Jäähdytyksellä suljettuun kasvihuoneeseen
Keywords:
energia, hiilidioksidi, kasvihuoneilmasto, ilman kosteus, lämpötila, puolisuljettu kasvihuoneAbstract
Nykyaikaisessa ympärivuotisessa kasvihuonetuotannossa käytetään tekovaloja 150-250 W/m2, jos auringon säteily on kasvun kannalta liian vähäistä. Tässä tuotantotavassa on alhaisin satotaso kesäaikana, koska kasvihuoneen lämpötila nousee liian korkeaksi ja kasvihuoneilman hiilidioksidipitoisuutta ei voida pitää optimina tuuletuksen takia. Päivittäinen tuuletusaika on huhtikuusta syyskuuhun yleensä yli 8 tuntia parhaimman valon aikaan, jolloin potentiaalinen hyvä sato jää saamatta. Avointa kasvihuonetta jäähdytetään sumuttamalla, tuulettamalla ja varjostamalla. Jäähdytystarve on hyvin suuri, sillä auringosta tulee säteilyä pahimmillaan 800-1000W/m2, josta suuri osa muuttuu latentiksi lämmöksi kasvien haihdutuksessa. Uusiksi jäähdytysratkaisuksi tähän on haettu järjestelmiä, joissa kasvihuoneilma ja ulkoilma eivät sekoitu toisiinsa. Kaikille näille järjestelmille on yhteistä, että kasvihuoneilmasta on poistettava sekä vesihöyryyn sitoutunut että lämpöiseen ilmaan sitoutunut energia. Tästä syystä perinteiset jäähdytyskoneratkaisut eivät tule kysymykseen, sillä niiden tehokerroin parhaimmillaankin on 6-7, jolloin jäähdytyksen kustannus olisi taloudellisesti kestämätön.
Kasvihuoneiden jäähdytykseen on kehitetty neljä erilaista periaatteellista menetelmää. Vanhin ja edelleen eteläisimmissä maissa käytetty jäähdytysmenetelmä on kosteaseinämenetelmä, jossa kasvihuoneeseen puhalletaan ulkoilmaa kostean huovan tai pisaraverhon lävitse. Tässä menetelmässä kasvihuoneilma uusiutuu jatkuvasti, jolloin kasvihuoneen ilman hiilidioksidipitoisuus voidaan pitää vain ulkoilman pitoisuuden tasolla. Espanjassa on tutkimuskäytössä jäähdytystornimenetelmä, jossa suljetun kasvihuoneen yhteydessä on korkea torni, jonne kuuma ja kostea ilma nousee jäähtymään ja luovuttamaan kosteuden. Tämä menetelmä soveltuu vain trooppisille kasveille, jotka menestyvät 30-40 oC:n lämpötiloissa.
Hollannissa on kaupallisessa kokeilussa kasvihuoneen jäähdytys kylmällä pohjavedellä. Kylmää pohjavettä pumpataan kasvihuoneessa oleviin lämmönvaihtimiin ja lämmennyt pohjavesi palautetaan takaisin maahan, mutta kauaksi ottopaikastaan. Järjestelmä on kallis ja teknisesti monimutkainen ja se soveltuu vain kylmille pohjavesialueille.
Suomessa on kehitetty jäähdytystekniikka, joka perustuu kasvihuoneen sisällä olevaan kapeaan pisaraverhoon, johon kasvihuoneilmassa oleva energia siirtyy. Kiertävä vesi jäähdytetään kasvihuoneen ulkopuolella olevassa jäähdytysaltaassa suihkuhaihduttimella. Järjestelmän tehokerroin on noin 50. Keväällä ja syksyllä, kun ulkoaltaan lämpötila on alhainen, tehokertoimeksi tulee jopa yli 100. Pisaraverhojäähdytyksellä kasvihuoneen lämpötilan hallinta onnistuu myös kovimpina helleaikoina, mutta kosteuden poistamisessa on hetkellisiä ongelmia, kun jäähdytysaltaan ja ulkolämpötilan välinen ero ei ole tarpeeksi suuri.
