Veel systemen die in de praktijk zijn geïnstalleerd voor het inblazen van buitenlucht zijn zodanig uitgevoerd dat er ook kaslucht mee kan worden gerecirculeerd. Meestal is dan sprake van een mengsysteem, waarbij door een kleppenstelsel de mengverhouding tussen aangezogen buitenlucht en gerecirculeerde kaslucht kan worden geregeld. Bovendien is de ventilator vaak uitgevoerd met een frequentieregeling om het debiet te kunnen variëren.
Uit de praktijk worden met dergelijke systemen diverse problemen geconstateerd waarvan de belangrijkste zijn:
• Temperatuurverschillen bij recirculeren; • Ongelijke verdeling van de lucht bij deel-last; • Recirculeren draagt niet bij aan de ontvochtiging;
• Veel onderhoud nodig aan klepmechanismen (lekkage, verlopen van klepstand); • Slurven vormen belemmering tijdens teeltwisseling;
• Hoog elektrisch energieverbruik; • Relatief hoge investeringskosten.
Vanwege de noodzakelijke drukopbouw en het transport over langere afstanden kost het creëren van luchtcirculatie door middel van een slurf onnodig veel energie. Hoewel dat nadeel door een ruime slurf te kiezen zeer kan worden beperkt. Natuurkundig gezien is de beste manier dus om het naar binnen brengen van de buitenlucht en het mengen en circuleren van de kaslucht uit te voeren met gescheiden systemen. Het luchtinblaassysteem kan dan met een kleine capaciteit volstaan; circa 4-5
m3/m2.uur blijkt voor de meeste teelten voldoende. Bijmengen met kaslucht, een regelbare ventila-
tor met een klep zijn dag overbodig en de slurfdiameter blijft beperkt. Alleen voor belichte teelten is meer debiet nodig door de hogere verdamping. Omdat de diameter van de slurf en de gaten daarin zijn berekend voor een bepaalde luchtstroom, zal het variëren van de capaciteit van de ventilator altijd gepaard gaan met een slechtere verdeling en dus ongewenste klimaateffecten. Dat is niet nodig, want een aan-uit regeling op basis van RV werkt zonder problemen.
De aanbevolen aanpak is een combinatie van bovenlangs buitenlucht inblazen en verticale ventila- toren, die de lucht zo goed mogelijk over de planten verdelen. Hierdoor wordt er altijd voldoende luchtbeweging gemaakt om bijvoorbeeld wonddroging (na bladpluk of oogst) te verbeteren en vocht- ophoping tussen het gewas en temperatuurverschillen op te heffen. Slurven tussen het gewas bieden alleen meerwaarde bij hele dichte gewassen waarbij met een verticale ventilator plekken met slechte vochtafvoer niet kunnen worden bereikt.
6.3.1 Ventilationjet
Een systeem dat een aantal gunstige natuurkundige principes in zich verenigt is de zogenaamde Ven- tilationjet. Dit is een specifieke uitvoering van vochtafvoer door een gesloten scherm en met gebruik- making van condensatie tegen het kasdek.
Dit systeem kent inmiddels een aantal varianten. Zo worden er twee typen onderventilator gebruikt, de Nivolator en de VfloFan. De manier waarop de lucht door het scherm wordt aangevoerd kent ook
een aantal varianten. Zo is er de methode waarbij een versterkt gat in het doek wordt gemaakt en de bovenventilator onder, tussen twee doeken, of zelfs boven het doek kan worden gemonteerd. Bij deze werkwijze doet zich een aantal problemen voor die het debiet aan toegevoerde lucht soms ernstig beperken. De belangrijkste daarvan zijn het verlopen van het gat in het doek en het feit dat de ventilator aan de blaaszijde turbulentie veroor-
zaakt. Daarom is er een variant ontwikkeld met een koker die tussen schermdoek en tralie is aan- gebracht en waarbij de ventilator onder de koker is gemonteerd. Daardoor ontstaat er in de koker laminaire stroming met minimale weerstand. De verticaal werkende Ventilationjet heeft inmid- dels ook een horizontale tegenhanger, namelijk de zogenoemde Airmix. Een horizontale ventilator die middels een hulpkanaal met mengklep door een opening in het scherm lucht van bovenuit de kas kan aanzuigen en deze mengt met kaslucht. De Airmix heeft dus geen aparte regelbare ventilator om droge lucht aan te voeren en blaast horizon- taal uit in plaats van verticaal.
6.3.2 Ventilationjet in combinatie met vochtdoorlatend scherm
Hieronder wordt de werking van de Ventilationjet of vergelijkbaar systeem nader beschreven.
Hierbij wordt ervan uitgegaan dat in de nacht 10-20 g/m2.uur vocht door de poriën van één of twee
schermdoek(en) wordt gedrukt door overdruk. Overdag bij een enkel scherm is dat 30-40 g/m2.uur.
Airmix.
Dubbel scherm Enkel scherm
De Ventilationjet vervult twee functies, namelijk het verticaal mengen van kaslucht onder het scherm en het inbrengen van lucht van boven het scherm. Omdat de lucht van boven het scherm droger is zorgt dit voor ontvochtiging. Omdat de lucht van boven het scherm koeler is, zorgt dit voor koeling onder het scherm. Door de luchtstroom van boven te variëren kan de mate van ontvochtiging en koeling worden aangepast aan de behoefte. Doordat de onderste ventilator onafhankelijk wordt bestuurd kan de recirculatie van lucht in de kas onafhankelijk worden geregeld. Uitgangspunt is verder dat de lucht die onder het scherm wordt gebracht, zorgt voor overdruk waardoor evenveel kaslucht door het (poreuze) scherm weer naar boven wordt verdreven.
In een nacht met weinig verdamping en lage buitentemperaturen kan het scherm (dubbel) gesloten blijven, evenals de ramen (linker plaatje) en hoeft de Ventilationjet alleen maar voor luchtbeweging onder het scherm te zorgen. Eventueel kan de bovenventilator minimale hoeveelheden lucht door het scherm aanvoeren. Doordat boven het scherm vocht condenseert tegen het kasdek is de damp- druk lager dan in de kas en wordt er vocht door het (poreuze) scherm getransporteerd door diffusie. Dit geeft een actief klimaat met minimale stookkosten. Het is van belang om beide schermen volledig gesloten te houden zodat de temperatuur boven het scherm zo laag mogelijk blijft. Een punt van zorg bij deze manier van gebruiken is wel dat er extreem veel condensatie tegen het kasdek zal plaatsvin- den, waardoor het gevaar op druipschade toeneemt. In de toekomst moet er daarom extra aandacht zijn voor het voorkomen van druip. In situaties waar de verdamping hoger is dan door deze passieve vorm van transport door condensatie kan worden afgevoerd, kan naar behoefte door de Ventilatiojet lucht van boven het scherm worden bijgemengd voor vergroting van de vochtafvoer.
Een voordelige vorm van modulatie is een puls/pauze regeling waarbij de droge lucht een gedeelte van de tijd wordt ingeblazen. Bijvoorbeeld 1 minuut aan en 3 minuten uit voor 25% capaciteit. Maar dankzij nieuwe motoren die met een stuursignaal van 0-10 volt tegen lage kosten traploos kunnen worden geregeld is traploos regelen nu vrijwel standaard geworden. Belangrijk in deze situatie is dat de latente warmte van de gewasverdamping niet geheel verloren gaat naar buiten, maar deels binnen de kas blijft. Elders in dit document wordt toegelicht hoe dat fysisch in elkaar steekt en hoe de post ‘teruggewonnen latente warmte’ tot uitdrukking komt in de warmte balans.
Overdag zal het tweede dichte scherm worden geopend, maar kan het transparante scherm gesloten blijven (zie het rechter plaatje). De Ventilationjet wordt ingezet om vocht en energie af te voeren naar het kasdek op een gecontroleerde manier. Als de instraling en de verdamping nog verder toenemen, zodat de condensatie op het kasdek onvoldoende is om de vochtbalans te handhaven, dan moeten uiteindelijk de ramen worden geopend om meer vocht af te voeren. Door inzet van de Ventilation- jet wordt nu drogere lucht onder het scherm gebracht, waardoor de vochtbalans weer kan worden hersteld. Vanaf dat moment is het gewenst om de condities boven het scherm zoveel mogelijk gelijk te houden aan de buitencondities. Dat kan door zowel boven het scherm als buiten een meetbox te plaatsen die temperatuur en RV meet.
Doordat de Ventilationjet erg weinig luchtweerstand heeft door het ontbreken van slurven en door- dat de lucht niet hoeft te worden verwarmd, is het veel eenvoudiger en goedkoper om de capaciteit van de Ventilationjet ruim te kiezen ten opzichte van een ontvochtigingssysteem met luchtslurven onderin de kas.
Het feit dat de Ventilationjet lucht aanzuigt van boven het scherm (in plaats van direct vanaf buiten) biedt een extra mogelijkheid om de condities van de inblaaslucht gunstig te beïnvloeden. De ruimte boven het scherm functioneert immers als een extra buffer tussen binnen en buiten. Bijvoorbeeld
als de buitenlucht te koud zou zijn om direct in de kas te brengen, kan door een passende sturing van de luchtramen de temperatuur boven het scherm zodanig worden geregeld dat de inblaaslucht een gunstige temperatuur heeft. Omdat er (veel) condensatie tegen het koude kasdek plaatsvindt, hoeft dit niet ten koste te gaan van de ontvochtigingscapaciteit.
Belichte teelten
Bij belichte teelten onder een gesloten scherm heeft de Ventilationjet naast de genoemde voordelen bovendien als eigenschap dat de warmte van de lampen naar beneden wordt gestuwd. Daardoor hoeft er minder te worden gestookt met een minimumbuis om het verticale temperatuurprofiel te handhaven (de lucht onder in de kas moet iets warmer zijn dan bovenin). Overigens is gebleken dat dit met de Airmix ook prima lukt. Daar is weliswaar een horizontaal blazende ventilator gemonteerd, maar het is mogelijk om ook hiermee een verticaal circulerende luchtstroom te creëren. Door aan- gebrachte geleidestrippen wordt een soort straalstroom met een rollende beweging geproduceerd. De ventilator van de Airmix heeft een vast toerental om ervoor te zorgen dat de straalstroom altijd gelijk is. Door een traploos regelbare klep in de behuizing kan de verhouding tussen lucht van boven
het scherm en kaslucht traploos worden geregeld. Eén Airmix met een capaciteit van 5000 m3/uur op
elke 250 m2 bleek voldoende om in een belichte rozenteelt voldoende te koelen en ontvochtigen bij
één volledig gesloten (maar wel relatief veel waterdamp en warmtedoorlatend) scherm.
De Ventilationjet met regelbare motor heeft een capaciteit van 4500 m3/uur. Ook daarvan zijn er
ongeveer 40 per hectare nodig in deze toepassing. Doordat koude lucht van boven het scherm wordt ingebracht kan de energiebalans veel vaker in evenwicht worden gehouden zonder kieren te trekken
in het scherm. Dat leverde op het tomatenbedrijf met 250 µmol/m2.uur belichting een sterke verbe-
tering op van de horizontale temperatuurgelijkheid. Verschillen van 5°C werden gereduceerd tot 2°C. Dat verbetert nog verder bij een beter isolerend scherm.
Situatie waarbij schermen worden gebruikt die niet voldoende poreus zijn
Dit komt voor bij grondgebonden teelten - waarbij de vochtproductie hoger is dan bij substraatteel- ten - en bij het gebruik van verduistering of bij meerdere lagen schermdoek. In dit geval kan er niet op worden gerekend dat er voldoende vocht door het doek verdwijnt om een gewenste verdamping te handhaven. Daarom wordt er in het midden van de kas op het hoogste punt een apart bedien- bare opening of schermkier gemaakt waarmee de lucht naar buiten kan worden afgevoerd. Ook kan ervoor worden gekozen om de lucht weer boven het doek te laten stromen en het vocht te laten condenseren tegen het koude kasdek.
Om de retourstroom van de kaslucht naar boven het scherm te vergemakkelijken en op één plaats te concentreren is boven het middenpad een kier in het scherm aangebracht.
6.3.3 Centrale luchtafvoer en warmteterugwinning
In de situatie dat er gebruik wordt gemaakt van een zoveel mogelijk luchtdicht scherm ontstaat er overdruk onder het scherm door de aangevoerde lucht van de Ventilationjets. Dat levert de moge- lijkheid op om vochtige warme lucht op een gecontroleerde manier uit de kas af te voeren. Inmiddels zijn er positieve ervaringen met een systeem om de afgewerkte kaslucht centraal af te voeren via een kier in het scherm boven het middenpad.
Het ligt dus voor de hand om de warmteterugwinning boven het middenpad te installeren. Dat kan door deze lucht af te voeren via een gekoelde lucht/lucht warmtewisselaar die is aangesloten op de buitenlucht en als product gedroogde en afgekoelde kaslucht levert. Deze lucht kan vervolgens boven het doek stromen en weer als aanvoer van de Ventilationjets dienen.