Het bovenstaande leert dat temperatuur en vocht in een normale kas niet afzonderlijk precies kunnen worden geregeld, omdat de uitwisseling van energie en vocht afhankelijk is van de buite- nomstandigheden. Er moet een balans worden gezocht tussen temperatuur en vochtigheid in de kas, afhankelijk van die buitenomstandigheden. Het zou daarom erg plezierig zijn om de verhouding tus- sen temperatuur en vochtigheid in de kas te kunnen regelen en minder afhankelijk te zijn van de bui- tenomstandigheden. Dat kan met een vernevelinginstallatie, ook wel adiabatische koeling genoemd.
Hoe werkt adiabatische koeling?
Het verdampen van water kost veel energie. Dit maakt water tot een bijzonder krachtig koelmiddel, mits het op de juiste manier wordt ingezet. Door water in de lucht te brengen in de vorm van een zeer fijne nevel - waardoor het gemakkelijk kan verdampen - wordt de temperatuur verlaagd en de vochtigheid verhoogd, terwijl de energie-inhoud gelijk blijft. Voelbare energie wordt omgezet in latente energie.
Stel: het is in de kas 28°C met een RV van 60%. Dit punt valt samen met de enthalpielijn van 65
kJ/kg. De vochtinhoud is 14,5 gram/kg. Als nu 1,5 gram vocht per kg wordt toegevoegd en in het diagram wordt de enthalpielijn naar links gevolgd, dan is de uitslag een vochtinhoud van 16 g/kg, een temperatuur van 25°C en een RV van 80%. Dit is wat er in de kas gebeurt tijdens vernevelen; de kaslucht wordt 3°C gekoeld en de vochtigheid neemt toe.
Uiteindelijk moet de door de zon ingebrachte energie en het vocht dat door gewasverdamping en verneveling tezamen is geproduceerd, nog steeds worden afgevoerd naar buiten. Dat gaat gewoon met de luchtramen. Door te spelen met de stand van de luchtramen kan in feite worden gekozen welk effect verneveling heeft op het kasklimaat. Blijven de ramen net zo ver open als voor de verne- veling werd aangezet, dan daalt de kastemperatuur. Keuze kan ook zijn om dezelfde kastemperatuur te behouden. Dan kunnen de ramen dichter worden getrokken (zoals hierna wordt beschreven). Het effect van de verneveling is dat er een veel betere balans mogelijk is tussen temperatuur en vocht. Hetgeen gunstig is voor het gewas.
Bij adiabatisch koelen wordt de temperatuur van de lucht verlaagd door water te vernevelen; voelbare energie omgezet in latente energie.
3.11.1 De CO2-concentratie verhogen door verneveling?
Verneveling kan op verschillende manieren worden gebruikt. Hierboven is aangetoond dat het moge- lijk is om de luchttemperatuur te verlagen en het vocht op peil te houden, ondanks een hoge venti- latiesnelheid. Een alternatief is om de verneveling vooral te gebruiken om de energie-inhoud van de lucht te verhogen en daardoor de ventilatie snelheid te verminderen.
Dit leert het Psychrodiagram. Wederom het voorbeeld van een mooie zomerdag: in de kas is het 28°C met een RV van 60%, vochtinhoud en enthalpie zijn respectievelijk 14 gram/kg en 65 kJ/kg. Buiten is het 24°C met een RV van 40%, vochtinhoud en enthalpie zijn respectievelijk 7,5 gram/kg en 46 kJ/kg.
Bij een straling van 850 W/m2 komt dat uit op een ventilatiesnelheid van 110 kg/m2.uur uitgaand van
een regeling waarbij de temperatuur leidend is.
De vochtafvoer is dan 650 gram/m2.uur. De meeste gewassen zullen best moeite hebben om dat
bij te houden. De hoeveelheid CO2 die nu de kas uit gaat is uiteraard afhankelijk van het verschil in
concentratie binnen en buiten. De binnenconcentratie hangt weer af van de doseersnelheid en de
ventilatiesnelheid. De CO2-opname van het gewas is hierbij (helaas) meestal verwaarloosbaar dus die
wordt in de berekening gemakshalve even weggelaten.
Stel dat de CO2-doseersnelheid gelijk is aan 180 kg/ha.uur en aangenomen dat de CO2-concentratie
in de kas en buiten allebei constant zijn. Er is dus evenwicht en dat betekent dat er net zo veel CO2
de kas uitgaat als dat er in komt. Bij een ventilatiesnelheid van 110 kg/m2.uur betekent dit dat er met
elke kg uitgewisselde kaslucht 180 [kg/ha]/(110x10.000)=0,164 gram CO2 naar buiten gaat. Hierbij is
10.000 het aantal m2 per hectare.
Uit deze hoeveelheid is het verschil in concentratie te berekenen. Immers, hoe groter het concentra-
tie verschil binnen-buiten en hoe meer gewicht aan CO2 per kg uitgewisselde lucht per saldo wordt
afgevoerd. Als de wens is de CO2-concentratie van 1 kg lucht 100 ppm te verhogen, dan is hiervoor
0,15 gram CO2 nodig.
Dit wordt als volgt berekend: 1 mol lucht = 28,8 gram -> 1 kg lucht = 34,72 mol.
Bij 100 ppm CO2 bevat de lucht dan:
34,72*100/1000.000=0,003472 mol CO2. De molecuul massa van CO2=44 gram/mol. Dus 1 kg lucht
met 100 ppm CO2 bevat 0,003472*44=0,15 gram CO2.
Hieruit volgt dus omgekeerd dat in het voorbeeld het concentratieverschil met buiten circa 100 ppm
CO2 bedraagt. Dus wanneer de CO2concentratie buiten 400 ppm is, zal deze binnen ongeveer 500
ppm zijn.
Stel: de verneveling wordt weer gebruikt om de vochtinhoud van de lucht te vergroten naar bijvoor- beeld 80% , maar tegelijk is de wens de ventilatiesnelheid te verminderen zodat de kastemperatuur per saldo gelijk blijft aan 28°C. Uit het diagram is nu af te lezen dat de energie-inhoud van de kaslucht is gestegen van 65 naar 77 kJ/kg. Dit betekent dat het verschil aan energie-inhoud met de buitenlucht is gestegen van 65-46=19, naar 77-46=31. Dit is een factor 1,6.
De benodigde ventilatiesnelheid om de temperatuur te handhaven daalt met diezelfde factor van
circa 110 naar 70 m3/m2.uur. Dat betekent dat de CO
2 -concentratie in de kas bij dezelfde dosering
oploopt van 500 naar circa 560 ppm. Ter vergelijking: om dit effect te bereiken zonder verneveling
moet de CO2-dosering worden verhoogd met een factor 1,6 dus van 180 naar circa 290 kg/ha.uur.
Omgekeerd kan de dosering natuurlijk ook worden verminderd met handhaving van de concentratie
van 500 ppm in de kas. Dankzij de verneveling daalt dan de CO2-emissie met een factor 1,6 van circa