Op weg naar een klimaatneutrale glastuinbouw is het terugwinnen van warmte uit ventilatielucht voor ontvochtiging een interessante optie. Hoewel met de lage gasprijs investeringen niet snel rendabel zijn, is het technisch gezien haalbaar. Technieken met warmtewisselaars worden al in de praktijk toegepast, de toepassing met zouten is vrij nieuw. Een recente studie zet een aantal mogelijkheden op een rij.
Het Nieuwe Telen staat een hogere luchtvochtigheid toe. Daardoor ventileren telers al een stuk minder, wat het energieverlies beperkt. Ontvochtigen blijft nodig, maar daarvoor zijn steeds energiezuiniger technieken voorhanden.
De studie ‘Vochtbeheersing in kassen en terugwinning van latente warmte’ brengt bestaande én nieuwe technieken in beeld. “De meeste liggen op de plank, klaar voor gebruik. Met de huidige gasprijs is de waarde van de energie die dat bespaart over vijf jaar echter niet meer dan € 4 tot € 7 per m2. Dit is onvoldoende om de investeringen te rechtvaardigen. Wanneer de energieprijs hoger wordt, denk aan € 0,30 per m3, worden de besproken technieken wél interessant”, zo is de overtuiging van Feije de Zwart, senior onderzoeker bij Wageningen University & Research Glastuinbouw. Hij is samen met Peter van Weel (voormalig onderzoeker van ‘Wageningen’) en Jan Voogt (Hoogendoorn Growth Management) auteur van deze studie. Het onderzoeksprogramma Kas als Energiebron financierde het.
Alleen voelbare warmte
Het rapport beschrijft eerst de technieken die alleen de voelbare warmte terugwinnen door ontvochtigen. Dat noemt De Zwart de middencategorie, de energiezuinige ontvochtigers. Deze luchtbehandelingskasten besparen hiermee 3 tot 4 m3 aardgas per m2 per jaar.
Het gaat dan meestal om balansventilatie waarbij warme kaslucht via een warmtewisselaar langs de koele buitenlucht wordt geleid, zodat de binnenstromende buitenlucht opwarmt. “Systemen in de praktijk zijn bijvoorbeeld de HortiAir van Recair, AVS-WTW van Van Dijk Heating en het Air&Energy systeem van Maurice Kassenbouw. Cogas Zuid heeft ook een variant op dit principe ontwikkeld.”
Ook latente warmte
Vervolgens gaat het rapport in op de topcategorie, technieken die alle voelbare én latente warmte uit de ontvochtiging terugwinnen. Bij latente warmte gaat het om de energie die is opgesloten in de waterdamp. In een standaard kas met een onbelichte tomatenteelt levert dat in totaal 7,8 m3 per m2 per jaar besparing aan aardgasverbruik op. In extra geïsoleerde kassen is dat nog iets groter: 9,7 m3 per m2 per jaar.
Een kansrijke techniek in deze topcategorie vindt De Zwart allereerst het systeem uit de Next Generation Semi-gesloten kas. Dit is vergelijkbaar met een standaard airconditioningssysteem: mechanische ontvochtiging in een gesloten systeem. Zo’n klimaatinstallatie heeft Lek/Habo in de 2SaveEnergy-kas van het Innovatie- en Demo Centrum Energie in Bleiswijk aangelegd. Ook Bom Kassenbouw bouwt zulke systemen. De Drygair die Royal Brinkman aanbiedt, is eveneens gebaseerd op dit principe.
Direct inzetbaar
De basis is een koelblok waarvan het oppervlak een temperatuur onder het dauwpunt van de kaslucht heeft. Daardoor condenseert het vocht uit de langsstromende lucht en komt de latente energie vrij. De afgekoelde lucht passeert een tweede warmtewisselaar, het verwarmingsblok. Zo wordt deze weer opgewarmd tot de kasluchttemperatuur. Het koelblok wordt koud gehouden met een warmtepomp.
Aan de warme kant geeft de warmtepomp de onttrokken warmte plus de aandrijfenergie voor de compressor af. Die kan de teler direct inzetten voor de verwarming van de kas. Als het minder koud is, produceert het systeem meer warmte dan nodig is. Een eenvoudige etmaalbuffer verbetert de werking aanzienlijk. Uitgebreid met een seizoensopslag (warmte/koude opslag in een aquifer) kan de ontvochtiger uitgroeien tot een belangrijke bron van duurzame energie.
Hygroscopisch ontvochtigen
Een andere techniek in deze topcategorie is het gebruik van zouten om te ontvochtigen (hygroscopisch ontvochtigen). Net als de Next Generation-techniek is deze onafhankelijk van buitencondities. Het systeem werkt niet met warmtewisselaars maar met een zoutwater-oplossing. Dat is vochtaantrekkend en droogt zo de langsstromende lucht.
“Voordeel van deze oplossing is dat er geen dure warmtewisselaars nodig zijn, maar eenvoudiger materialen als plastic en PVC-buizen. Ook houdt dit systeem bij een lage kasluchttemperatuur zijn capaciteit, terwijl een ontvochtiger op basis van een koud oppervlak bij kasluchttemperaturen onder de 17ºC snel capaciteit verliest.” Een nadeel is, volgens De Zwart, dat deze techniek nog niet volledig is uitontwikkeld. “Er bestaat al wel een commerciële variant: Horticoop heeft de Eco Climate Converter in zijn productpakket. In Nederland is er nog weinig ervaring mee opgedaan.”
Andere systemen
De studie beschrijft nog andere systemen voor ontvochtiging met warmteterugwinning, die overigens wél afhankelijk zijn van buitencondities, bijvoorbeeld door de gevel te benutten als condenswand. Die werkt dan als een goedkope warmtewisselaar. Een variatie op dit thema is de dauwpuntskoeling: de gevel heeft een dubbele spouw met twee foliewanden. Ook Ventilation Jets, gecombineerd met een warmtewisselaar in de gevel, kunnen een deel van de ontvochtigingswarmte terugwinnen.
“Al deze technieken zijn mogelijk. Wat interessant is, is voor elk bedrijf anders. En de terugverdientijd hangt uiteindelijk af van de gasprijs”, aldus de onderzoeker.
Rozen telen zonder WKK, het moet kunnen
De techniek om de warmte te ‘oogsten’ is vergelijkbaar met die uit het onderzoek van Wageningen University & Research, maar de insteek is een andere. In de loop van 2017 is de studie ‘All electric roses’ van Ronald-Jan Post, adviseur bij DLVge klaar. De centrale vraag: kunnen rozentelers hun vaak intensieve belichting gebruiken om de kas te verwarmen?
“Die SON-T of LED-lampen geven zoveel warmte, dat het mogelijk moet zijn”, stelt Post. “Dat kwam uit een brainstorm die ik had met rozentelers, Aat Dijkshoorn van Kas als Energiebron en Edwin van der Knaap van Delphy. WKK’s raken verouderd en hebben een minder gunstig rendement. Tegelijkertijd hebben veel telers zuivere CO2 beschikbaar van OCAP. Bovendien zijn technieken uit de gesloten kas beschikbaar, waarop we kunnen voortborduren.”
Alle componenten zijn er
Met behulp van de data van het onderzoek ‘Perfecte Roos’, dat wordt uitgevoerd bij het Delphy Improvement Centre sloeg Post aan het rekenen. “Op basis van die gegevens heb ik de energiebalans op maandbasis en uurbasis berekend. Mijn conclusie? Op papier kan het. Het hele jaar is het warmteoverschot groot genoeg.”
Het mooie is dat aan het teeltproces niet veel verandert, vertelt de energiespecialist. “In deze situatie is een koelblok in de kas van ongeveer 40 watt/m2 voldoende. Door condensatie ‘oogst’ je warmte uit de kas, die je via een warmtepomp inzet voor de buisverwarming. Omdat de lampen niet altijd aan zijn, heb je wel een dagbuffer nodig, maar geen aquifer. Het kan dus bovengronds. Met deze oplossing bespaar je 20 tot 25 m3/m2 aardgasequivalenten, tegen 10 procent meer elektriciteit. Dit is natuurlijk heel gunstig voor de CO2-uitstoot.”
Verschillende rozentelers zien er brood in, bijvoorbeeld omdat hun WKK aan vervanging toe is of omdat ze nieuwe lampen willen ophangen. “Bij een teler ga ik binnenkort aan de slag om hun bedrijfssituatie door te rekenen, zodat er een model uit voortkomt. Vragen zijn er nog genoeg. Hoe moet de omvang van de installatie zijn? Kan het ook bij andere belichte teelten? Die probeer ik te beantwoorden.”
Samenvatting
Ontvochtigen en tegelijk warmte uit de kas terugwinnen is technisch haalbaar. Uit een studie blijkt dat bestaande en nieuwe technieken voelbare én latente warmte kunnen terugwinnen. Met de huidige lage gasprijs zijn die echter nog niet interessant, maar dat kan in de toekomst veranderen. Parallel loopt een proef met als centrale onderzoeksvraag: kunnen rozentelers hun vaak intensieve belichting gebruiken om de kas te verwarmen. Adviseur Ronald-Jan Post denkt van wel.
Tekst: Karin van Hoogstraten. Foto’s: Leo Duijvestijn.
