drenážní vrstva a zásobník podzemní vody, ze kterého je vedeno potrubí do nadzemní části. Toto potrubí je opatřeno čerpadlem umístěným v podzemní nebo nadzemní části, filtrační jednotkou umístěnou v podzemní nebo nadzemní části a dále alespoň jednou tryskou umístěnou v nadzemní části pro rozprašování podzemní vody. Drenážní vrstva může být tvořena pískem, štěrkem, drobným kamenivem a/nebo jinou strukturou, která zajistí větší prostor pro vodu. Filtrační jednotka může zahrnovat filtr mechanických nečistot a/nebo filtr s aktivním uhlím pro odstranění zápachu. </p>
    <p num="43"> </p>
    <p num="44">S výhodou je v drenážní vrstvě umístěno drenážní potrubí ústící do zásobníku podzemní vody a/nebo zásobník podzemní vody je s výhodou opatřen vstupními otvory, kterými podzemní voda vtéká do zásobníku, kde je uschována jako rezerva pro čerpadlo. </p>
    <p num="45"> </p>
    <p num="46">Mezi půdní vrstvou a drenážní vrstvou může být s výhodou umístěna alespoň jedna dodatečná vrstva v podobě drenážní vrstvy, perforované fólie nebo geotextílie, která zabraňuje průniku půdy do drenážní vrstvy při průtoku podzemní vody. </p>
    <p num="47"> </p>
    <p num="48">S výhodou je potrubí dále opatřeno dezinfekční jednotkou umístěnou v podzemní nebo nadzemní části, např. v podobě UV lampy. </p>
    <p num="49"> </p>
    <p num="50">Pro přístup k zásobníku podzemní vody, a případně k čerpadlu, filtrační jednotce a dezinfekční jednotce umístěné v podzemní části, je podzemní část opatřena instalační šachtou vedenou kolem potrubí směrem k zásobníku podzemní vody. </p>
    <p num="51"> </p>
    <p num="52">S výhodou je do zásobníku podzemní vody vedeno zavzdušňovací potrubí pro vyrovnávání tlaku v zásobníku podzemní vody a pro probublávaní podzemní vody. </p>
    <p num="53"> </p>
    <p num="54">Systém podle tohoto vynálezu dále s výhodou zahrnuje adiabatickou chladicí jednotku opatřenou ventilátorem pro nasávání venkovního vzduchu do nadzemní části a výparníkovou jednotkou s vodou pro ochlazení nasávaného vzduchu v případě nutnosti dodatečného chlazení vzduchu ve skleníku. </p>
    <p num="55"> </p>
    <p num="56">Systém podle tohoto vynálezu dále s výhodou zahrnuje řídicí jednotku propojenou s čerpadlem a/nebo adiabatickou chladicí jednotkou a alespoň jeden snímač propojený s řídicí jednotkou a zvolený ze skupiny zahrnující snímač hladiny podzemní vody, snímač teploty podzemní vody, snímač teploty vzduchu a snímač vlhkosti vzduchu. Činnost čerpadla, adiabatické chladicí jednotky a jednotlivých snímačů je řízena softwarem v řídicí jednotce. </p>
    <p num="57"> </p>
    <p num="58">Pro bližší pochopení tohoto vynálezu se pod pojmem „severní stěna“ myslí stěna odvrácená od Slunce, což je na severní polokouli severní stěna a na jižní polokouli jižní stěna, zatímco pod pojmem „jižní stěna“ se myslí stěna přivrácená ke Slunci, což je na severní polokouli jižní stěna a na jižní polokouli severní stěna. Navíc, pod pojmem „chladné období“ se myslí období, kdy venkovní teplota klesá na teplotu nižší, než je požadovaná teplota vzduchu ve skleníku (např. zima), a zároveň je intenzita slunečního záření nižší, než je potřeba na ohřev vzduchu ve skleníku k dosažení požadované teploty (např. noc či zatažená obloha). Naopak pod pojmem „teplé období“ se myslí období, kdy venkovní teplota dosahuje teploty buď nižší, než je požadovaná teplota vzduchu, ale zároveň intenzita slunečního záření způsobuje ohřev vzduchu ve skleníku nad požadovanou teplotu, nebo je venkovní teplota vyšší, než je požadovaná teplota uvnitř skleníku (např. léto), a k tomu může ještě zvyšovat teplotu ve skleníku vysoká intenzita slunečního záření. </p>
    <p num="59"> </p>
    <p num="60">Hlavním aspektem tohoto vynálezu je tedy využití podzemní vody k akumulaci tepla ve skleníku. Voda má ve srovnání se vzduchem mnohem větší tepelnou kapacitu. Při zjednodušeném srovnání vzduchu a vody je výpočet následující: </p>
    <p num="61"> </p>
    <p num="62">Pro ohřátí 1 kg vzduchu o 10 K je zapotřebí dodat teplo:  </p>
    <p num="63"> </p>
    <p num="64">Q = m*c*ΔT =&gt; Q = 1 [kg] * 1010 [J*kg<sup>-1</sup>*K<sup>-1</sup>] * 10 [K] = 10 100 J = 10,1 kJ. </p>
    <p num="65"> </p>
    <p num="66">Pro ohřátí 1 kg vody o 10 K je zapotřebí dodat teplo:  </p>
    <p num="67"> </p>
    <p num="68">Q = m*c*ΔT =&gt; Q = 1 [kg] * 4180 [J*kg<sup>-1</sup>*K<sup>-1</sup>] * 10 [K] = 41 800 J = 41,8 kJ. </p>
    <p num="69"> </p>
    <p num="70">Z toho plyne, že tepelná kapacita o stejné hmotnosti obou látek (hmotnostní tepelná kapacita) je u vody přibližně 4,1x větší než u vzduchu. Ovšem pokud se vezme do úvahy tepelná kapacita látek o stejném objemu (objemová tepelná kapacita), je jejich poměr podstatně výraznější, viz následující výpočet: </p>
    <p num="71"> </p>
    <p num="72">Pro ohřátí 1 m<sup>3</sup> vzduchu o 10 K je zapotřebí dodat teplo: </p>
    <p num="73"> </p>
    <p num="74">1 [m<sup>3</sup>] = 1,2 [kg] =&gt; Q = 1,2 [kg] * 1010 [J*kg<sup>-1</sup>*K<sup>-1</sup>] * 10 [K] = 12 120 J = 12,12 kJ </p>
    <p num="75"> </p>
    <p num="76">Pro ohřátí 1 m<sup>3</sup> vody o 10 K je zapotřebí dodat teplo: </p>
    <p num="77"> </p>
    <p num="78">1 [m<sup>3</sup>] = 1000 [kg] =&gt; Q = 1000 [kg] * 4180 [J*kg<sup>-1</sup>*K<sup>-1</sup>] * 10 [K] = 41 800 000 J = 41 800 kJ </p>
    <p num="79"> </p>
    <p num="80">Poměr objemové tepelné kapacity vody a objemové tepelné kapacity vzduchu = 41 800 kJ / 12,12 kJ = 3 449x větší objemová tepelná kapacita vody oproti vzduchu. </p>
    <p num="81"> </p>
    <p num="82">Voda se proto jeví jako dominantní nosič tepla, který je v tomto řešení využit. Použití tohoto systému je tedy omezeno rozsahem teplot a tlaků, ve kterých je voda v tekutém stavu. </p>
    <p num="83"> </p>
    <p num="84">Díky tepelné a vodní izolaci v zemi, je možné v půdní vrstvě skleníku uchovat více vody, aniž by se významně ochlazovala, nebo ohřívala o okolní zem, či se ztrácela průsakem. Vodu je tak možné z půdní vrstvy u dna skleníku čerpat a používat ji k rozprašování do vzduchu skleníku za účelem odebírání nebo naopak dodávání tepla. Díky tryskám vzniká spousta malých kapiček vody. Při sečtení ploch povrchu všech kapiček vzniká velká plocha, přes kterou se teplo předává se vzduchem. Když tedy nastane nežádoucí teplotní výkyv, řídicí jednotka to vyhodnotí a zapne čerpadlo. To dodá do trysek podzemní vodu, která je pak rozprášena. Následně se kapičky buď ohřejí, tj. ze vzduchu teplo odeberou, nebo se ochladí, tj. do vzduchu teplo dodají. Voda pak dopadá na půdu, opět prosakuje a dostává se postupně ke dnu podzemní části skleníku, kde může být zase využita. V chladných obdobích tento systém ušetří energii za vytápění skleníku, protože někdy je solární zisk tak velký, že teplo se musí ze skleníku vyvětrat ven, jinak by mohlo dojít k poškození rostlin. Díky tomuto systému se tak toto teplo může zachytit a uložit ve formě podzemní vody ve skleníku. Následně když dojde k chladné noci, či chladné části dne a voda v podzemí je teplejší než vzduch, je možné tuto vodu zpětně využít k ohřátí vzduchu. </p>
    <p num="85"> </p>
    <p num="86">Další výhodou tohoto vynálezu je použití adiabatického řízeného chlazení, které přinese značnou úsporu energie. V případě teplých dnů a vyšších solárních zisků, kdy větrání, či tepelná akumulace nemusí stačit k udržení maximální vhodné teploty, dokáže adiabatické chlazení snížit teplotu. Adiabatické chlazení funguje na principu odparu vody do vzduchu, přičemž tento jev lze popsat Mollierovým diagramem. Např. 1 kg vzduchu o teplotě 35 °C a relativní vlhkosti 40 % lze ochladit zhruba na 25 °C s výslednou relativní vlhkostí 90 %, za odpaření pouhých 4 g vody. Při tomto ději je tak spotřeba vody velmi malá a převážná spotřeba energie je pouze ventilátorem, který nasává do skleníku vzduch. </p>
    <p num="87"> </p>
    <p num="88">Dalšími důležitými výhodami tohoto vynálezu jsou i tvar samotného skleníku a konstrukční materiál s dobrými izolačními vlastnostmi použitý k jeho stavbě. </p>
    <p num="89"> </p>
    <p num="90">Tvar výhodného provedení skleníku v podobě solárního skleníku je navržen tak, aby jeho největší solární stěna, byla co nejvíce kolmo ke Slunci ve dny, kdy je nejvíce chladno a jsou tak vyžadovány co největší solární zisky. Naopak solární stěna je pod co největším sklonem, tak aby docházelo k co největšímu odrazu tehdy, když je nejvíce teplo a solární zisky ze Slunce jsou nežádoucí. Již tato koncepce pomáhá k ustálenějšímu průběhu teplot ve skleníku, a zároveň pomáhá k největším tepelným ziskům tehdy, kdy je to žádoucí (tj. během chladných období), a naopak nejmenším tepelným ziskům, kdy je to nežádoucí (tj. během teplých období). I přes to, že je tato koncepce již známa, tak je třeba upozornit na chybu, která často nastává při příliš jednoduché úvaze. Pokud je navržena solární stěna tak, aby během zimních období v mírných pásech byla kolmo ke slunečním paprskům právě v den zimního slunovratu (např. Slunce 17,5° nad horizontem = sklon solární stěny 17,5° od kolmice, např. od povrchu vodní ustálené plochy), tak je to z hlediska maximálně možných tepelných zisků nežádoucí. V mírných pásech bývá v zimním období jen malý počet jasných slunečných dnů. Rozhodně se tak nedá zaručit, že právě v den zimního slunovratu bude svítit Slunce. Proto je vhodné solární stěnu sklopit trochu více, aby se zisky zprůměrovaly i ze dnů, kdy bylo jasno, ale Slunce již vycházelo nad horizontem výše. Na druhé straně není vhodné solární stěnu sklopit až příliš, protože by hrozily velké solární zisky v teplém období. Je tak třeba hledat vhodný kompromis, který spočívá ve zvážení nákladů na chlazení a na topení skleníku. Klasické solární skleníky často trpí velkými výkyvy teplot. Předkládané řešení tak přispěje k teplotní stabilizaci a podstatně většímu využití solárních zisků, které by se jinak musely vyvětrat ven ze skleníku. </p>
    <p num="91"> </p>
    <p num="92">Dalším prvkem je použití dobré tepelné i vodní izolace. Skleník má světelně propustné stěny, které musí mít co nejlepší poměr prostupu světla a tepelné izolace, přičemž je žádoucí, aby prostup světla byl co největší a prostup tepla naopak co nejmenší. V chladnějších oblastech má pak větší váhu tepelná izolace než prostup světla, jelikož generování světla je levnější než generování tepla. Skleník je taktéž izolován i v zemi pomocí základových stěn a dna, kde je rovněž zajištěna tepelná i vodní izolace. To zajistí nižší vliv venkovních teplot na teploty uvnitř skleníku a také větší úsporu vody. </p>
    <p num="93"> </p>
    <p num="94"> </p>
    <p num="95">
      <u>Objasnění výkresů</u>
    </p>
    <p num="96"> </p>
    <p num="97">
      <b>Podstata vynálezu je dále objasněna na příkladech jeho uskutečnění, které jsou popsány s využitím připojených výkresů, kde:</b>
    </p>
    <p num="98"> </p>
    <p num="99">Obr. 1    znázorňuje příkladnou geometrii solárního skleníku vzhledem k poloze Slunce během chladného a teplého období; </p>
    <p num="100"> </p>
    <p num="101">Obr. 2    znázorňuje příkladné provedení systému akumulace tepla do podzemní vody pro solární skleník; a </p>
    <p num="102"> </p>
    <p num="103">Obr. 3    znázorňuje příkladné umístění adiabatické chladicí jednotky. </p>
    <p num="104"> </p>
    <p num="105"> </p>
    <p num="106">Příklady uskutečnění vynálezu </p>
    <p num="107"> </p>
    <p num="108">Vynález bude dále objasněn na příkladech uskutečnění s odkazem na příslušné výkresy. </p>
    <p num="109"> </p>
    <p num="110">Na obr. 1 je znázorněna příkladná geometrie solárního skleníku vzhledem k poloze Slunce během chladného a teplého období. Tento solární skleník je znám velkými teplotními výkyvy, jelikož při poloze Slunce <u>18</u> během chladného období dopadají sluneční paprsky <u>17</u> převážně kolmo na světelně propustnou stěnu <u>3</u> s minimálním odrazem, v tomto případě v podobě solární stěny, a prochází přes ni energie, která není příliš snížena a která se po dopadu mění na teplo. To může způsobit nárůst teploty až do takové míry, že vznikne potřeba teplý vzduch vyvětrat ven, což je zbytečná ztráta energie ve formě tepla, které pak může chybět během chladných nocí, či dnů bez dostatečného slunečního svitu, a tudíž by bylo nutné skleník vytápět pro udržení minimální požadované teploty pro pěstování rostlin. Tento typ skleníku má tu výhodu, že když je poloha Slunce <u>19</u> během teplého období vysoko nad horizontem, tak se sluneční paprsky <u>17</u> alespoň částečně od světelně propustné stěny <u>3</u> i od střechy <u>5</u> odrážejí. Nicméně, díky tomu, že je Slunce v letním období velmi silné, tak i přes to dochází k značnému ohřevu skleníku. </p>
    <p num="111"> </p>
    <p num="112">Na obr. 2 je znázorněn ilustrativní příklad solárního skleníku v bočním řezu, zahrnující předkládaný systém akumulace tepla do podzemní vody, přičemž tento skleník zahrnuje podzemní část s půdní vrstvou <u>2</u> a nadzemní část s jednou světelně propustnou stěnou <u>3</u>, jednou neprůsvitnou (např. zděnou) stěnou <u>6</u>, bočními stěnami (neznázorněno) a střechou <u>5</u>. Světelně propustná stěna <u>3</u>, v tomto případě v podobě solární stěny, je orientována na stranu přivrácenou ke Slunci, zatímco neprůsvitná stěna <u>6</u> je orientována na stranu odvrácenou od Slunce a je s výhodou opatřena materiálem s reflexními vlastnostmi pro zajištění odrazu slunečního záření dovnitř skleníku. Konstrukce solárního skleníku může být provedena ve tvaru libovolného mnohostěnu, a s výhodou takového, kde má světelně propustná stěna <u>3</u> co největší plochu.  </p>
    <p num="113"> </p>
    <p num="114">Podzemní část je vymezena základovými stěnami <u>10</u> a dnem <u>14</u> s tepelně-vodnou izolací, čímž je tepelně izolovaná nádrž na vodu. V podzemní části pod půdní vrstvou <u>2</u> je umístěna drenážní vrstva <u>15</u> a zásobník <u>12</u> podzemní vody pro další zvýšení množství vody v půdní vrstvě <u>2</u> a pro rezervu vody pro čerpadlo <u>11</u>. Mezi půdní vrstvou <u>2</u> a drenážní vrstvou <u>15</u> je umístěna dodatečná vrstva <u>16</u> v podobě drenážní vrstvy, perforované fólie nebo geotextílie pro zamezení průniku půdy do drenážní vrstvy <u>15</u>. V drenážní vrstvě <u>15</u> je s výhodou umístěno drenážní potrubí <u>13</u> propojené se zásobníkem <u>12</u> podzemní vody, ze kterého je vedeno potrubí <u>9</u> do nadzemní části, přičemž potrubí <u>9</u> je dále opatřeno čerpadlem <u>11</u> umístěným v podzemní části, a filtrační jednotkou <u>8</u>, dezinfekční jednotkou <u>7</u> a alespoň jednou tryskou <u>4</u> pro rozprašování podzemní vody, které jsou všechny umístěné v nadzemní části. Filtrační jednotka <u>8</u> zahrnuje filtr mechanických nečistot a filtr s aktivním uhlím, čímž je zajištěna voda bez pevných částic, adsorbovatelných chemických látek a zápachu, a dezinfekční jednotka <u>7</u> zahrnuje UV lampu, která zajistí biologickou nezávadnou vodu. Kapičky rozprášené podzemní vody letí po rozprášení z trysky <u>4</u> vzduchem, ohřívají se nebo se ochlazují a dopadají na půdní vrstvu <u>2</u>, kde se opět vsakují a postupně protečou až na dno <u>14</u> skleníku, čímž dochází k odebrání nebo předání tepla do vzduchu uvnitř skleníku a změně teploty podzemní vody. Ta se potom opět může využít při poklesu nebo nárůstu teploty vzduchu ve skleníku mimo rozsah požadované teploty vzduchu ve skleníku, kde se pak jejím rozprášením vzduch opět ohřeje nebo ochladí. Tryska <u>4</u> je s výhodou umístěna v nejvyšším bodě nadzemní části.  </p>
    <p num="115"> </p>
    <p num="116">Zásobník <u>12</u> podzemní vody je s výhodou umístěn v rohu podzemní části skleníku a je přístupný pomocí instalační šachty podél potrubí <u>9</u> (na obr. 2 neznázorněno) pro zajištění možnosti snadné výměny čerpadla <u>11</u> v případě jeho poruchy bez nutnosti odkopávat půdu. Do zásobníku <u>12</u> podzemní vody je vedeno podél potrubí <u>9</u> i zavzdušňovací potrubí (na obr. 2 neznázorněno) pro vyrovnávání tlaku v zásobníku <u>12</u> podzemní vody a pro probublávaní podzemní vody, což má význam při předcházení přetlaku, podtlaku a množení bakterií v podzemní vrstvě. Systém dále zahrnuje řídicí jednotku propojenou s čerpadlem <u>11</u> a adiabatickou chladicí jednotkou <u>21</u> (znázorněnou na obr. 3) a alespoň jeden snímač propojený s řídicí jednotkou a zvolený ze skupiny zahrnující snímač hladiny podzemní vody, snímač teploty podzemní vody, snímač teploty vzduchu a snímač vlhkosti vzduchu. Na základě dat z jednotlivých snímačů spíná řídicí jednotka automaticky čerpadlo <u>11</u>, případně adiabatickou chladicí jednotkou <u>21</u>. Z potrubí <u>9</u> můžou po průtoku vody filtrační jednotkou <u>8</u> a dezinfekční jednotkou <u>7</u> vést odbočky do jiných systémů, např. do zavlažovacího systému uvnitř nebo vně skleníku, nebo do samotné adiabatické chladicí jednotky <u>21</u>. </p>
    <p num="117"> </p>
    <p num="118">Na obr. 3 je znázorněna adiabatická chladicí jednotka <u>21</u>, která zajistí velmi úsporné řešení chlazení. Teplý a relativně suchý vzduch <u>20</u> je nasáván pomocí ventilátoru v adiabatické chladicí jednotce <u>21</u>, a následně je vlhčen ve výparníkové jednotce s vodou, čímž dochází k jeho ochlazení a do skleníku je pak vpouštěn studený a vlhký vzduch <u>22</u>. Následně se ve skleníku vzduch ohřívá (ohřívaný vzduch <u>23</u>), stoupá vzhůru a ohřátý vzduch <u>24</u> je potom vypouštěn ze skleníku ven. </p>
    <p num="119"> </p>
    <p num="120"> </p>
    <p num="121">
      <u>Průmyslová využitelnost</u>
    </p>
    <p num="122"> </p>
    <p num="123">Výše popsaný systém akumulace tepla do podzemní vody je možné využít pro celoroční pěstování ovoce, zeleniny a tropických rostlin v subtropickém, mírném, subpolárním až polárním podnebním pásmu se zachováním energetické nenáročnosti i nízké nákladovosti. </p>
    <description-of-drawings>
      <p num="1">Seznam vztahových značek<br/>
        <br/>    1&amp;nbsp;&amp;nbsp;zem<br/>    2&amp;nbsp;&amp;nbsp;půdní vrstva<br/>    3&amp;nbsp;&amp;nbsp;světelně propustná stěna<br/>    4&amp;nbsp;&amp;nbsp;tryska<br/>    5&amp;nbsp;&amp;nbsp;střecha<br/>    6&amp;nbsp;&amp;nbsp;neprůsvitná stěna<br/>    7&amp;nbsp;&amp;nbsp;dezinfekční jednotka<br/>    8&amp;nbsp;&amp;nbsp;filtrační jednotka<br/>    9&amp;nbsp;&amp;nbsp;potrubí<br/>    10&amp;nbsp;&amp;nbsp;základová stěna<br/>    11&amp;nbsp;&amp;nbsp;čerpadlo<br/>    12&amp;nbsp;&amp;nbsp;zásobník podzemní vody<br/>    13&amp;nbsp;&amp;nbsp;drenážní potrubí<br/>    14&amp;nbsp;&amp;nbsp;dno<br/>    15&amp;nbsp;&amp;nbsp;drenážní vrstva<br/>    16&amp;nbsp;&amp;nbsp;dodatečná vrstva<br/>    17&amp;nbsp;&amp;nbsp;sluneční paprsky<br/>    18&amp;nbsp;&amp;nbsp;Slunce během chladného období<br/>    19&amp;nbsp;&amp;nbsp;Slunce během teplého období<br/>    20&amp;nbsp;&amp;nbsp;teplý vzduch<br/>    21&amp;nbsp;&amp;nbsp;adiabatická chladicí jednotka<br/>    22&amp;nbsp;&amp;nbsp;studený vzduch<br/>    23&amp;nbsp;&amp;nbsp;ohřívaný vzduch<br/>    24&amp;nbsp;&amp;nbsp;ohřátý vzduch<br/>
        <br/>
      </p>
    </description-of-drawings>
  </description>
  <claims id="claim">
    <claim id="c0001" num="0001">
      <claim-text>Systém akumulace tepla do podzemní vody vhodný pro solární skleník, zahrnující podzemní část s půdní vrstvou (2) a nadzemní část s alespoň jednou světelně propustnou stěnou (3), přičemž z podzemní části je do nadzemní části vedeno potrubí (9), které je dále opatřeno čerpadlem (11) umístěným v podzemní nebo nadzemní části a alespoň jednou tryskou (4) umístěnou v nadzemní části pro rozprašování podzemní vody, <b>vyznačující se tím</b>, že podzemní část je vymezena základovými stěnami (10) a dnem (14) s tepelně-vodnou izolací, přičemž v podzemní části pod půdní vrstvou (2) je umístěna drenážní vrstva (15) a zásobník (12) podzemní vody, ze kterého je vedeno potrubí (9) do nadzemní části, přičemž potrubí (9) je dále opatřeno filtrační jednotkou (8) umístěnou v podzemní nebo nadzemní části.<br/>
      </claim-text>
    </claim>
    <claim id="c0002" num="0002">
      <claim-text>Systém podle nároku 1, <b>vyznačující se tím</b>, že světelně propustnou stěnou (3) je solární stěna, střecha a boční stěny solárního skleníku.<br/>
      </claim-text>
    </claim>
    <claim id="c0003" num="0003">
      <claim-text>Systém podle nároku 1 nebo 2, <b>vyznačující se tím</b>, že v drenážní vrstvě (15) je umístěno drenážní potrubí (13) ústící do zásobníku (12) podzemní vody a/nebo že zásobník (12) podzemní vody je opatřen vstupními otvory.<br/>
      </claim-text>
    </claim>
    <claim id="c0004" num="0004">
      <claim-text>Systém podle kteréhokoliv z předchozích nároků, <b>vyznačující se tím</b>, že mezi půdní vrstvou (2) a drenážní vrstvou (15) je umístěna alespoň jedna dodatečná vrstva (16) v podobě drenážní vrstvy, perforované fólie nebo geotextílie.<br/>
      </claim-text>
    </claim>
    <claim id="c0005" num="0005">
      <claim-text>Systém podle kteréhokoliv z předchozích nároků, <b>vyznačující se tím,</b> že potrubí (9) je dále opatřeno dezinfekční jednotkou (7) umístěnou v podzemní nebo nadzemní části.<br/>
      </claim-text>
    </claim>
    <claim id="c0006" num="0006">
      <claim-text>Systém podle kteréhokoliv z předchozích nároků, <b>vyznačující se tím</b>, že filtrační jednotka (8) zahrnuje filtr mechanických nečistot a/nebo filtr s aktivním uhlím a dezinfekční jednotka (7) zahrnuje UV lampu. <br/>
      </claim-text>
    </claim>
    <claim id="c0007" num="0007">
      <claim-text>Systém podle kteréhokoliv z předchozích nároků, <b>vyznačující se tím</b>, že podzemní část je opatřena instalační šachtou vedenou kolem potrubí (9) směrem k zásobníku (12) podzemní vody.<br/>
      </claim-text>
    </claim>
    <claim id="c0008" num="0008">
      <claim-text>Systém podle kteréhokoliv z předchozích nároků, <b>vyznačující se tím</b>, že do zásobníku (12) podzemní vody je vedeno zavzdušňovací potrubí.<br/>
      </claim-text>
    </claim>
    <claim id="c0009" num="0009">
      <claim-text>Systém podle kteréhokoliv z předchozích nároků, <b>vyznačující se tím</b>, že zahrnuje adiabatickou chladicí jednotku (21) opatřenou ventilátorem pro nasávání venkovního vzduchu do nadzemní části a výparníkovou jednotkou s vodou pro ochlazení nasávaného vzduchu.<br/>
      </claim-text>
    </claim>
    <claim id="c0010" num="0010">
      <claim-text>Systém podle kteréhokoliv z předchozích nároků, <b>vyznačující se tím</b>, že zahrnuje řídicí jednotku propojenou s čerpadlem (11) a/nebo adiabatickou chladicí jednotkou (21) a alespoň jeden snímač propojený s řídicí jednotkou a zvolený ze skupiny zahrnující snímač hladiny podzemní vody, snímač teploty podzemní vody, snímač teploty vzduchu a snímač vlhkosti vzduchu<br/>
      </claim-text>
    </claim>
  </claims>
  <drawings id="draw">
    <figure id="f0001" num="0001" figure-labels="Obr. 1">
      <img id="i0001" file="img0001" he="856" wi="779" img-content="drawing" img-format="jpg" orientation="portrait"/>
    </figure>
    <figure id="f0002" num="0002" figure-labels="Obr. 2">
      <img id="i0002" file="img0002" he="817" wi="786" img-content="drawing" img-format="jpg" orientation="portrait"/>
    </figure>
    <figure id="f0003" num="0003" figure-labels="Obr. 3">
      <img id="i0003" file="img0003" he="896" wi="708" img-content="drawing" img-format="jpg" orientation="portrait"/>
    </figure>
  </drawings>
</ep-patent-document>
