Damptransport doorheen schermen

We beginnen graag met de inzichten van telers, die weten dat een dampopen scherm, zoals een geweven of gebreid scherm, vocht doorlaat en de vorming van condens vermindert in vergelijking met een plastic folie. Commerciële schermproducenten benadrukken vaak de voordelen van damptransport, waarbij sommigen beweren dat dit te danken is aan de structuur van de draden waaruit de schermen zijn geweven of gebreid.

Aan de andere kant plaatsen sommige onderzoekers vraagtekens bij de voordelen van damptransport, uit vrees dat het niet alleen vocht, maar ook extra voelbare warmte laat ontsnappen door luchtuitwisseling, en dat dit op een ongecontroleerde manier kan gebeuren.

In zijn doctoraat heeft Filip Bronchart van UGent de fysische processen achter damptransport diepgaand onderzocht en neergeschreven.

In dit artikel geven we een vereenvoudigd overzicht van de belangrijkste conclusies.

Deze titel kan voor niet-experts complex lijken, maar met wat extra uitleg en een visuele ondersteuning wordt het hopelijk wel begrijpbaar (volg de genummerde stappen in de bijbehorende fig.1).

1. Dampproductie door de plant

De plant produceert damp, wat ervoor zorgt dat de lucht onder het scherm vochtiger wordt.

2. Door luchtstromen onder het scherm komt de vochtige lucht tegen het scherm

De lucht onder het scherm komt in beweging omdat het scherm kouder is dan de lucht eronder. Dit leidt ertoe dat de lucht op sommige plekken naar boven beweegt (2a), op andere plekken horizontaal (2b) en op weer andere plekken naar beneden (2c). Hierdoor komt de vochtige lucht dicht bij het scherm. Omdat het scherm zelf of de lucht aanwezig in de openingen van het scherm een lagere absolute vochtigheid heeft, zal de kaslucht naast warmte ook damp afgeven aan een dampopen scherm. Dit proces wordt convectie genoemd, zowel voor warmte als voor damp.

3. Het transport van de damp van de lucht doorheen het scherm en doorheen de stilstaande luchtlagen tegen het scherm

Een belangrijk kenmerk van schermen is dat ze niet overal even dampopen zijn: op de meeste plekken bestaat het scherm uit dampdichte folie (3a), maar daartussen zitten kleine openingen (3b). Dus als de damp doorheen een scherm gaat, moet dit via deze openingen gebeuren.

Hoe beweegt damp door die kleine openingen? Omdat de openingen dicht bij elkaar liggen, wordt de damp in de lucht tegen het scherm zit, naar de opening toe aangetrokken, omdat daar een lagere dampconcentratie is (zie pijltjes 3c). Dit fenomeen wordt "niet-uniforme convectie" genoemd omdat het scherm niet uniform is wat betreft zijn dampdoorlaatbaarheid. Zodra de damp bij de ingang van de opening komt, gaat hij via diffusie door de opening en erna gaat hij zich weer verdelen in de lucht boven het scherm volgens hetzelfde proces. Dit alles is gevisualiseerd op fig.1 a.d.h.v. kleurvariaties.

Fig.1 hieronder: Overzichtsfiguur van het damptransport door schermen in de kas. Donkerdere roodtinten duiden op vochtigere lucht, terwijl donkerdere blauwtinten drogere lucht aangeven. Rechts is een uitvergroting van het scherm te zien.

Verschillende onderzoekers hebben verondersteld dat het damptransport door schermen wordt veroorzaakt door luchtbewegingen. Uit het oplossen van convectievergelijkingen blijkt echter dat er onvoldoende drukverschillen ontstaan om bij klassieke schermen luchtbewegingen doorheen het scherm te creëren en luchtweging doorheen het scherm is dus niet de oorzaak van het damptransport doorheen een scherm.

Omdat (1) alleen extra damp wordt doorgelaten en (2) het damptransport ervoor zorgt dat het boven het scherm iets warmer wordt en dus het voelbare warmtetransport zal afnemen gezien het boven het scherm iets warmer is, is de ontvochtigingsefficiëntie van een dampopen scherm iets hoger dan 100%. Later in het project zal dit cijfer nog nauwkeuriger worden berekend.
Zijn er wel voldoende bewijzen voor een dergelijk theoretische concept gebaseerd op wetenschappelijk vergelijkingen?

Ten eerste is het werk van UGent gebaseerd op het oplossen van wetenschappelijke vergelijkingen waar er geen twijfel over bestaat dat deze juist zijn. Het is dus waarschijnlijk dat de bekomen resultaten correct zijn.

Om alle twijfel weg te nemen, gaat binnen ENERGLIK ook nog een meetopstelling gebouwd worden die de dampdoorlaatbaarheid precies kan nameten zoals in kascondities en de modelresultaten voor concrete schermen gaat vergelijken met de gemeten waarden.

Maar een simpele proef (zie fig.2 hieronder) bewijst op een snelle en eenvoudige manier ook de theorie zoals hierboven uitgelegd van niet uniforme convectie. Deze foto is het beeld van een scherm met puntopeningen nadat hij geplaatst is geweest boven een vochtige ruimte. Je ziet op de foto droge cirkels rond de puntopeningen. De rest is witter en dat zijn kleine condensdruppels. Dus de foto toont visueel aan dat er verschillende concentraties van damp zijn tegen het scherm: rond de openingen is de concentratie lager en heb je geen condensvorming, verder van de openingen is de concentratie hoger en heb je wel condens.

Dit is al een eerste experimentele validatie van het nieuwe damptransport model voor schermen.

Fig 2: