绿色室内培养的制作方法

本发明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。

背景技术：

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。

发明概述

鉴于上述，本发明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，本发明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/或在结构的侧部上。在一种实施方案中，太阳能电池可以布置在结构的窗户和/或壁上。在一种实施方案中，结构的窗户包括太阳能电池。

该结构可以是至少部分地不透明的。这是有利的，因为通过透过培养结构中的透明部分的传输而损失较少的光。增加的建筑传热抗性增加了可以回收并且输送到热能储存器的热的量。热能储存器中的热量可以在之后当对加热培养结构存在需求时用于加热培养结构，其所具有的优点在于，较少或无热量需要从例如区域加热系统(districtheatingsystem)输入至培养结构。此外，在培养结构中产生并且储存在热能储存器中的热量可以被输送到别处。然后，这种热量可以用于建筑物、家用热水和其他目的的加热，替换其他热源，例如化石燃料。对于绝缘良好的培养结构，不需要加入外部热量，并且可以在一年中的所有时间从热能储存器输出热量。因此，在一种实施方案中，培养结构可以是不透明的。

在一种实施方案中，约10％的培养结构是半透明的。这是有利的，因为条件平衡。在相对少的热量通过传输损失的同时，使足够的光进入培养结构中。

该结构的顶部可以是来自以下的组中的至少一个：透明的和圆顶形状的。具有透明的顶部使光能够穿过顶部进入。在具有透明的顶部的实施方案中，太阳能电池可以是至少部分地透明的。

结构可以是来自建筑物、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(extraterrestrialcoveredcrater)中的至少一个。因此，培养结构是非常灵活的。

结构可以包括至少一个镜子。这是有利的，因为光可以被反射并且朝向例如结构中的植物被引导。

结构的内部的至少一部分可以具有反射涂层。这是有利的，因为光可以被反射并且朝向例如结构中的植物被引导。

结构的内部的至少一部分可以具有荧光涂层。这是有利的，因为不太适合的光频率可以被转换成更合意的频率。例如，黄光可以变成红光。

该结构可以包括多个气候区，这些气候区具有不同的温度。因此，在气候方面具有不同需求的不同生物体可以存在于相同的结构中。

气候区可以是垂直和/或水平布置的。以这种方式，可以有效地使用结构中的空间。

加热-冷却系统可以包括至少一个加热器-冷却器单元。至少一个加热器-冷却器单元可以布置成通过将结构的空气中的蒸气转变为水来从结构的空气中收回水。这是有利的，因为水被提取并且可以用于其他目的。此外，由于不用打开结构以便排出水分，所以害虫不会进入，并且co2气体未被排出。

加热-冷却系统可以包括布置成与结构相连接的冷却器单元，其中冷却器单元可以布置成从结构外部的空气中收回热量，并且其中，加热-冷却系统被布置成将收回的热量输送到地下热能储存器中。当涉及系统利用率和效率、管道数量、投资成本、性能系数时，这是有利的。此外，增大了从地下热能储存器中收回以用于冷却结构的液体的温度与在冷却单元中循环之后的液体的温度之间的差异。此外，如果在结构之外形成更多的冷凝水，则可以收回更多的水。

冷却器单元可以布置成通过将结构周围的空气中的蒸气转化为水而从结构外部的空气中收回水。这是有利的，因为提取甚至更多的水，其可以用于其它目的。

培养结构还可以包括灌溉系统。灌溉系统可以设置为灌溉培养区域。灌溉系统可以连接到加热-冷却系统并且布置成将从加热-冷却系统收回的水输送到用于培养的区域。对环境有利的是，培养结构能够收回待被灌溉系统使用的水而不是将其递送。

培养结构还可以包括雨水收集器，该雨水收集器布置成从雨水中收回水，雨水收集器被连接到灌溉系统和/或加热-冷却系统。对环境有利的是，培养结构能够收回水而不是将其递送。

灌溉系统可以被连接到外部水系统并且被布置成用于向外部水系统提供收回的水而不是将其递送。对环境有利的是，培养结构能够收回水。

用于培养的区域可以包括在结构中被布置在多个层级处的多个子区域，以及以下中的至少一个：被布置成照亮多个子区域的多个光源，和被布置成灌溉多个子区域的灌溉系统。以这种方式，可以有效地使用结构中的空间。

培养结构还可以包括连接到用于培养的区域的水产养殖部(aquaculture)。这是有利的，因为用于培养的区域可以提供有营养物。

用于培养的区域可以包括溶液培养系统(hydroculturesystem)。这是有利的，因为可以更有效地进行培养。

根据第二方面，本发明通过用于操作包括用于培养的区域的培养结构的方法来实现。该方法包括：加热-冷却系统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，以及加热-冷却系统通过将来自地下热能储存器的热量输送至结构中来加热结构中的空气。

该方法还可以包括:循环系统从地下热能储存器中的第一垂直层级收回流体，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和/或寒冷并且将流体返回至地下热能储存器中的第二垂直层级。

该方法还可以包括通过将来自多个太阳能电池的热量输送到地下热能储存器中来冷却太阳能电池。

该方法还可以包括:加热-冷却系统包括至少一个加热器-冷却器单元，该至少一个加热器-冷却器单元通过将结构的空气中的蒸气转化为水而从结构的空气中收回水。

该方法还可以包括：加热-冷却系统包括冷却器单元，该冷却器单元从结构外部的空气收回热量，并且加热-冷却系统将收回的热量输送到地下热能储存器中。

该方法还可以包括：冷却器单元通过将结构外的空气中的蒸气转化成水来从结构外部的空气中收回水。

该方法还可以包括：使用灌溉系统将从加热-冷却系统收回的水输送到用于培养的区域。

第一方面的优点同样适用于第二方面。此外，应注意，第二方面可以根据第一方面来实施，并且第一方面可以根据第二方面来具体化。培养结构在某些情况下可以被称为装置(arrangement)。

本发明的其他的目的、特征和优点将从以下的详细的公开内容、从所附的权利要求以及从附图中是明显的。

一般来说，在权利要求中使用的所有术语应根据它们在该技术领域中的普通意义来解释，除非本文另有明确定义。对“一(a)/一(an)/该(元件、设备、部件、机构、步骤等)”的所有引用应开放地解释为是指所述元件、设备、部件、机构、步骤等的至少一个实例，除非另有明确声明。本文中所公开的任何方法的步骤不必以所公开的确切顺序执行，除非明确声明。此外，词语“包括”不排除其他元件或步骤。

附图简述

本发明的其他特征和优点将结合附图依据当前的优选实施方案的下面的详细描述而变得明显，在附图中：

图1是本发明系统的实施方案的横截面的透视图。

图2a是本发明系统的实施方案的横截面的透视图。

图2b是图2a的本发明系统的实施方案的一部分的透视图。

图3a是本发明系统的实施方案的横截面的透视图。

图3b是本发明系统的实施方案的透视图。

图4是本发明系统的实施方案的透视图。

图5是本发明系统的实施方案的示意性图示。

图6是发明的结构的实施方案的透视图。

图7是图1的发明的培养结构的实施方案的透视图；

本发明的优选实施方案的详细描述

参考其中示出本发明的某些实施方案的附图，现在将在下文中更加充分地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于本文所阐述的实施方案；而是，借助于实例提供这些实施方案使得本公开将是彻底和完全的，并且将向本领域技术人员充分地传达本发明的范围。自始至终，相似的数字指的是相似的元件。

本发明的培养结构和方法可能能够提供食物、热、冷、光和/或水。此外，系统是灵活的，并且可以例如布置在贫瘠的地方和不同的气候中。此外，所有类型的植物都可以在该结构中生长，因为室内气候可以通过调节温度、湿度和照明来调节。通过使用本发明的系统和/或方法，在北部自然生长的植物生长可以代替地在例如撒哈拉沙漠生长。

光合作用的优选温度为约20℃。培养结构中的温度可适合于所生长的植物的类型，并且适合于所期望的结果种类。

led(发光二极管)是高能效的并且具有长的寿命。此外，led提供了定制光谱的可能性，使得植物的照明可以适合于植物类型和/或各种生长步骤。该培养结构可以独立于地理和天气而制造。该培养结构不需要任何电气或气体加热系统。相反，来自照明的内部热负荷可以与培养结构所需的加热功率平衡。

本发明的培养结构包括用于培养的区域并且连接到地下热能储存器。培养结构还包括连接到地下热能储存器的加热-冷却系统。该加热-冷却系统被布置成通过将来自该结构中的空气的热量输送到地下热能储存器中来冷却该结构中的空气。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该结构中来加热该结构中的空气。

图1示出了本发明的培养结构100的实施方案。结构200在这里是不透明建筑物，其具有可以是绝缘的顶部210和壁220，以及至少一个窗户230。应注意，在一种实施方案中，结构200不包括任何窗户。

顶部210和至少一个窗户23包括可以是透明的或至少部分地透明的多个太阳能电池212、232。因此，太阳光可以通过太阳能电池212、232进入该结构中。在一种实施方案中，整个顶部210被太阳能电池覆盖。

结构100包括阁楼240和底层250。在底层250中，有用于培养的区域260。多个led270被布置成照亮用于培养的区域260。多个led270可以例如布置在用于培养的区域260上方。

太阳能电池212、232可以被布置成用为多个led270供电。在一种实施方案中，太阳能电池被布置成至少部分地为多个led供电。太阳能电池被布置成将太阳光的能量转换成电力。在一种实施方案中，太阳能电池通过变压器被直接连接到led。可能有利的是，代替地将太阳能电池连接到电网并且还将led连接到电网。这样，可以在其他地方使用过量的电力。应注意，可以使用其他光源，诸如，例如钠蒸气灯。

培养结构100还包括加热器-冷却器单元280、冷却器单元290、外部冷却器单元295和连接到单元280、290、295的地下热能储存器300。单元280、290、295包括在加热-冷却系统中。加热-冷却系统还可以包括连接单元280、290、295和/或地下热能储存器300的管道。管道可以在该结构中延伸。管道可以布置成在周围环境和管道内部之间交换热量和/或寒冷。管道可以被称为循环系统。应注意，加热-冷却系统可以包括多个加热器-冷却器单元，并且该多个加热器-冷却器单元可以串联连接。加热器-冷却器单元280布置成冷却结构200中的空气，在该实施例中为底层250的空气。这可以通过该装置、更具体地加热-冷却系统来进行，其从地下热能储存器300收回冷却液，例如水。冷却液可以例如具有约8℃的温度。应注意，其他温度也是可能的。然后，冷却液使用管道在地下热能储存器300和加热器-冷却器单元280之间循环和运输，并间接地由该结构中的空气加热。加热的冷却液被输送回到地下热能储存器。加热的冷却液可以例如具有约18℃的温度。然而，应注意，其他温度也是可能的。

在一种实施方案中，冷却液在被底层250中的空气加热之后被输送到阁楼240。在阁楼240中，冷却液通过例如来自太阳能电池的热量和/或通过太阳能电池和/或窗户传输的太阳热量被进一步加热。泵(未示出)被布置成将冷却液从地下热能储存器300泵送到结构200。通过在阁楼中进一步加热冷却液提高了该装置的效率，这是因为可以使用相同量的泵送功率将更多的热量输送到地下热能储存器300。

在一种实施方案中，冷却液在阁楼260中在沿着太阳能电池延伸的管道中被循环。在图1的实施方案中，冷却液在冷却器单元290中循环。

为了进一步提高该装置的效率，冷却液可以被输送到布置在结构200外部的外部冷却器单元295并且从而被结构外部的空气加热。

加热器-冷却器单元280可以被布置成加热结构200中的空气，在该实施例中为底层250中的空气。这可以通过该装置来进行，其从地下热能储存器300收回加热液(例如水)。然后，加热液使用管道在地下热能储存器300和加热器-冷却器单元280之间循环和运输，并且间接地由该结构中的空气冷却。冷却的加热液被输送回到地下热能储存器。

地下热能储存器300可以形成在地下介质中，诸如，例如岩石、基岩、土壤。地下热能储存器300可以包括具有隧道壁的至少一个地下隧道，该地下隧道和该隧道壁被形成在地下介质中。

地下热能储存器300可以包括具有小于隧道的横截面面积的横截面面积的至少一个通道，该通道被形成在地下介质中。在一种实施方案中，地下热能储存器300包括至少一个轴和/或至少一个室。将结合图2a进一步描述该地下热能储存器。

结构200可以包括多个气候区，该气候区具有不同的温度。在图1的实施方案中，一个气候区可以被布置成沿着子区域262延伸。为了建立这样的气候区，至少一个壁可以布置成界定或限定气候区。该至少一个壁可以被布置成沿着子区域262延伸。

加热器-冷却器单元280可以布置成通过将结构200的空气中的蒸气转化为水而从结构200的空气中收回水。在例如温室中，优选具有约80％并且低于约90％的相对大气湿度。相对大气湿度可以适合于在该结构中生长的植物的类型。培养结构可以包括布置成测量湿度的测量单元。测量单元可以连接到加热-冷却系统的控制系统。空气中的水来自植物的灌溉和蒸腾以及植物的蒸发。周围空气的温度和湿度影响植物的蒸腾。

如果空气被冷却，则其包括较少的湿度。在从空气中收回水时收回的热量可以被输送到地下热能储存器、区域加热系统和/或出售给其他家庭。

冷却器单元290可以布置成通过将空气中的蒸气转化为水而从阁楼240中的空气中收回水。外部冷却器单元295可以布置成通过将结构200周围的空气中的蒸气转化为水而从结构200外部的空气中收回水。

结构200可以包括灌溉系统，该灌溉系统布置成灌溉用于培养的区域260。灌溉系统可以被连接到加热-冷却系统并且被布置成将从加热-冷却系统收回的水输送到用于培养的区域260。灌溉系统可以被连接到布置成从雨水中收回水的雨水收集器(未示出)。收回的水可能几乎与蒸馏水一样干净。如果收回的水的量大于灌溉系统所需的量，则可以从该装置输送多余的水。任选地，多余的水可以被出售给其他家庭。然后，该装置可以包括用于从例如藻类、灰尘和颗粒清洁水的净化设备。

在一种实施方案中，灌溉系统包括多个喷嘴，该多个喷嘴可以布置在该结构中并且布置成灌溉培养区域。水可以从喷嘴喷出。在一种实施方案中，该结构中的空气可以通过从喷嘴喷出的喷射水而被加热和/或冷却。待从喷嘴发射的水的量优选包括灌溉所需的水的量和用于加热和/或冷却的附加量。当喷嘴提供热量和/或寒冷时，喷嘴也可以被包括在加热-冷却系统中。

图2a示出了本发明的培养结构的实施方案。在装置102中，结构202是不透明建筑物，其具有可以是绝缘的顶部210和壁220。多个太阳能电池212布置在顶部210上，并且多个太阳能电池212可以是透明的或至少部分地透明的。因此，太阳光可以通过太阳能电池212进入结构中。

结构102包括阁楼240和多个楼层250a-250d。多个楼层250a-250d分别包括用于培养的区域252。

因此，在该结构内，可以以多个层级进行培养，增加生长面积。可以在每个楼层上布置至少一个加热器-冷却器单元，并且加热器-冷却器单元可以串联连接。

结构200可以包括多个气候区，该气候区具有不同的温度。在图2a的实施方案中，每个楼层都可以具有不同的气候区。

多个led272(图2b所示的)被布置成照亮用于培养的区域252。多个led272可以例如布置在用于培养的区域上方。

太阳能电池212可以被布置成为多个led272供电。在一种实施方案中，太阳能电池被布置成至少部分地为多个led供电。太阳能电池被布置成将太阳光的能量转换成电力。在一种实施方案中，太阳能电池通过变压器被直接连接到led。可能有利的是，代替地将太阳能电池连接到电网400并且还将led连接到电网400。这样，可以在其他地方使用过量的电力。变压器450可以布置在电网和该装置之间。

装置102还包括对应于图1的冷却器单元245的冷却器单元245和对应于图1的加热器-冷却器单元280的至少一个加热器-冷却器单元(未示出)。在一种实施方案中，在每个楼层250a-250d上布置加热器-冷却器单元。

冷却液可以从地下热能储存器中收回并且输送到底部层，该底部层也可以称为较低层级。液体可以在管道中循环，并且热量可以与周围的空气进行交换。冷却液可以在该结构中陆续地向上转移。在该结构中例如经由加热器-冷却器单元和/或冷却器单元循环之后，液体的温度可以为高至70℃-100℃。然后，可以将该热能传输到地下热能储存器，并且在另一时间或出于其他目而使用该热能。约70℃至100℃的温度范围对应于区域加热的温度。因此，为了达到这样的温度，不需要热泵。

结构202可以包括灌溉系统，该灌溉系统被布置成灌溉用于培养的区域。灌溉系统可以被连接到加热器-冷却器单元和/或冷却器单元并且布置成将从加热器-冷却器单元和/或冷却器单元收回的水输送到用于培养的区域。灌溉系统可以被连接到布置成从雨水中收回水的雨水收集器(未示出)。收回的水几乎和蒸馏水一样干净。如果收回的水的量大于灌溉系统所需的量，则可以从该装置输送多余的水。任选地，多余的水可以被出售给其他家庭。然后，该装置可以包括用于从例如藻类、灰尘和颗粒清洁水的净化设备。

在一种实施方案中，灌溉系统包括多个喷嘴，该多个喷嘴可以布置在该结构中并且布置成灌溉培养区域。水可以从喷嘴喷出。

在一种实施方案中，该结构中的空气可以被喷射水加热和/或冷却。待从喷嘴发射的水的量优选包括灌溉所需的水的量和用于加热和/或冷却的附加量。

冷却器单元和至少一个加热器-冷却器单元连接到地下热能储存器302。

地下热能储存器302被形成在地下介质500中或地下，例如岩石、基岩、土壤中。地下热能储存器302包括具有隧道壁312的第一地下隧道310，该第一地下隧道310和隧道壁312被形成在地下介质500中。地下热能储存器302可以包括具有隧道壁316的第二地下隧道314，该第二地下隧道314和隧道壁316被形成在地下介质500中。

每个隧道310、314可以至少部分地沿着相应的圆弧延伸。每个隧道310、314可以被配置为螺旋，这两个隧道310、314形成内螺旋310和外螺旋314，其中外螺旋314围绕内螺旋310布置。第一地下隧道310可以是内隧道，并且第二地下隧道314可以是外隧道。

第一地下隧道310和第二地下隧道314可以通过至少一个通路340彼此连接，使得允许在这些隧道之间进行流体连通。该至少一个通路340可以具有通路壁342，该至少一个通路340和该通路壁342被形成在地下介质中。该通路的横截面与隧道310、314的横截面大致相同。

隧道310、314可以被布置成储存流体，例如水。

地下热能储存器302包括多个通道320，通道320的横截面面积小于隧道的横截面面积。通道320被形成在地下介质500中。通道320可以连接隧道、不同高度的隧道和/或通路(下面进一步描述)。通道可以以紧密的图案布置在隧道之间。

在一种实施方案中，地下热能储存器302包括至少一个轴330和/或至少一个室(未示出)。隧道310、314可以通过多个通路连接到轴330，使得在隧道和轴之间允许流体连通。

地下热能储存器302可以包括至少一个流体连通机构350，该流体连通机构350布置成在合适的垂直层级处从隧道和/或轴提取所述流体的任意部分，以便允许处理所述流体，例如在该结构中和/或与该结构相连的流体，其中所述流体连通机构还被布置成在合适的垂直层级处将经处理的流体返回到隧道和/或轴。该至少一个流体连通机构可以是循环系统的一部分。

在使用地下热能储存器期间，流体在通道、隧道、通路和/或轴中循环，并且储存热能。此外，热能储存在通道、隧道、通路和/或轴之间的地下介质中。

在一种实施方案中，地下热能储存器的中间部分具有比地下热能储存器的至少一个端部部分更大的尺寸，如沿地下热能储存器的中心轴线方向看到的。当地下热能储存器的两个端部部分都小于中间部分时，储存器具有基本上球形的形状。使用包括隧道和中间地面的这种大致球形形状使储存器的外围区域最小化并且因此使热损失最小化，同时仍然实现在储存器周外围内的尽可能大的体积。当仅一个端部部分较小时，则形状基本上对应于圆锥体或棱锥体，如沿着储存器的中心轴线的方向所见的。

这种能量储存器可以用于储存例如高至95℃的热流体和例如低至4℃的冷流体以及具有中间温度的流体。中间温度是指明显低于可以储存的最热的流体但是比可以储存的最冷流体要高的温度。例如，在低温系统中，可以使用中间温度流体。可以在不使用任何热交换器的情况下进行与低温系统的热交换。而是，中间温度的流体可以在低温系统中循环。具有例如40-70℃的中间温度的流体通常是在与区域加热系统进行热交换之后被返回到储存器中的流体。

当将热能储存在地下时，由于在具有不同温度的流体的体积之间的密度差，因此如果储存空间具有足够大的体积，则在储存器中会发生分层。流体越温暖，其在所在的储存器中越高。

当用热流体对储存器充填时，来自较低流体层的冷流体经过储存器循环并且通过热交换器，来自较低流体层的该冷流体在热交换器处被加热。热交换器可以是至少一个加热器-冷却器单元和/或冷却器单元中的任一个。因此，来自较低流体层的该冷流体被供应至储存器中的具有对应的较高温度的流体层。该过程在排放期间逆转，即来自较高层的热流体被循环到热交换器，在该热交换器处，来自较高层的该热流体释放其能量，在此之后，其返回到储存器的具有对应的较低温度的层。

当用冷流体对储存器充填时，来自较高流体层的热流体经过储存器循环并且通过热交换器，在该热交换器处将其冷却。热交换器可以是至少一个加热器-冷却器单元。此后，将来自较高流体层的热流体供应至储存器中的具有对应的较低温度的流体层。该过程在排放期间逆转，即来自较低层的冷流体被循环到热交换器，在该热交换器处，来自较低层的该冷流体吸收能量，在此之后，来自较低层的该冷流体返回到储存器的具有对应的较高温度的层。

在储存器中使用的流体优选为水，但可以是例如水和冷却剂、任何液体燃料(例如化石来源或生物来源(生物燃料)的碳氢化物)、盐溶液、氨或其他制冷剂的混合物。

连接到储存器的处理装备被布置在处理区域中，并且尤其包括热交换器和泵。

储存器可以用于加热，即返回到储存器的流体具有比当其被提取时低的温度，并且用于冷却，即返回到储存器的流体具有比当其被提取时高的温度。

如图2b所示，用于培养的区域可以包括溶液培养系统610。因此，植物可以在无土介质或基于水生的环境中生长。植物营养物可以经由水分配。水和营养物可以通过毛细管作用或通过某种形式的泵送机构进行分配。根部可以锚定在粘土聚集体中。灌溉系统可以包括所述泵送机构和/或用于提供所述毛细管作用的管道。

如图2b所示，用于培养的区域可以被连接到水产养殖部620。水产养殖部可以包括养殖水生生物，例如鱼、甲壳类动物、软体动物和水生植物。将溶液培养系统610(也可以被称为水培系统)与水产养殖部620组合，获得复合养殖系统630。因此，该装置可以包括复合养殖系统。

来自水产养殖部的水可以被供给到溶液培养系统。副产物可以被硝化细菌分解成硝酸盐和亚硝酸盐，该硝酸盐和亚硝酸盐被植物用作营养物。然后，可以将水再循环回到水产养殖系统。

在一种实施方案中，农场可以布置成与该结构相连接或布置在该结构中。农场可以包括动物，这些动物可以提供可在用于培养的区域中使用的肥料。

图3a和图3b是本发明的装置的实施方案的透视图。在该装置104中，结构204是被覆盖的凹坑(pit)。凹坑可以是开放的地下凹坑，例如废弃的采石场或类似场所。顶部214被布置在凹坑上。天然的凹坑表面可以构成结构204的壁和地板。因此，壁224和地板可以由石头制成。凹坑的顶部214可以是透明的，以让太阳光进入凹坑中。在一种实施方案中，顶部是透明的/半透明的太阳能电池。在该实施方案中，太阳能电池212在地平面处与结构204相连接。

结构204包括用于培养的区域262。该装置可以包括结合图1-2描述的特征中的全部或一些。

图3a和图3b之间的差异在于，在图3b中，凹坑的一部分构成该结构。该结构的壁不是天然的凹坑表面，而是被安装。

深/高体积(比如结构204内)中的垂直温度梯度可以是每米0.7至1.0摄氏度。因此，以100米的高度，温度差可以如70℃至100℃一样大。使用天然材料(诸如，例如石头)作为气候壳的结构将具有比绝缘的不透明结构更低的抗热性。然而，由于天然的壁和地板具有大的热容量，因此作为地下热能储存器，减少了对主动加热/冷却的需求。

该结构连接到地下热能储存器304，该地下热能储存器304可以对应于结合图1和图2描述的地下热能储存器300和/或302。此外，装置104还可以包括对应于结合图1和图2描述的单元的至少一个加热器-冷却器单元和/或至少一个冷却器单元。

在一种实施方案(未示出)中，该结构是隧道或隧道的一部分。在本实施方案中，没有太阳光进入结构中。如果结构是隧道的一部分，则壁可能已布置在隧道中。该装置可以包括结合图1-3描述的特征中的全部或一些。

如图4所示，装置106可以布置在除地球、月球、小行星、彗星和/或空间站之外的行星上。结构206可以是外星覆盖的火山口。如图所示，太阳能电池212可以被布置成与结构206相连接。在该实施方案中，结构的顶部216是圆顶形的。地下热能储存器可以被布置成与结构206连接并且连接到该结构。在一种实施方案中，结构206包括形成在人和动物可以居住的地下介质中的至少一个空腔。因此空腔的顶部可以形成在地下介质中。这是有利的，因为它提供了抵抗进来的物体的保护。例如，陨石可能落在结构206的顶部216上，这可能导致顶部216破裂。

在一种实施方案中，不透明结构可以布置在撒哈拉沙漠中，在撒哈拉沙漠中，白天相对较短，但是可以培养植物，这通常用于午夜太阳。

图5示意性地示出了本发明的装置1的实施方案。示出了地下热能储存器2，其可以是储罐、地下洞穴或设计成在能量的输入/输出和大的季节储存容量方面具有高性能的地下热能储存器。

在能量储存器2中，可以储存不同温度的能量。能量储存器的较高层具有比较冷的较低层更高的温度。在能量储存器的较高层和较低层之间的过渡区中还存在具有中间温度的层。能量储存器的层内的温度可以定义为温度间隔t1、t2和t3。这些间隔可以适合于任何特定的工作条件。仅作为示例，第一温度间隔t1可以在15℃至65℃的范围内，第二温度间隔t2可以在50℃至100℃的范围内，并且第三温度间隔t3可以在4℃至25℃的范围内。间隔t2中的温度在一段时间内可能更高，例如高至150℃。

能量储存器2内的分层是由于具有不同温度的流体(即液态水)之间的密度差。温的液态水的密度比较冷的水低高于4℃的范围内，这导致不同温度的水被置于能量储存器内的不同垂直层级处，即垂直温度分层。在从能量储存器提取热量期间，密度差产生梯度流，这是由于具有较低密度的温水向上流过储存器至热交换器，在该热交换器处具有较低密度的温水被冷却。在回流管道中，密度差产生较冷的水的向下流动。这导致不同密度的两种水柱，引起重力，这可以用于梯度流动，以减少电能的消耗。当用热量对能量储存器充填时，该效果被逆转，并且必须添加额外的电能源例如泵或马达以驱动流动。

由于能量储存器的充填主要是在夏季期间进行，而排放主要是在冬季期间进行，这意味着在夏季期间需要额外的电能来泵送，而在需求和成本较高的冬季期间可能会产生额外的电能，即电能的季节性储存。在夏季，额外的电能将由泵与电动机一起供应。在冬季期间，相同的泵-电动机将用作涡轮-发电机。能量储存器的大的垂直高度将增加这种效果。

为了利用储存器的全部潜能，有利的是，有效地使用不同的可用温度。一个条件是储存器在不同高度处设置有入口和出口。因此，存在许多流体连通机构11，例如伸缩管，其从处理区域延伸，并且被布置成在能量储存器的合适垂直层级处从能量储存器收回流体的一部分，以便允许通过至少一个热交换器9处理流体。流体连通机构还被布置成在能量储存器的合适的垂直层级处将处理过的流体返回到能量储存器。

能量储存器2可以经由热交换器9连接到吸热系统3、4和/或发热系统7。吸热系统3可以是结合图1-4中任一幅图所述的结构。图2a的结构在图5中被示出并且连接到能量储存器。在一种实施方案中，t1可以在31℃至16℃的范围内，t2可以在60℃至40℃的范围内，且t3可以在20℃至4℃的范围内。

例如，吸热系统3可以是低温系统，诸如用于加热建筑物的加热系统。第一吸热系统3被连接到热交换器10。例如来自温度间隔t1的第一温度的能量从能量储存器2收回，并且用于使用热交换器10加热建筑物。吸热系统3也可以用作发热系统，从系统中的消耗者收集热量。

吸热系统4的另一个实例是高温系统，优选地区域加热系统。吸热系统4可以用取自能量储存器2的具有在间隔t2内的温度的能量进行充填，或用直接取自内部组合式加热和冷却机器15的具有在间隔t2内的温度的能量进行充填。下面更详细地讨论了内部组合式加热和冷却机器15。吸热系统4也可以用作发热系统，从系统中的消耗者处收集热量。

术语能量在本文中可以被解释为具有热能和/或温度的流体或液体。

发热系统7提供能量，该能量可以由工业设施或其他废热源、组合式供热供电设施(acombinedheatandpowerplant)(chp)、用于发电和/或加热的太阳能电池板、热泵、生物燃料锅炉、电热水锅炉和/或电蒸汽锅炉或化石燃料锅炉提供。为了用作用于调节电网的装置，该组合式供热供电设施和电热水锅炉和/或电蒸汽锅炉是高度地优选的装置。

布置在发热系统7中的组合式供热供电设施(chp)产生热量和功率，对于大型设施来说，通常以2:1的比例。在电的价格低的时期，不发电的能源生产可能是优选的。在这时，整个锅炉容量被产生为热量，即正常热生成量的150％。如果组合式供热供电设施被推进，比例可以为1：1，且锅炉容量为200％。然而，设施中的冷凝器以及某些额外的装备例如蒸汽变压器(用于将过热的蒸汽转化成饱和蒸汽)在设施内是需要的。与能量储存器2组合，涡轮机可以通过同步发电机连接到电网，并且在白天不发电而运行，仅向能量储存器递送热量。如果夜间需要，则组合式供热供电设施也可产生全功率的电力(风/太阳能补偿)。与地下热能储存器组合操作的组合式供热供电设施的添加意味着旋转质量被包括在系统中，其在几秒内补偿电网变化。

布置在发热系统7中的电热水锅炉和/或电蒸汽锅炉可以用于电的剩余能量的高峰调节(peakshaving)，例如用于在白天期间消耗电力(风/太阳能高峰调节)。

上面提到的组合式供热供电设施和电热水锅炉和/或电蒸汽锅炉可以是新的装置或已经存在的装置。

该系统还包括连接到能量储存器2的内部加热和冷却机器15。在一个方面，使用该系统以增加能量储存器2的能量储存容量以用于加热和冷却目的。在另一方面，该系统用于增加储存器的加热能力。

优选地，内部加热和冷却机器15包括至少两个热泵。内部加热和冷却机器15以与上述相同的方式通过流体连通机构11连接到能量储存器2。

作为一个实例，内部加热和冷却机器15从温度间隔t1的一个层级从能量储存器收回流体，而同时将具有较高温度的加热流体返回到间隔t2，并且将具有较低温度的冷却流体返回到间隔t3，返回到能量储存器中的对应层级，或例如直接返回到吸热系统4。然而，流体也可以从温度间隔t1的一个层级收回并且返回到相同温度间隔t1的较暖的层级(即较高层级)和相同温度间隔t1的较冷的层级(即较低层级)。因此，加热和冷却的流体可以返回到能量储存器内的任何流体层，该流体层被布置在流体被收回的层级的上方和下方，即处于具有较高和较低温度的层级处。

如上所述，内部加热和冷却机器15包括至少两个热泵。每个热泵包括至少两个压缩机，该压缩机可以串联地和并联地连接在热泵的制冷剂侧上。然而，每个热泵内的热泵的数量和压缩机的数量可以是任何合适的数量。热泵/压缩机的数量越多，内部加热和冷却机器15的效率越高。然而，这必须与部件的数量的增加所导致的成本增加权衡。

内部加热和冷却机器15从能量储存器的在层级温度间隔t1内的第一(例如从中间温度层级)收回流体。热泵用于同时将该能量转换为用于加热和冷却双重目的的能量。用于加热和冷却的能量返回到能量储存器中的正确的对应的温度层级，或者例如被直接传输到诸如区域加热系统的吸热系统4中。每个热泵可以使用不同的制冷剂。为了实现最大性能系数(cop)，蒸发器、冷凝器和子冷却器的水侧上的流将被串联布置，以便减少穿过每个热泵所需的温度升高。

在一种实施方案中，内部组合式加热和冷却机器通过变压器直接连接到太阳能电池。将太阳能电池连接到电网并且另外将内部组合式加热和冷却机器连接到电网可以是有利的。这样，就可以在其他地方使用过量的电力。

在第一实例中，第一和第二热泵各自包括串联连接的至少两个压缩机。当电的价格低时，优选使用串联连接。在该实例中，使用来自温度间隔t1(45℃)的能量，热泵将产生用于较高温度间隔t2(95℃)和较低温度间隔t3(5℃)的能量。实现了3-4的用于加热的性能系数cop。当包括冷却效果时，cop为5-6。实际值取决于热泵的数量、压缩机的数量和系统的效率。

在第二实例中，第一和第二热泵各自包括并联连接的至少两个压缩机。当电的价格相对较高时，优选使用并联连接。在这个实例中，使用来自温度间隔t1的较高层级或温度间隔t2的较低层级(65℃)的能量，热泵将产生用于较高温度间隔t2(90℃-95℃)和中间温度间隔t1(40℃)的能量。实现了用于加热和冷却的比用于串联连接的压缩机的cop高约三倍的cop。实际值取决于热泵的数量、压缩机的数量和系统的效率。

在第三实例中，第一和第二热泵还包括各自串联连接的至少两个压缩机。在这个实例中，使用来自温度间隔t3的较高层级或温度间隔t1的较低层级(20℃)的能量，热泵将产生用于中间温度间隔t1(55℃)和较低温度间隔t3(5℃)的能量。实现了用于加热和冷却的比用于串联连接的压缩机的cop高约三倍的cop。实际值取决于热泵的数量、压缩机的数量和系统的效率。

根据第二实例的并联连接示出了可以如何将中等温度层级处的能量转变成对应于常规区域加热层级的高温，并且同时在对应于低温系统的温度下产生能量。在第三个实例中，相同的装备可以在较低层级处从能量储存器提取能量，以便在5℃的温度层级下优化冷却能量的产生，并且产生用于低温系统的温度。

因此，上述地下热能储存系统的一个优点是通过选择在哪个温度层级处收回和释放能量来优化能量的储存的可能性，全部都取决于在给定时间段内电网中和能量储存器中的特定条件。

具有串联和并联连接的压缩机的可选择的操作可能需要对应于串联运行的压缩机单元的数量的不同尺寸的压缩机。在这种装置中，压缩机可以被连接到一个共用的马达。可选择地，压缩机可以具有相同的尺寸，但是在串联连接中将需要压缩机和马达之间的速度调节。可以为此目的使用不同的装置，例如机械齿轮或电机的频率调节。使用液压马达或蒸汽涡轮机代替电机是可能的。

图6示出了本发明的结构的实施方案。本发明的结构可以与图1-5的地下热能储存器中的任何一个组合。结构208可以具有顶部，为了简单起见未示出该顶部。太阳能电池可以被布置成与该结构相连接。

结构208包括具有不同气候区的多个层级，气候区具有不同的温度和不同的空气湿度。结构的较低层级中的气候区具有较低的温度和空气湿度。结构中的气候区越高，温度和空气湿度越高。最低气候区710具有极地气候。在气候区710中，水可以冻结成冰，并且北极熊可能会生存。气候区770具有热带气候，并且包括雨林。

多个气候区由热对流产生。热和湿气在朝向结构的顶部的方向上向上行进。该结构还可以包括被设置为提供热量和/或寒冷以便调节气候区的温度的加热-冷却系统。在一种实施方案中，该结构包括用于产生冰的装置，使得可以在极区中产生冰环。即使只示出了动物，但是人们也可能处在结构中。该结构可以例如是可以被人们访问的动物园。动物可能被锁在笼子里或被围栏锁起来。

led可以被布置成照亮多个气候区。led可以布置在灯具上。在一种实施方案中，led被包括在布置在多个层级上的街道照明中。

应注意，该实施方案可以与本文所述的其他实施方案中的任何一个组合。

图7示出了与图1有差异的本发明装置的实施方案。在装置800的结构中，已提供了水平气候带。壁已经布置成沿着用于培养的区域262延伸。具有区域262的房间中的空气可以具有与结构的其余部分不同的温度和空气湿度。例如，可以使用喷嘴提供更多的水分和/或热量。

应理解，水平气候区可以布置在本文所述的所有结构中。可以在该结构中布置壁，以界定气候带。

所公开的实施方案的其它变型可以由本领域技术人员在实践所要求保护的发明时根据对附图、公开内容和所附权利要求的研究来理解和实现。例如，本文所述的地下热能储存器在实施方案中是可互换的。本文所述的所有实施方案可以组合。

为了增加照亮用于培养的区域的光的量，该结构可以包括用于将反射光朝向用于培养的区域引导的机构。结构内的表面，例如天花板、壁、地板和内部可以具有诸如镜子、反射材料和/或反射涂层的反射表面。这些表面也可以具有荧光涂层。

该结构可以是不透明的。在一种实施方案中，不透明结构可以是具有绝缘顶部、壁和窗户的建筑物。窗户可以是透明的或半透明的太阳能电池。在另一种实施方案中，太阳光不会进入结构中，而是，通过使用led来使照明都是人造的。在又另一种实施方案中，该结构是温室。

在另一种实施方案中，该结构与住宅和/或商业区域相组合。作为示例，该结构可以布置在住宅和/或商业区域内。在另一种实例中，结构被布置成至少部分地包围住宅和/或商业区域。在后一种实施方案中，该结构是至少部分地透明的。

该结构可以包括用于培养的多个子区域，子区域被布置在结构中的多个水平层级处。led可以被布置成照亮子区域。不同的层级可以根据温度进行布置。可以将温度控制在用于不同生长周期的优选水平。可以利用垂直层化的效果。可以将湿度控制在用于不同生长周期的优选水平。加热-冷却系统可以包括布置成控制室内气候的控制系统。控制培养结构的室内气候可以包括控制温度、光、二氧化碳和湿度中的至少一种。特别地，控制培养结构的室内气候可以包括控制光的温度的水平、量和/或波长、二氧化碳的百分比和湿度中的至少一个。控制系统可以包括多个测量单元。测量单元可以被布置成测量温度、湿度、二氧化碳和光中的至少一个。测量单元可以专用于测量一个量，例如温度，或者可以被布置成测量多个量，诸如例如温度、湿度和光。测量单元可以被布置成测量结构中的空气的温度、结构外的空气的温度和所培养的温度。

可以选择led，使得其具有合适的波长，并且可以排除不那么有效的波长。例如，蓝光(400-490nm)和红光(约600-690nm)在进行培养时是非常有利的并且增加生长比率。如果以约600-690的范围内的波长的光(红光)和/或约400-490的范围内的波长的光(蓝光)照亮植物，则对光合作用是有利的。使用led来照亮植物，这样可以延长白天，也可以延长生长季节。然而，黄光对光合作用具有较小影响，led中的至少一个可以发出黄色和/或白色的光，因为对于处在结构中的人类而言，它是令人愉快的。为了使期望的波长最大化，结构的内部的至少一部分可以设置有荧光涂层。

在高于25℃的环境温度下，led的使用寿命大大降低。led暴露至的温度越低，使用寿命就越长。因此，该装置和方法是非常有利的，因为结构中的空气的温度可以适合于这种条件。此外，并且如本文所提到的，在培养中有利的是将空气的温度保持低于25℃。

led的量可以适合于结构的多大部分是透明的。结构越不透明，需要的led越多。

太阳能电池可以是光电的(pv)。太阳能电池可以被布置成使得在太阳能电池和它们被附接至的结构部分之间产生空间。该空间可以用于冷却太阳能电池并且用于收回由太阳能电池产生的热量。太阳能电池可以被布置成使得在太阳能电池和结构之间形成阁楼，该阁楼也可以用于冷却太阳能电池并且用于收回热量。太阳能电池在使用过程中产生热量。所产生的热量可以被输送到地下热能储存器。

至少一个冷却器单元可以安装在空间/阁楼中，以便收回热量并且将热量输送到地下热能储存器。冷却器单元还可以布置成冷却布置在结构的上部上的太阳能电池。冷却太阳能电池增加了pv电效率。冷却器单元可以供应有中间温度或更低(8℃-18℃)的冷却水。在某些情况下，冷却导致室外空气的冷凝。这种水以及雨水被灌溉系统收集和使用。任何多余的水都可以用于其他用途，而不是灌溉。然后，该装置可以包括用于从例如藻类、灰尘和颗粒清洁水的净化设备。然后，将加热的冷却水返回到地下热能储存器，并且可以经由区域加热网络(4)或低温系统(9)或温水系统(9b)被输出为热量。

太阳能电池可以布置在结构的上部上，布置在顶部上或形成顶部。另外地或可选择地，太阳能电池可以布置在机架上或靠近该结构的地面上或与该结构相距一定距离处。可选择地，太阳能电池可以布置在另一结构的上部上。

太阳能电池可以是半透明的。在一种实施方案中，太阳能电池对可见光是透明的但对其他波长是不透明的，并且使用其他波长的光用于产生电力。

装置100包括结构中的加热器-冷却器单元150和连接到加热器-冷却器单元的地下热能储存器200。加热器-冷却器单元150布置成通过将来自结构120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。这可以通过从地下热能储存器收回冷却液例如水来进行。冷却液可以例如具有约8℃的温度。应注意，其他温度也是可能的。然后，冷却液在结构中循环并且通过空气间接加热。加热的冷却液被输送回到地下热能储存器。加热的冷却液可以例如具有约18℃的温度。然而，应注意的是其他温度也是可能的。

在一种实施方案中，冷却液体在已被结构中的空气加热之后被输送到结构的阁楼。在阁楼中，冷却液通过例如来自太阳能电池的热量和/或通过太阳能电池和/或窗户传输的太阳热量来进一步加热。

至少一个加热器-冷却器单元可以被布置成通过将热量从地下热能储存器输送到该结构中来加热该结构中的空气。多余的热量可以从该装置输送。任选地，多余的热量可以出售给其他家庭。

至少一个加热器-冷却器单元可以被布置成通过将热量从该结构输送到地下热能储存器来冷却该结构中的空气。

冷却器单元可以被布置成通过将热量从该结构输送到地下热能储存器来冷却该结构中的空气。

冷却器单元和至少一个加热器-冷却器单元可以相似但用于不同的目的。冷却器单元可以包括冷却电池，并且至少一个加热器-冷却器单元可以是加热电池和/或冷却电池。冷却器单元和至少一个加热器-冷却器单元可以包括用于循环液体的多个管道。管道可以由凸缘包围。当在冷却器单元和/或至少一个加热器-冷却器单元中循环的液体的温度与周围空气的温度不同时，冷凝水可以形成并且可以由收集器接收。收集器可以被连接到灌溉系统。

布置成冷却和/或加热结构中的空气的至少一个加热器-冷却器单元可以包括被布置成与结构中的空气交换热量的至少一个加热器-冷却器单元。

布置成冷却结构中的空气的冷却器单元可以包括布置成与结构中的空气交换热量的冷却器单元。

在一种实施方案中，该装置包括管道系统，该管道系统被布置成循环流体，其中流体可以是冷却流体和/或加热流体。管道系统可以布置在结构中并且布置成与结构中的空气交换热量和/或寒冷。管道系统可以被连接到地下热能储存器、至少一个加热器-冷却器单元、布置在阁楼中的冷却器单元、外部冷却器单元和/或灌溉系统。管道系统可以包括多个管道。管道系统可以被称为循环系统。

冷却液可以定义为低于待冷却的介质的温度的温度的液体。加热液体可以定义为高于待加热的介质的温度的温度的液体。冷却和/或加热液体被布置成从地下热能储存器中收回。在用于冷却和/或加热之后，冷却和/或加热液体被布置成返回到地下热能储存器。液体和流体在本文中可以互换使用。

在权利要求中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一(a)”或“一(an)”不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中叙述的若干项的功能。某些措施在相互不同的从属权利要求中叙述的单纯事实并不表示这些措施的组合不可被有利地利用。权利要求中的任何参考标记不应当被解释为限制该范围。

在下面，提供了编号的示例性装置和方法。编号的示例性装置和方法不应视为限制由所附权利要求界定的本发明的范围。

1.一种用于控制包括用于培养的区域的结构的室内气候的示例性装置，所述装置包括：

该结构、布置成照亮用于培养的区域的多个led、布置成与该结构相连接并且布置成为多个led供电的多个太阳能电池，

布置在该结构中的加热-冷却系统和连接到加热-冷却系统的地下热能储存器，

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中来冷却该结构中的空气，和/或

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该结构中来加热所述结构中的空气。

2.根据权利要求1所述的示例性装置，还包括：

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流体和具有第三较低温度的冷却流体；以及

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。

1.用于控制包括用于培养的区域的结构的室内气候的方法，所述方法包括：

多个led照亮用于培养的区域，

多个太阳能电池为该多个led供电，

加热-冷却系统通过将来自所述结构中的空气的热量输送到地下热能储存器中来冷却该结构中的空气，和/或

该加热-冷却系统通过将来自所述地下热能储存器的热量输送到该结构中来加热该结构中的空气。