Kasklimaat beter te regelen bij meer verstand van natuurkunde

Tekst: Tijs Kierkels
Beeld: Wilma Slegers
ONTVOCHTIGEN
ONDERZOEK
Doel: steeds lager energieverbruik
Kasklimaat beter te regelen bij
meer verstand van natuurkunde
Peter van Weel: “Als je de lampwarmte met een ventilator naar beneden brengt, hoef je de buis niet meer op te stoken.”
De tijd van kasklimaat regelen op gevoel
is voorbij. Maar het kan nog beter.
Denken vanuit de plant en rekening
houden met natuurkundige principes.
Peter van Weel van Wageningen UR
Glastuinbouw doet steeds proeven om
principes uit de fysica te vertalen in
praktische oplossingen voor de kas. Met
als doel: steeds minder energieverbruik
Een plant is geen mens. Dat is een open deur
van jewelste, maar toch ‘vergeten’ veel telers
dat zodra ze het kasklimaat gaan regelen. Iets
wat helemaal niet lekker voelt voor een
mens, kan juist goed zijn voor de plant. “Een
goed voorbeeld is de situatie bij veel zon. Je
denkt dan: de plant heeft veel stress en je
bent geneigd de zon weg te schermen. Maar
je moet andersom denken: voor de plant is de
zon zijn eten. Het is dus heel goed dat er veel
zon is”, vertelt Peter van Weel van Wageningen UR Glastuinbouw. “Door die enorme
hoeveelheid zonne-energie bestaat wel het
gevaar dat de plant te heet wordt. Maar het is
heel dom om dan de ramen wijd open te
zetten om de hitte weg te krijgen. De plant
verliest dan nog meer vocht, sluit de huidmondjes en wordt nog warmer.”
Natuurkundige achtergronden
Wat is dan wel de beste reactie? Van Weel
trekt samen met Jan Voogt van Hoogendoorn
door het land om in lezingen telers bij te
spijkeren over de natuurkundige achtergronden van het kasklimaat. Dat is zeker nodig;
binnen Het Nieuwe Telen worden allerlei
technieken ontwikkeld voor een betere
sturing. Maar ook als een teler daar niet in
wil investeren, is het verstandig anders om te
gaan met luchten, schermen en de minimumbuis opstoken.
Wat er natuurkundig gebeurt bij verandeVervolg op
ringen in het kasklimaat, valt af te lezen uit pagina 28 >
ONDER GLAS NR 3 MAART 2013
27
mondjes blijven langer open en nemen
langer CO2 op (dat bovendien niet naar
buiten vliegt via open ramen). De plant
maakt op deze manier ten volle gebruik van
het vele zonlicht. En jawel, het voelt nogal
heet en vochtig in de kas. Erg onaangenaam
voor een mens, maar perfect voor het gewas.
Vervolg van >
pagina 27
Luchtbeweging
Een combinatie van twee ventilatoren brengt
koele droge lucht, opgewarmd via de lampen,
omlaag naar het gewas.
het zogenaamde psychro-diagram. Zie hiervoor www.onderglas.nl, februari 2009, pagina
15-17 en pagina 35-37.
Maar in de praktijk blijkt dit ingewikkelde
diagram voor veel telers abracadabra. Daarom
legt Van Weel het in lezingen uit in gewone
tuinderstaal en heeft hij samen met Jan Voogt
het rapport ‘Natuurkundige analyse van de
vocht- en energiebalans van een tuinbouwkas’ geschreven, gefinancierd door het
programma Kas als Energiebron.
’s Nachts is de situatie heel anders. Dan blijft
bij een onbelichte teelt het gewas 10 tot 25 g/
m2 per uur verdampen en dat jaagt de
relatieve luchtvochtigheid (RV) omhoog. Het
energiescherm zit dicht, dus de vochtafvoer is
beperkt. En omdat de buizen tussen het
gewas bij isolatie kouder kunnen zijn,
ontstaat er minder luchtbeweging tussen het
gewas. Daardoor stagneert de vochtafvoer
tussen het gewas en stijgt de RV richting
100%.
Eigenlijk wil je dat liever niet: het moet
wel een beetje actief blijven. Door het
verschil in dampdruk van de lucht tussen en
boven het gewas verdwijnt er wel wat vocht
naar boven, maar dat gaat heel langzaam.
“Honderd keer langzamer dan je zou willen.
Luchtbeweging werkt dan veel beter”, vertelt
Van Weel. Met een warme buis zorg je voor
die luchtbeweging, maar dat werkt averechts.
Het gewas gaat namelijk weer meer verdampen en je maakt het vochtprobleem erger.”
Horizontale verschillen
Verneveling
Dan nu het antwoord op de vraag naar de
beste reactie op veel zon: water vernevelen in
de kas. Van Weel: “De omzetting van water in
waterdamp vraagt veel energie en heeft
daardoor een koelend effect. Je moet iets
doen wat tegen je gevoel ingaat: de ramen
dichthouden en de vochtigheid in de kas
verhogen door middel van verneveling.”
Het resultaat is meer productie. De huid-
Hét grote bezwaar tegen de stijgende RV is
het natslaan van het gewas. Bij een stijgende
RV slinken de horizontale temperatuurverschillen die je kunt accepteren snel. Bij 20ºC
en 60% RV krijg je pas nat blad bij een
horizontaal temperatuurverschil van 12ºC. Bij
80% is dat nog 4ºC en bij 90% maar 1,5ºC (dit
valt af te lezen in het psychro-diagram).
Bij belichting worden de problemen veel
erger. In een belichte rozenkas worden ’s
nachts gemakkelijk horizontale verschillen
van 6ºC bereikt. De koude lucht boven het
scherm gaat over het scherm ‘rollen’ en ‘valt’
aan de gevels naar beneden. Gevolg zijn
schimmelproblemen en slechte groei. Met
nokschotten is dit probleem overigens
gedeeltelijk op te lossen.
Het gevaar van koude natte plekken doet
zich ook voor als je een kier in het scherm
trekt. De koude lucht valt in het gewas, waar
al een hoge RV heerst. Dat is bijna een
garantie voor problemen. “De reactie van de
teler is dan: opstoken. Maar dat werkt
averechts, want het gewas gaat nog meer
verdampen. Bovendien maak je de temperatuur op een andere plek binnen het gewas
hoger dan je eigenlijk wilt en dat kan weer
groeiproblemen geven, zoals overmatige
strekking.”
Betere isolatie
Droge lucht van buiten is heel geschikt om
vocht af te voeren, maar dan moet die zo
worden ingebracht dat hij niet leidt tot
koude plekken in het gewas. Sinds Het
Nieuwe Telen in zwang is, zijn daarvoor
diverse systemen ontwikkeld die de buitenlucht eerst opwarmen en daarna door middel
van slurven verdelen in het gewas. “Dit is
momenteel het optimale systeem. Je kunt het
heel goed controleren, in tegenstelling tot
een kier trekken”, zegt de onderzoeker.
De vochtige lucht die wordt verdrongen,
gaat door een luikje in de gevel naar buiten.
“Of nog liever door regelmatig verdeelde
luikjes in het schermdoek. Dat heeft mijn
voorkeur. Bij een centraal luikje krijg je toch
weer een concentratie van vochtige lucht en
dauwproblemen.”
Het grote nadeel is dat het een kostbaar
systeem is, dat zelf geen geld oplevert. De
investering moet worden terugverdiend met
energiebesparing door betere isolatie, in het
algemeen door een beter energiedoek. Van
Weel zou graag nog beter isolerende energiedoeken zien dan nu te koop zijn, om aldus bij
een gewas als tomaat terug te kunnen naar
een gasverbruik van 12 m3/m2, tegen de
gangbare 45 m3/m2.
Vocht afvoeren
Een proef met een VFloFan bij kwekerij Marjoland pakte goed uit. De ventilator brengt de lampwarmte goed naar het gewas, zodat de buis in het gewas niet meer opgestookt hoeft te worden.
28
ONDER GLAS NR 3 MAART 2013
Zo’n goede isolatie vergt wel oplossingen
voor de warmteophoping onder het scherm
bij belichting. “De stralende lampen zorgen
voor een warme deken boven het gewas.
Onderin is het juist vrij koud, zodat je snel
condensatie krijgt. Bij 24ºC en 80 procent
luchtvochtigheid in de kas gebeurt dat al bij
20ºC in het gewas. Wat doen rozentelers dus:
ze houden de buis onderin altijd op 40 tot
50ºC.”
Zo komt bij de 100 watt/m2 warmte die de
lampen leveren nog eens 50 watt/m2 van de
buizen. Om die 150 watt af te voeren, moet je
wel heel grote kieren trekken. Dat mag vaak
Door de luchtbeweging worden de temperatuurverschillen binnen het gewas kleiner, waardoor je een hogere RV kunt accepteren.
niet eens – vanwege lichtregels – en geeft
enorm veel kouval.
Een belicht gewas zorgt ’s nachts voor 100
tot 150 g/m2 vocht per uur, tien keer zoveel
als een onbelicht gewas. Dat kan echt niet
meer met aangezogen buitenlucht worden
opgelost. “Zo’n systeem is er bijvoorbeeld op
berekend om vijf kuub vochtige lucht per uur
af te voeren. Als in de kaslucht 15 g/m3 zit en
in de buitenlucht 10 g/m3, voer je met elke
kuub lucht die je uitwisselt, 5 g/m3 af. Om
bijvoorbeeld 25 g/m2 af te voeren, heb je dan
een capaciteit van 5 kuub per uur nodig. Maar
in een belichte rozenteelt moet je ’s nachts
150 g/m2 per uur afvoeren. Geen wonder dat
je dan problemen krijgt.”
Lampwarmte omlaag drukken
De oplossing bestaat uit twee onderdelen.
Het eerste is de buis niet opstoken. Vervolgens kun je de lampwarmte naar beneden
brengen tot in het gewas met speciaal
ontworpen ventilatoren zoals de VFloFan, de
Vertifan of de Nivolator. “Omdat de buis geen
warmte afgeeft, heb je al 50 watt/m2 minder
af te voeren. Door de luchtbeweging worden
de temperatuurverschillen binnen het gewas
kleiner, waardoor je een hogere RV kunt
accepteren.”
Voorwaarde is dat het doek dicht blijft.
Maar weglaten van de buis en omlaag drukken van de lampwarmte met ventilatoren is
nog niet genoeg. Er blijft te veel warmte in
de kas. Dat is op te lossen met een andere
ventilator tussen de twee doeken in. “De lucht
boven het scherm is koud en droog. Die haal
je omlaag via speciale gaasopeningen in de
doeken. Vervolgens leidt de onderste ventilator de koude droge lucht eerst langs de
lampen en mengt die met warme lucht uit het
gewas, voordat de opgewarmde lucht naar
beneden gaat.” Bij kwekerij Marjoland blijkt
dit goed te werken bij een proefmodel. Ook
bij een phalaenopsis- en een gerberabedrijf
zijn de ervaringen goed.
Het Nieuwe Telen. Een gebruikelijke manier
om te ontvochtigen is: minimumbuis
omhoog, scherm op een kier en de ramen op
de luchtstand. Dat zou je in een andere
volgorde moeten doen, zegt hij. “Eerst de
ramen openzetten met het scherm helemaal
dicht. Daardoor wordt het droger boven het
doek. En ook kouder; daardoor condenseert
er meer tegen het dek. Red je het daarmee
niet, dan kun je een kier trekken, waardoor je
luchtbeweging creëert. De laatste stap is pas
opstoken. Bij deze volgorde kun je al direct
energie besparen.”
Samenvatting
Het loont om op een natuurkundige
manier naar kasklimaatbeheersing te
kijken. Dan kom je tot andere
beslissingen, die energie besparen.
Bij felle zon niet de ramen open of
schermen, maar vernevelen. De
stijgende RV ’s nachts, zeker bij
belichting, kun je beter aanpakken
met luchtbeweging dan met inzet
van de buis. Inzet van droge buitenlucht maakt de situatie nog beter
beheersbaar. Maar ook zonder
Bij felle zon kan een teler beter water vernevelen dan zijn ramen openen of schermen.
Volgorde veranderen
technieken uit Het Nieuwe Telen is er
Tot slot heeft Van Weel nog een goede raad
voor telers die (nog) niet willen investeren in
nog veel te verbeteren.
ONDER GLAS NR 3 MAART 2013
29