Luftbehandling

Luftbehandling gir bedre klima og lavere energiforbruk

I Nederland har en flere års erfaring med lukkede og halvlukkede veksthus. Felles for de to systemene er at en bruker luftbehandling for å oppnå optimalt klima. Dette gir helt nye muligheter for klimastyring. Avfukting med luftbehandlingsaggregat kan spare opptil 15 prosent energi på ett år sammenliknet med fuktstyring med varmerør og taklufting.

av Timo Tarkiainen, Priva. Publisert i GY 2/2011

En betydelig del av energiforbruket i et veksthus skyldes at en forsøker å holde luftfuktigheten lav ved hjelp av varme og lufting. Det verktøy en har tilgjengelig, er å øke temperaturen med varmerør og åpne luftelukene. Men hvilken temperatur skal varmerørene ha, og hvor mye skal luftelukene åpnes for at luftfuktighet og temperatur skal bli som en ønsker? Det avhenger av antall varmerør, rørenes plassering, luftelukenes størrelse, samt ikke minst værforholdene; vind, temperatur og luftfuktighet. Det er ikke mulig å forutsi hva som er riktig – en er nødt til å prøve seg frem til korrekte innstillinger. Ofte har en da i lange perioder for høy temperatur på varmerørene, noe som koster energi eller en lufter så mye at en oppnår kaldras, noe som gir store temperaturvariasjoner og kalde plantetopper.

Om en isteden hadde kunnet forutsi og beregne hvor mye varme og lufting som er nødvendig for å oppnå den temperaturen og luftfuktigheten en ønsker i veksthuset, hadde en kunnet unngå å varme opp og lufte ut for mye. Gartneren hadde da oppnådd riktig klima, og samtidig hadde garneriet spart energi. Dette er ingen utopi, men fullt mulig med aktiv luftbehandling. Istedenfor å stole på den uberegnelige takluftingen, blander en luft fra veksthuset med uteluft aktivt i et luftbehandlingsaggregat. Ved behov blir luften varmet opp etter blanding og deretter fordelt i veksthuset gjennom perforerte plastfoliekanaler. Flere forsøk i Nederland har vist at en med et slikt system kan spare opptil 15 prosent energi på ett år, sammenliknet med å bruke varmerør og taklufting for avfukting.

Lag det klimaet du ønsker

Med luftbehandling kan en i prinsippet lage hvilket som helst klima. Når det er snakk om luftbehandling, kan en ikke unngå å nevne Mollierdiagrammet, som på oversiktlig vis beskriver egenskapene hos fuktig luft. Det grønne punktet i Fig. 2 representerer luft med temperatur 20 ºC, relativ fuktighet 70 % og absolutt fuktighet 10,5 g/m³.

Ved hjelp av diagrammet kan en forutsi det som hender når en behandler luft på ulike vis. Ved oppvarming øker temperaturen mens den absolutte luftfuktigheten er uforandret. En beveger seg rett oppover i diagrammet. Det er lett å se at den relative luftfuktigheten synker når temperaturen øker.

Når en kjøler ned luft, beveger en seg rett nedover i diagrammet. Luft med lavere temperatur greier ikke å holde på så mye fuktighet som varmere luft. Om en fortsetter kjølingen, kommer en til slutt til doggpunktet, noe som innebærer at lufta er helt fuktmettet. Synker temperaturen ytterligere, vil fuktigheten kondensere. Ved kondensering følger en kurven for 100 % RF, og både temperatur og absolutt luftfuktighet synker samtidig. Resultatet er en avfukting av lufta.

Mange kjenner til at ved befuktning blir lufta kjølt ned. Årsaken til dette er at vannet fordamper, en energikrevende prosess som henter energi fra lufta, slik at temperaturen synker. Samtidig blir det tilført vanndamp til lufta, slik at den absolutte luftfuktigheten stiger. I diagrammet følger en de diagonale kurvene nedover ved fordamping.

Kontrollerbar avfukting av uteluft

I et Mollierdiagram kan en også vise hva som skjer når en blander inne- og uteluft. Det røde punktet i Fig. 3 representerer lufta i veksthuset og det blå punktet viser utelufta. Når en blander luft, beveger en seg i diagrammet langs en linje mellom de to punktene. Avstanden langs linjen mellom punktene tilsvarer blandingsforholdet. Om en blander like mengder inne- og uteluft, havner en midt på linjen mellom de to punktene. En kan altså oppnå valgfri temperatur og luftfuktighet langs linjen ved å beregne og styre luftblandingen.

Dersom luftblandingsaggregatet skal brukes til avfukting, bør en utstyre det med en varmeveksler for oppvarming slik at en ved behov kan varme opp lufta til ønsket temperatur etter innblanding av kald og tørr uteluft. Av Fig. 4 fremgår det at om en ønsker en temperatur på 24 ºC og en relativ luftfuktighet på 70 %, skal en først blande 74 % uteluft og 26 % inneluft slik at en havner rett under det ønskede punktet. Deretter varmer en opp lufta 3,5 ºC i varmeveksleren. På denne måten har en laget eksakt det klimaet en ønsker.

Vi ser nå at med luftbehandling kan en på forutsigbart vis behandle luft på ulike vis slik at en får akkurat det klimaet en ønsker. Det innebærer også at en klimacomputer kan beregne og styre et luftbehandlingsaggregat slik at en oppnå rett klima uansett værforholdene ute, noe som i praksis er umulig med tradisjonelle varmerør og takventilasjon.

Unngår kaldras

Normalt plasserer en inntaket til luftbehandlingsaggregatet høyt oppe inne i veksthuset. Slik kan en utnytte den varme lufta fra lysarmaturene. Avfuktingen er en følge av at en blander inn tørrere uteluft i den fuktigere veksthuslufta. En tilfører hele tiden uteluft, og dermed blir det skapt et overtrykk inne i veksthuset. For å utjevne trykkforskjellen skal taklukene bare åpnes så vidt. Dette innebærer også den fordelen at en unngår kaldras når en åpner takluker og skyver til side energiduk, fordi overtrykket fører til at den kalde lufta blir holdt ute istedenfor å rase ned over plantene.

Ny teknikk – nye muligheter

Luftbehandling er i seg selv intet nytt, men bruken av luftbehandling i veksthus kom først i gang for noen år siden i forbindelse med utviklingen av lukkede og halvlukkede veksthus i Nederland. Deler av denne teknikken kan brukes i vanlige veksthus, for eksempel nettopp blandingen av uteluft og inneluft med luftbehandlingsaggregat. Kontrollert avfukting sparer energi og gir rett klima, noe som i sin tur er en forutsetning for høy produksjon.

Et luftbehandlingsaggregat gjør det også mulig å bruke såkalt lavtemperaturvarme (40-50 ºC) fra varmepumper uten at en behøver å installere flere varmerør eller toppe varmebehovet med kjelvarme med høy temperatur.

Erfaringer fra Nederland

For tiden pågår flere forsøk der en prøver ut kontrollert lufting med uteluft. Hos firmaet Themato har en prøvd ut systemet i perioden mars til november 2009 i et tradisjonelt tomathus. Sammenliknet med normforbruket i 2009 på 38 m³ gass per m² i sammenlignbare kulturer har en oppnådd en energisparing på 17 prosent. Luftbehandlingssystemet har stått for 30 prosent av oppvarmingen og har hatt en luftekapasitet som i middel tilsvarte 17 prosent av den samlede luftingen. En av konklusjonene fra forsøket er at en bør øke luftekapasiteten slik at en kan øke utnyttelsesgraden i systemet.

Oversatt av Ole Billing Hansen