NL2003671C2

NL2003671C2 - Inrichting voor klimaatbeheer van kassen.

Info

Publication number: NL2003671C2
Application number: NL2003671A
Authority: NL
Inventors: Wessel Bart Veltkamp
Original assignee: Level Holding Bv
Priority date: 2009-10-19
Filing date: 2009-10-19
Publication date: 2011-04-20
Also published as: JP2013507916A; CA2777640A1; WO2011049440A1; KR20120098685A; CN102740683B; JP5588516B2; WO2011049440A9; CA2777640C; EP2490520A1; CN102740683A; US20120260689A1; EP2490520B1

Description

Inrichting voor klimaatbeheer van kassen

In de overdekte tuinbouw bestaat een toenemende behoefte om alle parameters, die de groei en de kwaliteit van de gewassen beïnvloeden, te beheersen. Tegelijk is er een 5 dwingende eis om dit te doen bij een zo laag mogelijk energiegebruik, CO2 productie en toediening van gewasbeschermingsmiddelen. De vochthuishouding in de kas speelt hierbij een belangrijke rol, enerzijds, omdat het vochtdefïciet (verschil in absolute vochtigheid met verzadiging in gram vocht per m3 droge lucht) de opname van voedingsstoffen en de gezondheid van de plant bepaalt, anderzijds, omdat verdampen 10 (c.q. condenseren) relatief veel energie kost.

Om de temperatuur van de lucht in de kas te kunnen besturen wordt, afgezien van verwarmingsmiddelen in het stookseizoen, ook wel gebruik gemaakt van een inrichting voor het beheersen van het klimaat in een kas, omvattende een eerste warmtewisselaar 15 met een eerste reeks kanalen en een tweede reeks kanalen, waarbij de kanalen zijn ingericht voor het onderling overdragen van thermische energie van in de kanalen aanwezige fluïda, van de kas naar de eerste kanalen leidende kastoevoermiddelen, van buiten naar de tweede kanalen leidende buitentoevoermiddelen, van de inrichting naar de kas leidende kasafvoermiddelen en van de inrichting naar buiten leidende 20 afvoermiddelen.

Bij deze bekende inrichting wordt de warmte van de de kas verlatende lucht overgedragen aan de de kas binnenstromende lucht. Dit geldt uiteraard ook in de omgekeerde situatie waarin de temperatuur in de kas lager is dan de temperatuur buiten 25 de kas. Hierbij wordt echter lucht vanuit de kas naar buiten gevoerd, waardoor CO2 uit de kas verloren gaat. Tevens wordt verse lucht van buiten naar de kas toegevoerd, waarbij het gevaar van besmetting met ziektekiemen van buiten ontstaat.

Zoals hierboven is toegelicht, is het van belang dat de in de kas aanwezig lucht in de kas 30 blijft om het in de kas aanwezige en toegevoegde kooldioxide voor het teeltgewas te behouden. Het is voorts van belang dat er zo min mogelijk lucht van buiten de kas naar binnen wordt gevoerd om het gevaar van verontreiniging en besmetting zo klein mogelijk te houden.

2

Hiertoe verschaft de onderhavige uitvinding een inrichting van de hierboven genoemde soort, waarbij de kasafVoermiddelen aansluiten op de kanalen waar de kastoevoermiddelen naar toe leiden en de buitenafvoermiddelen aansluiten op de kanalen waar de buitentoevoermiddelen naar toe leiden.

5

Met behulp van deze maatregelen wordt de in de kas aanwezige lucht behouden zonder toevoer van nieuwe lucht, terwijl de temperatuur van de lucht in de kas kan worden aangepast, onder handhaving van een scheiding tussen kaslucht en buitenlucht. Dit is weliswaar een principieel andere situatie dan hierboven genoemd, waarbij zo veel 10 mogelijk de temperatuur in de kas wordt gehandhaafd, maar biedt wel de mogelijkheid bij een lagere buitentemperatuur dan die van de kaslucht en een hoge luchtvochtigheid condensatie van de in de kaslucht aanwezige water te laten plaatsvinden waardoor droging van de kaslucht plaatsvindt. Ook leidt condensatie van de kaslucht tegen de kaswand tot ontvochtiging, juist in situaties waarin de piekbelasting hoog is.

15

De inrichting volgens de uitvinding is ontworpen om, binnen bepaalde grenzen van de temperatuur, een gewenste temperatuur en vochtdefïciet of droogte te handhaven, waarbij het energiegebruik minimaal is en de kas gesloten kan blijven, waardoor geen CO2 verlies optreedt en ziekten en ongedierte niet binnen komen. Er bestaat een 20 volledige scheiding tussen de kaslucht en de buitenlucht, zodat de toegevoegde CO2 niet verloren gaat. De kwantiteit en de kwaliteit van het product worden door het constante lenteklimaat verhoogd, terwijl het productietijdstip naar keuze verlegd kan worden.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm is de inrichting ingericht voor het innemen van 25 een koelstand waarin de temperatuur van de kas wordt verlaagd of een verwarmstand waarin de temperatuur van de kas wordt verhoogd of gehandhaafd en is de inrichting voorzien van een in de verwarmstand actieve tweede warmtewisselaar met een derde en een vierde reeks kanalen. Buitenlucht wordt in verwarmingsbedrijf gebruikt om, na adiabatische koeling ervan, de kaslucht, via twee lucht-lucht warmtewisselaars, te 30 koelen tot ruim onder het condensatiepunt, waarna de voelbare- en condensatiewarmte weer wordt hergebruikt om de kaslucht tot bijna de oorspronkelijke temperatuur, maar met veel lagere vochtigheid te verwarmen. In koelbedrijf wordt die adiabatisch gekoelde buitenlucht gebruikt om de kaslucht via de lucht-lucht warmtewisselaars af te koelen en te ontvochtigen of te drogen, waarna de kaslucht oververzadigd wordt 3 bevochtigd en verder adiabatisch koelt na menging met lucht in de kas, waarbij het vochtdefïciet constant wordt gehouden.

De inrichting volgens de uitvinding is bij voorkeur gedimensioneerd als een module met 5 een maximaal luchtdebiet van -250 m3h_1 in de verwarm- en -400 m3h_1 in de koelstand. Het warmteverlies in de verwarmstand is in de orde van enkele procenten ten opzichte van het warmteverlies bij openen van de ramen. Het koelvermogen neemt toe met oplopende temperatuurverschil tussen kas en dauwpunt van de buitenlucht tot 15 kW bij AT = 25 K. Voor de meeste gewassen kan de kas altijd gesloten blijven als één 10 module per 20 m wordt toegepast.

De modules, ieder met eigen regeling, kunnen gedistribueerd in de kas worden toegepast of kunnen verzameld en gekoppeld worden aan één zijde van de kas, waarna de luchtdistributie via bijvoorbeeld luchtsokken plaats vindt, in afhankelijkheid van de 15 infrastructuur in de kas. Het temperatuur- en vochtigheidsveld kan fijnmazig geregeld worden, doordat de instelstelpunten van de in een netwerk opgenomen modules, afzonderlijk kunnen worden ingesteld. Ook de verticale gradiënten kunnen worden verkleind door de luchtstromen van de modules met behulp van een slang of kanaal verticaal te forceren.

20

Volgens een verdere voorkeursuitvoeringsvorm is in de verwarmstand een derde reeks kanalen van een tweede warmtewisselaar geschakeld tussen de kastoevoermiddelen en de eerste kanalen van de eerste warmtewisselaar en is een vierde reeks kanalen van de tweede warmtewisselaar geschakeld tussen de eerste kanalen van de eerste 25 warmtewisselaar en de kasafvoermiddelen. Dit is een constructief aantrekkelijke uitvoeringsvorm die het aantal en de lengte van de kanalen beperkt.

De thermodynamische effecten van de inrichting worden geoptimaliseerd wanneer in de koelstand de derde reeks en vierde reeks kanalen van de tweede warmtewisselaar 30 parallel is geschakeld aan de eerste reeks, respectievelijk de tweede reeks kanalen van de eerste warmtewisselaar.

Volgens een alternatieve uitvoeringsvorm wordt in de koelstand slechts de vierde reeks kanalen van de tweede warmtewisselaar door fluïdum doorlopen en is de derde reeks 4 kanalen van de tweede warmtewisselaar ‘gebypasscd’. Dit leidt weliswaar tot een suboptimaal resultaat, maar het vereenvoudigt de kanaalconfïguratie zeer.

De configuratie kan nog verder worden vereenvoudigd wanneer in de verbinding tussen 5 de eerste reeks kanalen van de eerste warmtewisselaar en de vierde reeks kanalen van de tweede warmtewisselaar of in de verbinding tussen vierde reeks kanalen van de tweede warmtewisselaar en de kasafvoermiddelen een driewegklep is opgenomen. De driewegklep is bedoeld om een vloeiende overgang te maken tussen de verwarmstand en de koelstand. Deze voorziening voorkomt het pendelen van de regeling 10

Bij voorkeur is de warmtewisselaar door een recuperator gevormd die is ingericht voor het periodiek herhaaldelijk en simultaan wisselen van de aansluitingen tussen de toevoermiddelen en de eerste en tweede reeks kanalen en van de aansluitingen tussen de afvoermiddelen en de eerste en tweede reeks kanalen. Hiermede wordt, naast de 15 gebruikelijke voelbare warmte, ook de latente (condensatie-) warmte overgedragen, zodat de totale warmteoverdracht meer dan verdubbeld wordt. Deze zogenaamde “enthalpie recuperator” zorgt voor een hogere ontvochtigings- en koelcapaciteit. Het is overigens eveneens mogelijk een membraanenthalpie-recuperator toe te passen.

20 De constructie van de inrichting wordt verder vereenvoudigd wanneer de warmtewisselaars elk in een rechthoekige binnenkast zijn geplaatst en in de binnenkast openingen zijn aangebracht die afsluitbaar zijn door afsluiters.

Hiermede wordt het constructief verder voordelig wanneer de openingen zijn 25 aangebracht in tegenover elkaar gelegen vlakken van de binnenkast.

Bij voorkeur is de binnenkast geplaatst in een buitenkast, waarvan de wanden aan zijden waar de openingen in de binnenkast zijn gemaakt, verder naar buiten liggen dan de wanden van de binnenkast.

30

Aangezien het parallelle gebruik van de recuperatoren in de koelstand en het met dezelfde kanalen en kleppen gebruiken van de verwarmstand een groot aantal kleppen vereist, is een goede afdichting van de kleppen een vereiste. Dit kan bereikt worden door de kleppen parallel aan de klepzitting te laten bewegen en pas bij het laatste stuk 5 van het sluittrajectde kleppen in de richting van de klepzitting te laten bewegen, waarbij een zachte afdichtingsring op de klep zorgt voor ee goede afdichting. Om de afsluiters zo min mogelijk ruimte in te laten nemen, heeft het de voorkeur dat de afsluiters zijn voorzien van een hoofdzakelijk parallel aan het afsluitvlak beweegbare afsluitende klep. 5

Deze maatregel wordt op constructieve wijze aantrekkelijk geïmplementeerd wanneer de afsluiters zijn voorzien van vier geleiders die elk paarsgewijs beweegbaar zijn in een in een frame aangebrachte, zich hoofdzakelijk parallel aan de bewegingsrichting uitstrekkende groef.

10

Bij voorkeur zijn de groeven voorzien van een deel dat zich uitstrekt met een component parallel aan de bewegingsrichting van de klep en met een naar de afdichting toe uitstrekkende component. Hiermede kan zowel de beweging van de afdichtende klep voor het overgrote deel vrij zijn van de klepzitting, zodat deze beweging met zo 15 min mogelijk wrijving plaatsvindt, als leiden tot een goede afdichting van de klep ten opzichte van de klepzitting.

De aandrijving van de kleppen wordt vereenvoudigd wanneer de afsluiters zijn ingericht om door een parallel aan het afsluitvlak beweegbaar stangmechanisme te worden 20 bediend.

De aandrijving wordt nog verder vereenvoudigd wanneer deze is voorzien van tenminste een gemeenschappelijke aandrijfïnrichting voor de aan één zijde van de inrichting geplaatste afsluiters, die door middel van een stangmechanisme is gekoppeld 25 met de tot de aangedreven afsluiters behorende kleppen. De klepmotoren drijven een spindel aan, die zelfremmend is, zodat in de gesloten stand druk blijft staan op de afdichting. Hiertoe wordt de motor pas afgeschakeld als de maximale stroomsterkte bijna bereikt is.

30 Vervolgens zal de onderhavige uitvinding worden toegelicht aan de hand van de bijgaande figuren, waarin voorstellen:

Figuur 1: een schema van de inrichting volgens de uitvinding in de verwarmstand;

Figuur 2: een schema van de in figuur 1 afgebeelde inrichting in de koelstand; 6

Figuur 3: een enthalpiediagram van het zich in de verwarmstand in de inrichting afspelende proces;

Figuur 4: een enthalpiediagram van het zich in de koelstand in de inrichting afspelende proces; 5 Figuur 5: een schema van de in figuur 1 afgebeelde inrichting in een eerste alternatieve koelstand met parallel geschakelde recuperatoren;

Figuur 6: een schema van de in figuur 1 afgebeelde inrichting in een tweede alternatieve koelstand met de eerste recuperator gebypassed;

Figuur 7: een schema van een eerste uitvoeringsvorm van uitvinding in de koel-, 10 respectievelijk de verwarmstand, waarbij in de koelstand beide recuperatoren parallel zijn geschakeld;

Figuur 8: een schematisch-perspectivische weergave van twee enthalpie recuperatoren die een verwarm- en koelstand kunnen innemen;

Figuur 9: een met figuur 8 overeenkomende weergave waarbij de 15 buitenafvoerkanalen en de kleppen voor verwarm- en koelstand zijn weergegeven; Figuur 10: een met figuur 8 overeenkomende weergave waarbij de binnenafvoerkanalen en de kleppen voor verwarm- en koelstand zijn weergegeven; Figuur 11: een met figuur 8 overeenkomende weergave waarbij de verbinding tussen beide recuperator en de kleppen voor verwarm- en koelstand zijn weergegeven; 20 Figuur 12: een met figuur 8 overeenkomende weergave waarbij het buitentoevoerkanaal en de kleppen voor verwarm- en koelstand zijn weergegeven; Figuur 13: en met figuur 8 overeenkomende weergave waarbij het kastoevoerkanaal en de kleppen voor verwarm- en koelstand zijn weergegeven;

Figuur 14: een perspectivisch schematische weergave van een klepsysteem; 25 Figuur 15: een isometrisch aanzicht van de linkerzijde van de binnenkast met klepsystemen in de verwarmstand;

Figuur 16: een isometrisch aanzicht van de rechterzijde van de binnenkast met klepsystemen in de verwarmstand;

Figuur 17: een met figuur 15 overeenkomend aanzicht met de klepsystemen in de 30 koelstand;

Figuur 18: een isometrisch aanzicht van de rechterzijde van de binnenkast met klepsystemen in de koelstand;

Figuur 19: een met figuur 18 overeenkomend aanzicht met klepsystemen in de koelstand waarbij vulstukken zijn toegevoegd; 7

Figuur 20 een met figuur 19 overeenkomend aanzicht met klepsystemen met een binnenkast en buitenkast;

Figuur 21: een met figuur 20 overeenkomend aanzicht met ventilatoren;

Figuur 22: een met figuur 21 overeenkomend aanzicht met eindplaten; 5 Figuur 23: een met figuur 22 overeenkomend aanzicht met horizontale superheaders;

Figuur 24: een met figuur 23 overeenkomend aanzicht met een verticale superheader of spruitstuk;

Figuur 25: een afbeelding van een verticale stapel van inrichtingen volgens de 10 uitvinding;

Figuur 26: een schema van een systeem volgens de uitvinding dat is gekoppeld met een warmtepomp in de verwarmstand;

Figuur 27: een schema van het in figuur 26 afgebeelde systeem in de koelstand;

Figuur 28: een enthalpiediagram van het zich in de koeltand in de inrichting volgens 15 figuur 27 afspelende proces;

Figuur 29: een schema van een systeem volgens de uitvinding dat is gekoppeld met een aquifer in de verwarmstand;

Figuur 30: een schema van het in figuur 29 afgebeelde systeem in de koelstand;

Figuur 31: een schema van het in figuur 30 afgebeelde systeem met een extra 20 warmtewisselaar;

Figuur 32: een schema van een systeem volgens de uitvinding dat is gekoppeld met een warmtepomp en een aquifer in de verwarmstand; en

Figuur 33: een schema van het in figuur 32 afgebeelde systeem in de koelstand.

25 Figuur 1 toont een eenvoudig schema van de inrichting volgens de uitvinding. De inrichting omvat een eerste warmtewisselaar 7 die is uitgevoerd als een enthalpierecuperator. De eerste warmtewisselaar 7 is voorzien van een eerste reeks kanalen 7a en een hiermede thermisch gekoppelde tweede reeks kanalen 7b. Voorts omvat de inrichting een ‘gewone’, dat wil zeggen slechts voor het uitwisselen van 30 voelbare warmte uitgeruste warmtewisselaar 8, die is voorzien van een eerste reeks kanalen 8a en een hiermede thermisch gekoppelde tweede reeks kanalen 8b. De inrichting omvat verder een kastoevoeraansluiting 1 voor het aan de inrichting toevoeren van van de kas afkomstige lucht, een kasafvoeraansluiting 4 voor het van de inrichting naar de kas afvoeren van lucht, een buitentoevoeraansluiting 5 voor het aan 8 de inrichting toevoeren van van buiten afkomstige lucht en een buitenafvoeraansluiting 6 voor het van de inrichting naar buiten toevoeren van lucht.

In de verwarmstap wordt de uit de kas afkomstige lucht van de kastoevoeraansluiting 1 5 naar de eerste reeks kanalen 8a van de tweede 8 warmtewisselaar geleid. Vervolgens wordt deze lucht vanaf het aldus bereikte punt 2 naar de eerste reeks kanalen 7 a van de eerste warmtewisselaar 7 geleid, waarna het punt 3 wordt bereikt en de lucht via de tweede reeks kanalen 8b van de tweede warmtewisselaar 8 naar de kasafvoeraansluiting 4 wordt gevoerd. De van buiten afkomstige lucht wordt van de buitentoevoeraansluiting 10 5 door de tweede reeks kanalen 7b van de eerste warmtewisselaar 7 geleid en vervolgens via de buitenafvoeraansluiting 6 weer naar buiten geleid.

De van de kas afkomstige lucht wordt tijdens het doorlopen van de eerste reeks kanalen 8a van de tweede warmtewisselaar 8 afgekoeld en gecondenseerd door de door de 15 tweede reeks kanalen 8b van de tweede warmtewisselaar heen stromende lucht. De kaslucht wordt van 2 naar 3, tijdens het doorlopen van de eerste reeks kanalen 7a van de eerste warmtewisselaar verder afgekoeld en gecondenseerd door de bij voorkeur adiabatisch gekoelde buitenlucht die de tweede reeks kanalen 7b van de eerste warmtewisselaar doorloopt van 5 naar 6. De kaslucht wordt hierna weer opgewarmd 20 tijdens het doorlopen van 8b van 8 naar 4 in de tweede warmtewisselaar, waarbij gebruik wordt gemaakt van de condensatiewarmte bij het doorlopen van 8a. Door gebruik te maken van de condensatiewarmte is de retourtemperatuur naar de kas slechts een paar procent gedaald, terwijl de vochtigheid sterk is afgenomen. In de tekening zijn voorts bevochtigers 10 en 11 afgebeeld die zorg dragen voor de adiabatische 25 bevochtiging en koeling van de luchtstromen. Ventilatoren kunnen ook op andere plaatsen in de betreffende trajecten van de kaslucht respectievelijk de buitenlucht zijn ondergebracht.

Bij koelbedrijf wordt, zoals in figuur 2 is weergegeven, door beide luchtstromen een 30 traject doorlopen dat grotendeels overeenstemt met dat van figuur 1, met dien verstande dat de tweede reeks kanalen 8b van de tweede warmtewisselaar 8 niet wordt doorlopen. Hiermede wordt het doorlopen van de eerste reeks kanalen 8a van de tweede warmtewisselaar 8 zinloos, zodat het eveneens of als alternatief mogelijk is de eerste reeks kanalen 8a van de tweede warmtewisselaar 8 niet te doorlopen.

9

De thermodynamische werking van de uitvinding wordt verduidelijkt in een enthalpiediagram, zoals dat in de figuren 3 en 4 is weergegeven. In fig. 3 is voor de verwarmstand in een enthalpiediagram de toestand op verschillende posities in de 5 inrichting weergegeven voor een regelmatig voorkomende combinatie van binnen- en buitentemperatuur en relatieve vochtigheid. De van de kas afkomstige lucht waarvan de toestand wordt aangegeven met 1 wordt gekoeld en gecondenseerd en verlaat de eerste reeks kanalen 8a van de tweede warmtewisselaar 8 in toestand 2 ( de nummers corresponderen met die van de figuren 1 en 2). In de eerste reeks kanalen 7a van de 10 eerste warmtewisselaar 7 wordt deze lucht verder gekoeld en gecondenseerd tot toestand 3. Daarna wordt de kaslucht in de tweede kanalen 8b van de tweede warmtewisselaar 8 weer opgewarmd tot bijna dezelfde temperatuur als waarmee deze de inrichting binnentrad, maar in een veel drogere toestand, waarna de toestand 4 wordt bereikt. De kaslucht kan zover worden opgewarmd omdat gebruik gemaakt kan worden 15 van de condensatiewarmte, zodat de temperatuureffectiviteit dicht tegen de 100% aanligt. De buitenlucht wordt eerst adiabatisch gekoeld van toestand 5 naar toestand 5a. Daarna warmt de buitenlucht op in de eerste warmtewisselaar en verdampt het condens dat door de kaslucht is gevormd en verlaat de recuperator in toestand 6.

20 In de koelstand verloopt de psychrometrie of het thermodynamisch proces zoals in fig. 4 getoond is. Hierbij wordt bij voorkeur geregeld op een constant vochtdeficiet van 4 g/m3, zoals wordt weergegeven door de blauwe stippellijn. De kaslucht in toestand 1 (de nummers corresponderen met fig. 2) wordt in de eerste reeks kanalen 7a van de eerste warmtewisselaar 7 gekoeld en gecondenseerd tot toestand 3. In de uitgaande kaslucht of 25 in de kas wordt water verneveld, dat meegenomen wordt naar de kas, via kasafvoeraansluiting 4. Deze lucht mengt zich met de kaslucht en bereikt de toestand 4a, terwijl er zonneenergie wordt toegevoerd en toestand 4b bereikt wordt, waarbij het water kan verdampen en de toestand 4c bereikt wordt. In werkelijkheid vinden deze processen tegelijkertijd plaats, maar voor de uitleg zijn ze hier achtereenvolgend in de 30 tijd weergegeven. Toestand 4c valt samen met de kasluchttoestand 1 nadat evenwicht is bereikt. De buitenlucht in toestand 5 wordt adiabatisch gekoeld tot 5 a. Deze lucht wordt in de eerste warmtewisselaar 7 opgewarmd waardoor het condensaat dat door de kaslucht is gevormd verdampt en de lucht het systeem verlaat met een toestand 6. In dit 10 voorbeeld is de kaslucht in toestand 1 de evenwichtssituatie bij een instraling van bruto 500 Wm'2. De ander blauwe punten zijn bij steeds 100 Wm'2 minder.

Ter vergelijking zijn de evenwichtssituaties gegeven van een kas waarin gekoeld wordt 5 door de ramen te openen, en wel curve door lb voor een tomatenteelt en curve door la voor een teelt die slechts de helft aan vocht verdampt van die van de tomaat. Te zien is dat de evenwichtstemperatuur in de kas bij het openen van de ramen enkele graden lager is dan bij een gesloten kas en gebruik van de uitvinding indien een sterk verdampende teelt wordt toegepast tot enkele graden hoger indien een minder 10 verdampende teelt wordt toegepast. Het grote verschil tussen toepassen van de uitvinding in een gesloten kas en het openen van ramen is de vochtigheid ofwel het vochttekort, dat bij het openen van ramen meer dan 15 bedraagt en daarmee buiten de range valt, die als optimaal wordt geacht voor een gezonde groei.

15 Vervolgens zullen aan de hand van de figuren 5 en 6 alternatieve uitvoeringsvormen van de koelsituatie worden toegelicht.

In de verwarmstand zijn minstens twee recuperatoren nodig om, zonder bijmenging van buitenlucht, vocht uit de kas te verwijderen bij gelijktijdig terugwinnen van de warmte, 20 die vrijkomt bij het koelen van de kaslucht tot onder het condensatiepunt, om de gewenste ontvochtiging te bereiken. Een enthalpierecuperator wint naast warmte ook vocht terug. Met een enthalpierecuperator kan in verwarmbedrijf de tweede condensatiestap dieper gekoeld worden, omdat de condensatiewarmte afgevoerd kan worden als verdampingswarmte in de koelluchtstroom, waardoor meer vocht uit de 25 kaslucht wordt afgevoerd. De enthalpierecuperator kan, ondanks zware vorst buiten, niet bevriezen. In koelbedrijf draagt de enthalpierecuperator vocht over van de kas lucht naar de koellucht, waardoor de kaslucht dieper gekoeld wordt en het koelvermogen aanzienlijk toeneemt.

30 In de verwarmstand heeft een enthalpierecuperator in de eerste condensatiestap geen zin, aangezien het niet de bedoeling is de terugkerende kaslucht weer te bevochtigen. In de koelstand volgens figuur 2 wordt de recuperator niet gebruikt en heeft dus ook een enthalpierecuperator hier geen zin.

11

In de koelstand kan de eerste recuperator wel gebruikt worden als we het schema uit figuur 2 uitbreiden met een aantal kleppen, zodat beide recuperatoren parallel worden doorstroomd, zoals in figuur 5 getoond is, waardoor de stromingsweerstand voor zowel de kaslucht als de buiten (koel)lucht afneemt en met dezelfde ventilator de maximale 5 flow en daarmee koelvermogen toeneemt.

In deze configuratie is het mogelijk om geen of één enthalpierecuperator (samen met één recuperator voor alleen voelbare warmte) te gebruiken. Indien de enthalpierecuperator met kleppen wordt toegepast kunnen ook beide recuperatoren 10 enthalpierecuperatoren zijn. In de verwarmstand wordt dan de schakeltijd van de eerste enthalpierecuperator op oneindig gezet, hetgeen wil zeggen dat er niet wordt geschakeld, zodat het condensaat uit de recuperator loopt en niet wordt overgedragen aan de terugkerende kaslucht. In de koelstand wordt door de vochtoverdracht van de kaslucht naar de buiten(koel)lucht het koelvermogen sterk vergroot. Bij gebruik van een 15 membraanrecuperator kan echter geen condensatie optreden. Indien de eerste recuperator wordt gepasseerd (gebypassed) in de koelstand, ziet een mogelijk schema eruit als in figuur 6. Dit schema vereist slechts één driewegklep. Indien we in de koelstand de recuperatoren parallel schakelen wordt het schakelschema aanzienlijk ingewikkelder, zoals blijkt uit figuur 7.

20

Het schema om van de verwarmstand naar de koelstand te kunnen schakelen vereist een aanzienlijk aantal tweewegkleppen en een driewegklep (12 tweewegkleppen en 1 driewegklep in dit schema). Door een goed ontwerp van de loop van de verdeelkanalen in de kast kan het aantal tweewegkleppen verminderd worden. De driewegklep in de 25 figuren 6 en 7 is modulerend. Hiermee kan een continue overgang van de verwarmstand naar de koelstand worden bereikt. Dit is alleen mogelijk als de rest van de kleppen in verwarmstand staat. Afgekoelde kaslucht 3 wordt dan bij gemengd bij de weer verwarmde kaslucht 4. Zodra de driewegklep is uitgestuurd worden de andere kleppen in de koelstand gezet.

30

Om de stromen van de kas- en de buitenlucht goed door de twee recuperatoren te leiden en te kunnen overschakelen van verwarm- naar koelbedrijf, is een kanalensysteem met één of meerdere kleppen nodig. Uit praktische en economische overwegingen dienen kanalen en kleppen opgebouwd te worden in een kast, die zo min mogelijk stromings- 12 verlies moet geven voor een zo laag mogelijke productieprijs. De bedieningsorganen, zoals ventilatoren, bevochtigers, pomp, klepmotoren en regeling, kunnen in deze kast worden geïntegreerd, zodat een compacte zelfstandig opererende module ontstaat. Modules kunnen dan samengesteld worden tot grotere eenheden of gedistribueerd 5 worden over de kas. Het zij duidelijk dat de modules ook parallel geschakeld kunnen worden in een grote kast.

De kast dient onder andere om de recuperatoren lekvrij te kunnen aansluiten op de geïntegreerde verdeelkanalen van de lucht; de verdeelkanalen met zo weinig mogelijk 10 stromingsverlies op te nemen, een topologisch oplossing te bieden voor kruisende verdeelkanalen, de kleppen voor de omschakeling van de verwarm- naar de koelstand te huisvesten, zo min mogelijk kleppen te hoeven gebruiken, de ventilatoren zo te plaatsen dat het rendement hoog is, het condenswater te verzamelen en af te voeren, de bevochtiging van zowel de buitenlucht als de kaslucht te huisvesten, aansluiting te 15 geven op de toe- en afvoerkanalen van de kas en buitenlucht en wel zodanig, dat, indien de kasten gestapeld of parallel geplaatst worden, een eenvoudige configuratie van een superheader of spruitstuk volstaat voor het verbinden van de aansluitingen, precies uitgelijnd eenheden te kunnen stapelen en parallel te plaatsen en te fixeren, de bedieningselektronica te huisvesten onder de juiste condities, eenvoudig de 20 componenten te kunnen monteren en eenvoudig het systeem te kunnen onderhouden.

De kleppen dienen goed af te sluiten (totale lek < 0,5% nominale flow) en zij mogen slechts weinig ruimte innemen. Een oplossing is om ze als schuifkleppen uit te voeren, waarbij ze aan het einde van de sluitbeweging haaks op die beweging in een afdichting 25 worden gedrukt van de klepzitting door de vorm van de geleiderad te gebruiken. In de open toestand zijn de kleppen parallel aan de dichte vlakken van de recuperatoren, zodat geen extra ruimte wordt ingenomen. Waar mogelijk worden de kleppen verbonden met een stangenmechanisme, zodat zo min mogelijk motoren voor de lineaire beweging nodig zijn. De driewegklep kan als draaiklep worden uitgevoerd.

30

De verdeelkanalen dienen enerzijds zo weinig mogelijk ruimte in te nemen en anderzijds zo groot te zijn dat de stromingsweerstand klein is ten opzichte van die van de recuperatoren. Door twee gescheiden kanalen aan de zijkant van de recuperator te plaatsen, waarbij beide kanalen met een in- of uitstroomopening van de recuperator 13 verbonden kunnen worden, kunnen in- en uitstroomopeningen van de recuperatoren willekeurig met elkaar verbonden worden. Om alle permutaties te kunnen realiseren, zoals nodig voor het schema met de parallelle recuperatoren in de koelstand, dienen aan beide zijden van de recuperatoren twee parallelle kanalen te worden aangebracht. De 5 schuifkleppen worden dan zodanig bediend, dat de gewenste in- en uitstroomopeningen van de recuperatoren met elkaar verbonden worden. Door deze plaatsing van de verdeelkanalen wordt voorkomen, dat de verdeelkanalen elkaar kruisen, waardoor meer ruimte voor de verdeelkanalen nodig zou zijn.

10 De kast wordt bij voorkeur zodanig gemaakt, dat de recuperatoren door steeds twee kastdelen wordt omsloten, waarbij de kastdelen voornamelijk haaks op afdichtflenzen worden gesloten. Op deze manier worden de afdichtingen tussen flens en kast bij montage slechts in één richting belast, waardoor een zeer goede afdichting kan worden gerealiseerd en tevens de montage eenvoudig zonder positioneringshulp kan worden 15 uitgevoerd. De kastdelen worden onderling voorzien van een messing- en groefverbinding, die zodanig wordt uitgevoerd, dat deze klemvast en lekvrij is. Door deze verbinding zoekend te maken wordt het montageproces vereenvoudigd.

De kastdelen worden bij voorkeur symmetrisch uitgevoerd, zodat met de zelfde mal 20 twee kastonderdelen kunnen worden gemaakt. De kastdelen worden bij voorkeur zodanig gemaakt dat het product in één richting uit de mal te nemen is, zodat geen schuiven hoeven te worden toegepast. Hiertoe worden sluitdelen toegepast, die de openingen kunnen vullen, die voor de symmetrie zijn aangebracht, maar functioneel niet nodig zijn.

25

De schuifkleppen worden zodanig ontworpen, dat ze in de trekrichting van de kastdelen kunnen worden gemonteerd door ze in de ruimte, die uitgespaard is in de kastdelen, te schuiven, waarbij door snijkanten een goede afdichting wordt gerealiseerd. De kast wordt bij voorkeur gemaakt uit een geschuimde kunststof, waardoor zowel een goede 30 isolatiewaarde bereikt als een stabiele kast gevormd kan worden. Materialen als geëxpandeerd polypropylcen (EPP) hebben hierbij de voorkeur, vanwege de sterkte, isolatiewaarde, produceerbaarheid, gewicht en prijs.

14

Voor de radiaalventilatoren met achterwaarts gebogen schoepen, die voor deze toepassing het meest geschikt zijn, wordt voldoende ruimte om het schoepenwiel gemaakt om een zo hoog mogelijk ventilatorrendement te bereiken.

5 Bij de ingang van de buiten (koel)lucht wordt voldoende ruimte gemaakt om de vernevelde waterdruppels voor een groot deel te laten verdampen, zodat de lucht zover mogelijk adiabatisch wordt gekoeld.

De kast wordt aan beide zijden voorzien van een afsluitdeksel, waarop de ventilatoren, 10 de elektronica en de bevochtigers zijn gemonteerd. De deksels en de kastdelen worden onderling voorzien van een messing en groef verbinding, zoals bij de kastdelen onderling. De buitenzijde van de deksels en de onderdelen van de kanalen van de spruitstukken of superheaders worden onderling voorzien van een messing en groefverbinding. Deze kanaalonderdelen worden ook onderling voorzien van een 15 messing en groef verbinding. Hierdoor ontstaat een systeem, waarbij de kastmodules eenvoudig zijn samen te stellen tot een groter geheel.

Een bij voorkeur toegepaste topologie van de verdeelkanalen en kleppen wordt toegelicht aan de hand van de figuren 8-13, waarin achtereenvolgens de opbouw van de 20 kanalen worden getoond om de loop van alle verdeelkanalen te kunnen zien.

In fig. 8 starten we met de kale enthalpierecuperatoren 7 en 8, waarbij alleen de in- en uitvoerkanalen zijn weergegeven. Naast elkaar wordt in de volgende figuren het verloop van de verdeelkanalen in de verwarm- en de koelstand en de kiepstanden gegeven.

25 Klep a is een drieweg-draaiklep terwijl de kleppen b tot en met i tweeweg-schuifkleppen zijn.

In fig. 9 wordt het kanaal voor de afvoer van de buiten (koel)lucht 6 toegevoegd. De verdeelkanalen zijn genummerd zoals in figuur 7. De kleppen zijn aangeduid met de 30 letters a tot en met i.

In figuur 10 worden de kanalen voor de kas lucht afvoer 4 en de verbinding tussen de eerste en tweede recuperator 8 weergegeven.

15

Het verbindingskanaal voor de kaslucht tussen de eerste en de tweede recuperator wordt toegevoegd in fig. 11.

Het toevoerkanaal van de buiten (koel) lucht wordt toegevoegd in fïg. 12.

5

Als laatste wordt het toevoerkanaal voor de kaslucht 1 toegevoegd in fïg. 13.

De kleppen worden bij voorkeur als schuifkleppen uitgevoerd met een mechanisme om goed af te sluiten in de gesloten stand, zoals in figuur 14 getoond is. De klep 20 loopt 10 met nokken 21 in een geleidebaan 22. De geleidebaan 22 loopt zodanig, dat de klep 20 een kleine afstand van het kiepraam 23 blijft, zodat de klep met zeer weinig wrijving heen en weer bewogen kan worden. Juist voor de positie waar de klep moet sluiten, loopt de geleidebaan in een hoek (-45°) naar het kiepraam toe. Aan het eind van de klepbeweging wordt de klep met zijn niet in de tekening weergegeven afdichtings O-15 ring tegen het kiepraam 23 gedrukt, waardoor een goede afdichting ontstaat zonder noemenswaardige wrijving.

De klep 20 heeft in het midden een nok 24 waaraan een geleidestang 25 en 26 bevestigd kan worden, die verbonden kan worden met een andere klep. Haaks op de geleiderad is 20 een nok gemaakt, waaromheen een geleidestang kan draaien. Deze geleidestang is tevens verbonden met de nokken 24 van twee boven elkaar liggende kleppen 20, zoals in figuur 15 is getoond.

De binnenkast is het gedeelte van de kast dat direct aansluit op de recuperatoren en 25 waarin een gedeelte van de geleiderad valt. De binnenkast is hier afzonderlijk van de rest van de kast (buitenkast) getekend om beter de werking van de kleppen te kunnen zien in de tekeningen. De buitenkast zou alles afdekken en de kleppen zouden niet te zien zijn. Voor de duidelijkheid zijn ook de recuperatoren hier weggelaten. De andere zijde van het kleppensysteem is in figuur 16 weergegeven. De kleppen 20 worden 30 bewogen door een spindelmotor. Hier zijn de kleppen met geleidestangen 25 en 26 met elkaar verbonden, waardoor een aantal motoren wordt uitgespaard. Klep a is uitgevoerd als draaiklep en wordt ook bewogen door een spindelmotor op een draaipunt.

16

In de koelstand verandert de positie van de kleppen, zoals blijkt uit figuur 17. De schuifkleppen hebben allen dezelfde afmeting, zodat ze met één mal geproduceerd kunnen worden. Door de tandwielhoek van de wormaandrijving zo te kiezen, dat de spindel zelffemmend is, blijft er spanning staan op de kleppen en wordt de afdichting 5 goed aangedrukt, waardoor de lek minimaal zal zijn. De andere zijde is afgebeeld in figuur 18.

De spindelmotor van de draaiklep a is draaibaar op een stang achter het kiepraam.

De kleppen kunnen uiteraard op een andere manier bewegen en aangedreven worden, 10 maar met het beschreven klepsysteem zijn slechts drie motoren nodig voor tien kleppen.

Sommige van de poorten in de binnenkast zijn slechts gemaakt om de kastdelen symmetrisch te kunnen uitvoeren en uitneembaar uit de mal te maken, waardoor slechts twee mallen nodig zijn. Ze worden gesloten door er sluitstukken 27 en 28 in te zetten, zoals getoond is in figuur 19.

15

Tevens is rechts in het midden een sluitschot 29 te zien, dat tevens in de mal was weggelaten vanwege de symmetrieoverwegingen. In fig. 20 is de buitenkast toegevoegd als lijntekening, zodat het binnenwerk nog zichtbaar is. Deze tekening toont de inlaatopeningen voor de ventilatoren en de ruimtes waarin de ventilatoren kunnen 20 worden geplaatst.

In figuur 21 zijn de ventilatoren 30 toegevoegd.

Als laatste worden einddeksels 31 toegevoegd, die hier ook voor het begrip als 25 lijntekening zijn weergegeven, zie fig. 22. Tevens zijn enthalpie-recuperatoren 7 en 8 toegevoegd.

Indien we de lijntekeningen vervangen door een solid, ontstaat fig. 23, waarin nokken zijn te herkennen, waarmee de kasten op of tegen elkaar gestapeld kunnen worden. Op 30 het einddeksel zijn de nokken te herkennen, waarop een superheader kanaal 32 kan worden gemonteerd, zoals te zien in fig. 23. Hierbij zijn de superheaders 33 naast elkaar geplaatst.

17

Als de kasten op elkaar gestapeld worden, ziet de superheader 33 eruit als in figuur 24 is getoond.

De kasten kunnen worden gestapeld tot een groter geheel, waarbij de kanalen parallel 5 zijn doorverbonden, zoals in figuur 25 is getoond.

Steeds aan één zijde van de superheader wordt het kanaal afgesloten door een deksel 34.

De verwarmfunctie wordt veelal vervuld door een buizenverwarmsysteem in de kas. De 10 warmte wordt hierbij geleverd door een ketel of een warmtekrachtsysteem. De warmte kan ook geleverd worden door een warmtepomp, waarbij de warmte dan onttrokken kan worden aan de reeds opgewarmde buitenlucht en de verse buiten(koel)lucht, zodat tevens meer ontvochtigd kan worden. De warmtepomp kan dan tevens gebruikt worden om in de koelstand de buiten(koel)lucht te koelen en tevens de lucht naar de kas verder 15 te koelen, terwijl de warmte wordt afgevoerd met de opgewarmde buitenlucht.

In de verwarmstand wordt warmte onttrokken aan de reeds voorverwarmde en bevochtigde buitenlucht, waarbij naast de voelbare warmte gebruik wordt gemaakt van de condensatiewarmte van het vocht dat uit de kas wordt getransporteerd. Hiermee kan 20 een hoge Coëfficiënt Of Performance (COP) gehaald worden.

In de koelstand wordt eerst de retourlucht naar de kas gekoeld en met het opgewarmde medium wordt daarna de buiten(koel)lucht gekoeld. Hierdoor levert de recuperator de maximale koeling door te ontvochtigen en wordt de kaslucht verder afgekoeld.

De opstelling van de warmtewisselaars van de warmtepomp wijkt af van wat 25 gebruikelijk is door het gebruik van drie in plaats van twee warmtewisselaars, waarvan er één in de aanvoer van de buitenlucht. Doel hiervan is de enthalpie recuperatoren meer latente warmte te laten overdragen, waardoor de systeemeffectiviteit sterk verbeterd wordt. In de verwarmstand ziet het systeem eruit als te zien in fig. 26.

De warmtepomp geeft eerst zijn warmte af aan de ontvochtigde kaslucht, waarbij de 30 warmtewisselaar 41 in tegenstroom bedreven wordt. Hierna volgt expansie en daarmee koeling van het medium, waarmee eerst de buitenlucht wordt gekoeld in warmtewisselaar 42. Deze gekoelde buitenlucht zorgt ervoor, dat de kaslucht dieper gekoeld wordt, waardoor meer vocht aan de kaslucht wordt onttrokken. Het 18 opgewarmde medium warmt nu verder in warmtewisselaar 43 door de opgewarmde en bevochtigde buitenlucht op. Hiermee wordt gebruik gemaakt van de condensatiewarmte van het vocht ontstaan bij de ontvochtiging van de kaslucht. Alle warmtewisselaars van de warmtepomp staan in tegenstroom met de lucht, zodat het maximale vermogen van 5 de warmtewisselaars wordt bereikt. Bij een groot warmtewisselend vermogen van de wisselaars, nadert de temperatuur van de uittredende buitenlucht die van de intredende en is het vermogen dat verloren gaat slechts het verschil in verdampingswarmte van het vocht in de buitenlucht tot verzadiging.

10 Door de buitenluchtflow te verhogen, kan voorkomen worden dat warmtewisselaar 42 bevriest bij lage buitentemperatuur, door juist boven het condensatie- en vriespunt te blijven. Indien de temperaturen ruim onder het vriespunt zijn, kan warmtewisselaar 42 gebypassed worden en wordt de warmte alleen onttrokken aan de retour buitenlucht via warmtewisselaar 43 en wordt de buitenlucht flow zo geregeld, dat geen bevriezing 15 optreedt.

Bij grote vcrwarmingsbehocftc en weinig vochtproductie, zou te veel ontvochtigd kunnen worden. Met de bevochtiger van de kaslucht 10 kan dan weer de conditie van de kaslucht op de juiste waarde worden geregeld. Het verdient dan de voorkeur om de 20 bevochtiging te doen voor warmtewisselaar 41 met vemevelaar 44, zodat de kaslucht eerst adiabatisch wordt gekoeld en daarna door de warmtepomp wordt verwarmd tot een temperatuur, die lager is dan als de bevochtiging na warmtewisselaar 41 plaats vindt. De COP van de warmtepomp zal hierdoor toenemen. Een andere methode om de ontvochtiging te beperken is het beperken van de buitenluchtflow, waardoor minder 25 ontvochtigd wordt. De warmtepomp krijgt dan echter mogelijk te weinig lucht over warmtewisselaar 43, waardoor de COP afneemt en mogelijk het vermogen niet geleverd kan worden. Bypassen van de buitenlucht direct naar warmtewisselaar 43 kan hier de remedie zijn, tegen de kosten van een extra klep.

30 In de koelstand wordt één vierwegklep (hier als vier driewegkleppen 47, 48, 49, 50 getekend) omgezet in het warmtepompsysteem en worden de kleppen in het kasontvochtigingssysteem geschakeld, zoals in figuur 27 is weergegeven. Tevens verdient het aanbeveling kleppen 46, 51 ,en 52 te gebruiken om alle warmtewisselaars in tegenstroom te bedrijven.

19

De warmtepomp geeft in warmtewisselaar 43 eerst warmte af aan de verwarmde en bevochtigde buitenlucht. Na expansie en dientengevolge koeling, wordt de gekoelde en ontvochtigde retourkaslucht gekoeld in warmtewisselaar 41 in tegenstroom. Het 5 verwamde medium koelt dan de buitenlucht in warmtewisselaar 42. De warmtepomp wordt pas ingezet als de adiabatische koeling 11 van de buitenlucht niet genoeg vermogen meer levert om de kas op de gewenste condities te houden. De adiabatische bevochtiging 11 kan afgezet worden als door de warmtepomp de natte boltemperatuur van de buitenlucht bereikt is. Door niet alleen de retour kas lucht te koelen, maar ook de 10 buitenlucht 5, kunnen de enthalpierecuperatoren over een groter temperatuurgebied het vocht uit de kaslucht overdragen aan de buitenlucht en daardoor een groter koelvermogen realiseren. De gekoelde en ontvochtigde kaslucht wordt bij retour naar de kas in oververzadiging bevochtigd door water te vernevelen. Na menging met de lucht in de kas verdampt deze nevel, waardoor de kas wordt gekoeld. Er wordt hierbij bij 15 voorkeur geregeld op constant vochtdeficiet. Door water met nevelaar 45 in de uitgaande buitenlucht 6 voor de condensor van de warmtepomp te vernevelen, verdampt dit water verdeeld over de condensor en zorgt voor een veel lagere uit laat temperatuur en daarmee voor een lagere temperatuur 6 van het warmtepomp medium, waardoor de COP van de warmtepomp stijgt (van 6 naar 6a door adiabatisch koelen van 6a naar 6b).

20

In het enthalpiediagram in figuur 28 is te zien dat eerst de temperatuur van de verwarmde buitenlucht wordt verlaagd naar 6a door adiabatisch koelen met vemevelaar 45. Hierna wordt in de warmtewisselaar 43 warmte toegevoerd door de warmtepomp tot toestand 6b, waarna adiabatische koeling plaats vindt door verdamping van de 25 oververzadigde buitenlucht 6a en een toestand 6c bereikt wordt. De gekoelde kaslucht 3 wordt verder gekoeld in warmtewisselaar 41 door de warmtepomp tot 3a, waarbij de lucht verder ontvochtigd wordt en condens ontstaat in warmtewisselaar 41. In de kast of in de kas wordt water verneveld. De lucht mengt met de kaslucht, waardoor (hier voor het gemak als afzonderlijke stappen omschreven de temperauur stijgt tot 4a, waarna 30 door zoninstraling de temperatuur stijgt tot 4b, waarna door adiabatische verdamping de temperatuur daalt tot de toestand 4c is bereikt, die gelijk is aan de evenwichtstoestand van kaslucht 1.

20

Lange termijn opslag van warmte en koude is een mogelijke optie om in de verwarmen koelbehoefte te voorzien. Opslag in watervoerende lagen, de zogenaamde aquifer opslag, is hierbij de meest voor de hand liggende technische oplossing. Aquifer opslag wordt reeds in een groeiend aantal projecten toegepast, waarbij het zaak is de 5 temperatuurverschillen tussen warme en koude bron zo groot mogelijk te maken, zodat de warmtewisselaars voor de overdracht van het grondwater (via een niet weergegeven scheidingswisselaar) naar de lucht nog een economische afmeting hebben.

Omschakelen van de warme naar de koude bron gebeurt met de kleppen 58, 59, 60 en 61. In de verwarmstand wordt de koude aquifer geladen uit de buitenlucht afVoer in 10 warmtewisselaar 53. Deze lucht 6 is reeds opgewarmd in de tweede recuperator. De warme bron levert warmte aan een warmtewisselaar in de retour kaslucht 4 via warmtewisselaar 54. Om de koude bron lager in temperatuur te krijgen kan de adiabatisch gekoelde buitenlucht 5 a via een driewegklep 55 gebruikt worden, zie fïg.

29.

15

Het systeemrendement wordt beter als alle warmtewisselaars in tegenstroom worden bedreven en de opslag thermisch gelaagd is (koud onder - en warmer boven +).

In de koelstand wordt de opgewarmde buitenlucht gebruikt om de warme bron 56 te verwarmen. De koude bron 57 wordt gebruikt om de reeds afgekoelde kaslucht verder 20 te koelen, zie fïg. 30.

Om beter gebruik te kunnen maken van de condensatie warmte in de afvoer van de buitenlucht 6, kan een warmtewisselaar 62 en een driewegklep 63 toegevoegd worden in de aanvoer van de adiabatisch gekoelde buitenlucht 5 a. Deze wordt dan gekoeld door 25 het retour water van de koude bron na de warmtewisselaar van de retour van de kaslucht 4. Hierdoor wordt de toevoertemperatuur van de buitenlucht lager, waardoor meer vocht naar de buitenlucht 6 wordt overgedragen en meer vocht kan condenseren in de warmtewisselaar en het verwarmend vermogen naar de warme bron toeneemt, zie fïg.

31.

30

Het warmtepompsysteem en de aquifer kunnen gecombineerd worden, waarbij de aquifer dient om de warmte of de koude, die nog in de afvoer buitenlucht zit, op te slaan voor het andere seizoen en tevens om de ingang van de warmtepomp op een hogere c.q. lagere temperatuur te brengen en hiermee de COP van de warmtepomp te verbeteren.

21

In fig. 32 is de combinatie te zien voor de verwarmstand (de korte termijn warmte- en koudeopslag is voor de eenvoud niet opgenomen in het schema). De koppeling tussen het aquifer en het warmtepompsysteem gebeurt via warmtewisselaar 64 en driewegklep 5 65.

Bij dit systeem is het mogelijk, dat (afhankelijk van grootte, type teelt, klimaat etc.) geen evenwicht wordt bereikt en de warmteopslag ieder j aar warmer wordt en de koudeopslag kouder. Het systeem kan hiermee als een warmte en/of koude leverancier 10 gebruikt worden, althans als er in de directe omgeving hieraan behoefte is. In flg. 33 is de combinatie te zien voor de koelstand.

Het systeem wordt door de combinatie wat complexer, maar door de grotere temperatuurverschillen over de enthalpie recuperatoren en de lagere 15 temperatuurverschillen over de warmtepomp zal de effectiviteit van het ontvochtigingssysteem en het warmtepompsysteem toenemen, waardoor de installatie kleiner en daarmee goedkoper kan worden uitgevoerd.

Warmtekrachtkoppeling wordt bij de grotere bedrijven vaak toegepast. De voordelen 20 komen onder andere voort uit de subsidiëring bij de aanschaf, de goede prijs voor levering aan het net op piektijden en de levering van warmte ook aan derden. Echte energiebesparing levert WKK niet meer op dan het gebruik van een gedeelte van de afvalwarmte en het CO2 uit de afgassen. Het omzettingsrendement is lager dan dat van een moderne centrale. Een aanzienlijk gedeelte van de warmte kan niet gebruikt worden 25 en moet worden gedumpt tegen niet te verwaarlozen kosten. Niet voor alle teelten kan de CO2 gebruikt worden in verband met verontreinigingen in de afgassen. Bij tegenvallende terugleververgoeding kan de WKK niet economisch worden bedreven en vervallen daarmee ook de andere voordelen. Het is hiermee een riskante investering.

30 Het HortiAir systeem is een echt energiebesparingssysteem en zorgt dan ook voor de basisbesparing. Het systeem zorgt in alle situaties voor regelbare ontvochtiging, waardoor een gewenst vochtdefïciet gehaald kan worden in een gesloten kas. Dit leidt naast energie- en kostenbesparing tevens tot meerproductie en hogere kwaliteit, waarbij aanzienlijk minder CO2 nodig is.

22

Een combinatie van het HortiAir systeem en een WKK systeem, al dan niet met een warmtepomp en/of een lange termijn opslag van warmte en koude, leidt tot een aanzienlijk kleiner WKK systeem en veel lager gebruik van fossiele energie.

5 Hoewel ogenschijnlijk een WKK systeem kan leiden tot lage energiekosten per m2 kasoppervlak, voert toepassing van het HortiAir systeem in combinatie met een WKK tot lagere kosten en een beter beheersbaar kasklimaat en hogere opbrengsten. In veel gevallen zal toepassing van het HortiAir systeem zonder WKK tot een beter totaal resultaat leiden. De keuze moet uit een risicoanalyse komen, waarbij energiebesparing 10 altij d positief scoort.

Claims

1. Inrichting voor het beheersen van het klimaat in een kas, omvattende : - een eerste warmtewisselaar met een eerste reeks kanalen en een tweede reeks kanalen, 5 waarbij de kanalen zijn ingericht voor het onderling overdragen van thermische energie van in de kanalen aanwezige fluïda; - van de kas naar de eerste reeks kanalen leidende kastoevoermiddelen; - van buiten naar de tweede reeks kanalen leidende buitentoevoermiddelen; - van de inrichting naar de kas leidende kasafvoermiddelen; en 10. van de inrichting naar buiten leidende buitenafVoermiddelen, met het kenmerk, dat de kasafvoermiddelen aansluiten op de eerste reeks kanalen en dat de buitenafvoermiddelen aansluiten op de tweede reeks kanalen.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de inrichting is ingericht 15 voor het innemen van een koelstand waarin de temperatuur van de kas wordt verlaagd of een verwarmstand waarin de temperatuur van de kas wordt verhoogd of gehandhaafd en dat de inrichting is voorzien van een in tenminste in de verwarmstand actieve tweede warmtewisselaar met een derde en een vierde reeks kanalen.

3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat in de verwarmstand een derde reeks kanalen van een tweede warmtewisselaar is geschakeld tussen de kastoevoermiddelen en de eerste kanalen van de eerste warmtewisselaar en een vierde reeks kanalen van de tweede warmtewisselaar is geschakeld tussen de eerste kanalen van de eerste warmtewisselaar en de kasafvoermiddelen. 25

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat in de koelstand de derde reeks en vierde reeks kanalen van de tweede warmtewisselaar parallel is geschakeld aan de eerste reeks, respectievelijk de tweede reeks kanalen van de eerste warmtewisselaar.

5. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat in de koelstand slechts de vierde reeks kanalen van de tweede warmtewisselaar door fluidum wordt doorlopen en dat de derde reeks kanalen van de tweede warmtewisselaar is ‘gebypassed’.

6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat in de verbinding tussen de eerste reeks kanalen van de eerste warmtewisselaar en de vierde reeks kanalen van de tweede warmtewisselaar of in de verbinding tussen vierde reeks kanalen van de tweede warmtewisselaar en de kasafvoermiddelen een driewegklep is opgenomen. 5

7. Inrichting volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de warmtewisselaar door een enthalpierecuperator wordt gevormd die is ingericht voor het periodiek herhaaldelijk en simultaan wisselen van de aansluitingen tussen de toevoermiddelen en de eerste en tweede reeks kanalen en van de aansluitingen tussen de 10 afvoermiddelen en de eerste en tweede reeks kanalen.

8. Inrichting volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de warmtewisselaars elk in een rechthoekige binnenkast zijn geplaatst, en dat in de binnenkast openingen zijn aangebracht die afsluitbaar zijn door afsluiters. 15

9. Inrichting volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de openingen zijn aangebracht in tegenover elkaar gelegen vlakken van de binnenkast.

10. Inrichting volgens conclusie 8 of 9, met het kenmerk, dat de binnenkast is 20 geplaatst in een buitenkast en daarmee een geheel vormt, en dat de wanden van de buitenkast aan zijden waar de openingen in de binnenkast zijn gemaakt, verder naar buiten liggen dan de wanden van de binnenkast.

11. Inrichting volgens conclusie 9 of 10, met het kenmerk, dat de afsluiters zijn 25 voorzien van een hoofdzakelijk parallel aan het afsluitvlak beweegbare afsluitende klep.

12. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de afsluiters zijn voorzien van vier geleiders die elk paarsgewijs beweegbaar zijn in een in frame aangebrachte, zich hoofdzakelijk parallel aan de bewegingsrichting uitstrekkende groef. 30

13. Inrichting volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de groeven zijn voorzien van een deel dat zich uitstrekt met een component parallel aan de bewegingsrichting van de klep en met een naar de afdichting toe uitstrekkende component.

14. Inrichting volgens conclusie 11, 12 of 13, met het kenmerk, dat de afsluiters zijn ingericht om door een parallel aan het afsluitvlak beweegbaar stangmechanisme te worden bediend.

15. Inrichting volgens conclusie 14, gekenmerkt door tenminste een gemeenschappelijke aandrijfïnrichting voor de aan één zijde van de inrichting geplaatste afsluiters, die door middel van een stangmechanisme is gekoppeld met de tot de aangedreven afsluiters behorende kleppen.

16. Inrichting volgens een van de conclusies 2-15, gekenmerkt door een warmtepomp die is voorzien van een compressor, een verdamper en tenminste twee koppelwarmtewisselaars, waarvan een eerste is opgenomen tussen de eerste warmtewisselaar en buitentoevoermiddelen, en de tweede is opgenomen tussen de tweede warmtewisselaar en de kasafVoermiddelen. 15

17. Inrichting volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat de derde koppelwarmtewisselaar is opgenomen tussen buitentoevoermiddelen en de eerste warmtewisselaar. 20

18. Inrichting volgens een van de conclusies 2-15, gekenmerkt door een warmteopslagelement zoals een aquifer, die is voorzien van tenminste een eerste en een tweede koppelwarmtewisselaar, waarvan de eerste is geplaatst tussen de eerste warmtewisselaar en de buitenafvoermiddelen en de tweede is geplaatst tussen de tweede 25 warmtewisselaar en de kasafVoermiddelen.

19. Inrichting volgens conclusie 18, gekenmerkt door een derde koppelwarmtewisselaar die is geplaatst tussen de buitenaanvoermiddelen en de eerste warmtewisselaar. 30

20. Inrichting volgens conclusie 16 of 17, gekenmerkt door een warmteopslagelement zoals een aquifer, die is voorzien van tenminste een eerste koppelwarmtewisselaar, die is gekoppeld met de warmtepomp.