‘Natuurlijke luchtstromingen in de kas tegengaan door ventilatoren is in feite een illusie’
Leon Dukker (Porta Nova)
De algemene conclusie is dat de natuurlijke luchtbewegingen in een kas behoorlijk sterk zijn en dat het moeilijk is deze op kunstmatige wijze te beïnvloeden.
De natuurlijke krachten zijn één tot twee orden (10-100x) groter dan die van kunstmatige middelen. Een simpel voorbeeld uit de praktijk maakt dat snel duidelijk. Op een zomerdag ventileren met de luchtramen leidt al gauw tot ventilatievouden van 20-30. Dit komt dus bij een kashoogte van 5 meter
neer op een ventilatiesnelheid van 100-150 m3/m2.uur. Vergeleken met een gangbare ventilator, die
wordt gebruikt voor horizontale luchtverplaatsing, dan praten we over 2000 – 3000 m3/uur. Om met
deze ventilatoren in de buurt te komen van de natuurlijke ventilatie moet dus op elke 20 m2 kasop-
pervlak een dergelijke ventilator worden opgehangen. In werkelijkheid worden ze echter toepast met
een dichtheid van 1 op circa 500 m2.
Theoretisch zorgen deze ventilatoren dus slechts voor enkele procenten van de totale luchtbewe- ging. Veel effect is daar dan ook niet van te verwachten. Zeker niet als de ventilatoren bovenin de kas hangen. Alleen heel gericht inzetten van ventilatoren kan een gewenst effect veroorzaken. Bijvoor- beeld door reeds bestaande natuurlijke luchtstromen te versterken of heel lokaal - daar waar het op te lossen probleem zit - lucht te blazen. Dit gaat alleen merkbaar effect opleveren als de natuurlijke stroming in de kas eerst flink is gereduceerd, bijvoorbeeld door het volledig sluiten van een scherm. Ook in situaties met vrijwel gesloten luchtramen worden in kassen als gevolg van natuurlijke druk- en temperatuurverschillen al turbulente stromingen gemeten met luchtsnelheden in de orde van 0,2 – 1 m/s.
Een horizontale ventilator met een luchtverplaatsing van 3000 m3/uur zorgt in een tralie met een
breedte van 8 meter en een hoogte van 5 meter voor een gemiddelde luchtsnelheid van 3000/ (3600*8*5) =0,02 m/s. (3600 is het aantal seconden per uur).
Deze kunstmatig opgewekte luchtstroming wordt dus letterlijk weggeblazen door de natuurlijke stro- ming die in dit geval 10-50 keer sterker is.
Een situatie die iedereen uit de praktijk herkent, is de enorme invloed op de temperatuurverdeling en de luchtbeweging in de kas van één kapotte ruit of van een openstaande deur. Met rookproeven kan zichtbaar worden gemaakt dat een dergelijk tochtgat tot op 50 -100 meter afstand de luchtstroming domineert.
Het idee dat met de bekende horizontale ventilatoren bovenin de kas een luchtstroom kan worden opgewekt, die als een slingerende slang door de kas loopt en was bedoeld om horizontale tempera- tuurverschillen als gevolg van warmtetrek te vereffenen, is enkele jaren geleden al naar het rijk der fabelen verwezen. Uit onderzoek bleek dat deze ventilatoren het meeste effect hebben als ze in een breed front allemaal dezelfde kant op blazen. Dit is echter niet praktisch omdat de wind, als veroorza- ker van de warmtetrek, immers van richting wisselt.
Het omgekeerde is wel mogelijk, namelijk om met ventilatoren bestaande natuurlijke luchtstromin- gen te versterken. Helaas ook als dit niet wenselijk is. Dat is op meerdere plaatsen gebleken met systemen waarmee wordt gepoogd kaslucht te circuleren door middel van luchtslurven die vanuit de zijgevel onder de teeltgoten naar het middenpad liggen. Deze systemen veroorzaken een soortgelijke circulatie als die ontstaat door het afschot in de kas. Het gevolg is derhalve koude zones langs de zijgevel. Alleen bij goed isolerende en volledig gesloten schermen zal dit fenomeen niet optreden.
Een deel van de ongelijkheid wordt ook nog eens veroorzaakt door het feit dat boven de teeltgoot achteraan de slang nu eenmaal heel weinig lucht stroomt en vooraan de slang juist heel veel. Als aan die lucht ook nog eens extra warmte wordt toegevoegd, dan wordt de temperatuurverdeling in de kas zelfs nog veel slechter, omdat de lucht in de slang onderweg afkoelt naar kastemperatuur.
De warmte-inhoud van lucht is veel kleiner dan die van water en een luchtslang heeft een veel groter oppervlak dan een verwarmingsbuis. De aan de lucht toegevoegde temperatuurverhoging zal dus grotendeels in het eerste deel van de slang aan de kaslucht worden afgegeven en daar een warme zone veroorzaken. Nu denken sommigen daarmee precies de koude zone langs de gevel te kunnen compenseren, maar daarvoor is deze werkwijze veel te grof.
Het recirculeren van kaslucht door middel van een slang, al dan niet met extra warmtetoevoeging is dus geen goed idee. Het gebruik van slangen om droge buitenlucht in de kas te brengen en deze goed te verdelen werkt wel goed. Als tenminste de buitenlucht wordt voorverwarmd tot op de kastempe- ratuur zodat er geen temperatuurverschillen kunnen ontstaan.
Dit systeem voor circulatie van kaslucht zorgt voor een horizontale retourstroming die naar de gevel toe steeds sterker wordt. Omdat de lucht boven het schermdoek afkoelt en door de schermkieren valt, ontstaat aan de gevel een koude zone.
Ondanks het extra verwarmen van de lucht in de slurf zal deze de kouval bij de gevel niet compenseren omdat deze luchtstroom veel groter is dan de hoeveelheid lucht die uit de slurf komt.
In de ideale kas bestaat een kleine gecontroleerde luchtbeweging om temperaturen overal gelijk te maken en gassen goed te verdelen. Dat wordt bereikt als de hele kasomhulling goed is geïsoleerd met een dubbelwandig gealuminiseerd scherm, dat overal perfect is gesloten. In die situatie zal de lucht- stroming zo gering zijn dat de afvoer van warmte en vocht vanuit het gewas kan stagneren. Bij wind- stil weer met weinig uitstraling wordt die situatie ‘dood klimaat’ genoemd. Dat betekent niets anders dan: stilstaande lucht tussen het gewas, vochtophoping en kwaliteitsproblemen. Die situatie treedt ook vaak op bij belichting. Bovenin de kas is er dan een warme laag die niet mengt met een koudere luchtlaag tussen het gewas. Koude lucht is immers zwaarder dan warme. In beide situaties moet de kaslucht zoveel mogelijk worden gemengd en deels vervangen door drogere buitenlucht.
3.14.1 Een actief en homogeen kasklimaat met ventilatoren
Alles overziend kan de vraag opkomen: hoe kan er in een goed geïsoleerde kas een actief en gelijkma- tig klimaat worden gecreëerd met behulp van ventilatoren?
Uit een ruime praktijkervaring en vele rookproeven komt de volgende aanpak als meest kansrijk naar voren:
1. Het ontstaan van natuurlijke ongewenste luchtbeweging zo veel mogelijk voorkomen; 2. De lucht lokaal door elkaar roeren in verticale richting.
Het eerste punt mag duidelijk zijn uit al het voorgaande. Het tweede punt is een logisch gevolg van de nadelen van horizontale luchtverplaatsing. Inherent aan horizontale luchtverplaatsing zijn onder andere:
• Het gaat meestal om grote afstanden, waardoor het veel energie kost;
• Door opwarming of afkoeling als gevolg van contact met warme (lampen) of juist koude opper- vlakken (kasdek, scherm) ontstaan temperatuurverschillen in de kas;
• De gewenste stromingsrichting om temperatuurverschillen te vereffenen (de belangrijkste reden om horizontale ventilatoren toe te passen) varieert met de windrichting, dus de ventilatoren blazen de ene keer goed en de andere keer verkeerd;
• Over het algemeen hebben horizontale ventilatoren weinig effect op de luchtbeweging direct rond de plant.
3.14.2 Voordelen van verticale luchtbeweging
Door lokale verticale luchtbeweging wordt onder meer bereikt dat:
• Er geen temperatuurverschillen ontstaan door afkoeling langs het scherm of door opwarming via lampen als gevolg van luchtstromen langs het kasdek over grote afstanden;
• De luchtbeweging beter doordringt in opgaande gewassen;
Dit systeem dat uitsluitend buitenlucht inbrengt, zonder recirculatie en alleen voorverwarming tot kasluchttemperatuur, kent de bezwaren van ongelijkheid niet en is bovendien zuiniger met elektriciteit, eenvoudiger en goedkoper. De kouval is verdwenen doordat het scherm volledig dicht kan blijven. De warme laag bovenin de kas wordt opgeheven door verticale ventilatoren.
• De luchtbeweging daadwerkelijk een actief microklimaat rond de plant geeft; • Een gelijkmatige beweging over een groter oppervlak ontstaat;
• Warmte van de zon of van lampen effectief naar beneden wordt getransporteerd;
• Door beweging zonder drukopbouw er veel minder energie nodig is voor een bepaalde luchtver-
plaatsing in m3/m2.uur dan bijvoorbeeld met slurven;
• Eventuele lokale verstoringen veel minder invloed hebben op de rest van de kas;
• Door een geschikte verdeling met voldoende overlap tussen de ventilatoren er naast een verti- cale temperatuurvereffening ook sprake is van een kleine horizontale vereffening;
• Een circulatievoud van 4-8 keer per uur de kasinhoud rondpompen is een goed debiet gebleken. Dit komt bij een kashoogte van 5 meter neer op een gemiddelde luchtsnelheid van circa 0,5- 1cm/sec. Oftewel een subtiele luchtbeweging.
Bij de toepassing van verticale ventilatie is zorgvuldige ophanging en afstelling noodzakelijk. Door een verkeerde afstelling van de rotor/schoepen kan de luchtstroom te sterk geconcentreerd zijn op één klein oppervlak waardoor droge plekken ontstaan. Ook de ruimte tussen de ventilator en het gewas is daarbij van belang, evenals de afstand tussen de ventilator en het gesloten scherm. Het advies is dus om altijd door middel van rookproeven in de verschillende situaties (scherm open/ dicht, belichting aan/uit) vast te stellen of de luchtcirculatie inderdaad optimaal is.
V-Flofan Vertifan Nivolator
4 Gewas en kas interactie
In dit hoofdstuk komt de interactie tussen gewas en kas aan de orde. Enerzijds is het gewas voor een flink deel afhankelijk van de kascondities, anderzijds heeft het gewas een grote invloed op het kaskli- maat met name vanwege de koppelingen in de vochtbalans en de energiebalans. Maar allereerst is de vraag essentieel wat voor kasklimaat eigenlijk wenselijk is. Veel telers geven dan als antwoord dat het klimaat vooral ‘actief’ moet zijn.