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Gutes Klima für reiche Ernte

Gewächs­häuser sind aus der modernen Land­wirt­schaft nicht mehr wegzu­denken. Sie ermög­li­chen Ernten – unab­hängig von Jahres­zeiten. Pflanzen gedeihen jedoch nur, wenn die Luft­zu­fuhr und -vertei­lung im Gewächs­haus perfekt gere­gelt sind. Bestens für diese Aufgabe geeignet sind u. a. die AxiCool Venti­la­toren von ebm-papst.


Im Super­markt gibt es längst keine Jahres­zeiten mehr: Tomaten, Paprika und Co. liegen unab­hängig von der Saison ganz­jährig frisch und knackig in der Gemü­se­ab­tei­lung. Möglich machen dies auch Gewächs­häuser, die sogar im Winter sommer­liche Bedin­gungen schaffen. Das hat Vorteile für Konsu­menten und Land­wirte. Letz­tere können mit Gewächs­häu­sern mehrere Ernten einfahren und außerdem so Risiken mini­mieren: Ernte­aus­fälle durch Unwetter oder beschä­digte Ware durch Hagel­stürme sind unter einem schüt­zenden Dach kein Thema. Prin­zi­piell können im Gewächs­haus dank intel­li­genter Bewäs­se­rungs­sys­teme und Klima­ge­räte Pflanzen sogar auch dort gedeihen, wo es die Natur eigent­lich gar nicht zulässt: etwa in der Wüste oder in kalten Regionen.

Eine Frage der Vertei­lung

Aller­dings können über die gesamte Gewächs­haus­fläche hinweg kalte oder warme Stellen entstehen, die soge­nannten „cold spots“ und „hot spots“. An diesen Stellen wachsen die Pflanzen nur einge­schränkt, zudem sind sie dort empfind­li­cher gegen­über Krank­heiten. Die Foto­syn­these und somit das Pflan­zen­wachstum hängt stark von der Tempe­ratur ab: Ist es zu kalt, geht die Foto­syn­these sehr langsam von statten, ist es zu warm, kommt sie sehr schnell zum Erliegen.

AxiCool Venti­la­toren von ebm-papst ermög­li­chen eine präzise Steue­rung des Luft­stroms.

Das Optimum liegt bei einer für die Pflan­zenart spezi­fi­schen Tempe­ratur, die im gesamten Gewächs­haus gleich­mäßig erreicht werden soll. Entschei­dend für eine gute Ernte sind außer der rich­tigen Tempe­ratur und Luft­feuch­tig­keit auch eine gute Frisch­luft­zu­fuhr und eine gute Luft­zir­ku­la­tion. Ziel ist es daher, mit einem wandernden Luft­strom einheit­liche klima­ti­sche Verhält­nisse zu schaffen, indem die Luft mit stetiger Geschwin­dig­keit im gesamten Gewächs­haus gleich­mäßig verteilt wird.

Ein gängiges Verfahren für die gleich­mä­ßige Luft­ver­tei­lung im Gewächs­haus ist dabei die hori­zon­tale Venti­la­tion (Bild 2). Hierbei wird die Luft über den Pflanzen in hori­zon­taler Rich­tung geführt. Die Frisch­luft­zu­fuhr wird in der Regel über die Seiten des Gewächs­hauses reali­siert. Ein beson­ders inno­va­tives Verfahren für die Luft­zu­fuhr ist die Schlauch­be­lüf­tung von unten (Bild 3). Dieses Verfahren sorgt dafür, dass ausrei­chend CO2 an die Pflanzen gelangt. Dies ist beson­ders wichtig, weil CO2 der Ausgangs­stoff für die Foto­syn­these der Pflanze ist.

Lösung aus der Kühl­technik

Gewächs­haus­be­treiber haben die Möglich­keit, ein Ventila­tions­system einzu­setzen, das alle Anfor­de­rungen der Pflanzen erfüllt und zudem einfach zu montieren ist. Zum Einsatz kommen dafür AxiCool Axial­ven­ti­la­toren von ebm-papst (Bild 4).

Bild 4: Die AxiCool Venti­la­toren mit Strö­mungs­gleich­richter auf der Ausblas­seite werden für die hori­zon­tale Venti­la­tion einge­setzt. Das Gehäuse ist weiß, um den für das Wachstum wich­tigen Licht­ein­fall so weit wie möglich zu reflek­tieren. (Foto| ebm-papst)

Diese wurden ursprüng­lich für die Kälte­technik entwi­ckelt, da auch in Kühl­räumen eine gleich­mä­ßige Tempe­ra­tur­ver­tei­lung für die Frische der Waren wichtig ist. Damit sind sie eben­falls bestens für Gewächs­häuser geeignet. Sie zeichnen sich durch eine hohe Wurf­weite aus und ermög­li­chen eine präzise Steue­rung des Luft­stroms.

Für einen verbes­serten Wirkungs­grad ist auch der Strö­mungs­gleich­richter wesent­lich, der an der Ausblas­seite der AxiCool Venti­la­toren montiert ist (Bild 5). Das Gehäuse und das Monta­ge­ge­stell sind weiß, um die auf das Gewächs­haus einwir­kende Sonnen­einstrahlung so weit wie möglich zu reflek­tieren. Um die Anfor­de­rungen hinsicht­lich Lebens­dauer zu errei­chen sind die Venti­la­toren speziell für den Einsatz im sehr feuchten Gewächs­haus ausge­rüstet und die Kunst­stoff­kom­po­nenten aus UV-bestän­digem Mate­rial gefer­tigt, das außerdem leicht zu reinigen ist. Durch das aero­dy­na­mi­sche Schau­fel­de­sign arbeitet der Axial­ven­ti­lator zudem sehr leise, was die Arbeits­be­din­gungen für die Mitar­beiter erheb­lich verbes­sert.

Für die AxiCool Venti­la­toren entwi­ckelte ebm-papst Inc. in Farmington, USA ein höhen­ver­stell­bares Befes­ti­gungs­system, das leicht zu montieren ist. Dadurch lässt sich die Posi­tion der Venti­la­toren entspre­chend der Pflan­zen­höhe im Verlauf der Aufzucht anpassen. Auf diese Weise soll ein maßge­schnei­dertes, leis­tungs­fä­higes Luft­leit­system reali­siert werden, mit dem die natür­liche Luft­be­we­gung best­mög­lich simu­liert wird.

Inno­vativ: Luft­zu­fuhr von unten

Bei der Schlauch­be­lüf­tung werden ener­gie­ef­fi­zi­ente rück­wärts­ge­krümmte Radi­al­ven­ti­la­toren oder beson­ders druck­starke Axial­ven­ti­la­toren von ebm-papst einge­setzt (Bild 6). Die Luft wird über einen perfo­rierten Schlauch zuge­führt, der unter den Pflanzen ange­bracht ist. Die Axial­ven­ti­la­toren saugen meist kondi­tio­nierte, also tempe­rierte und ggf. be- oder entfeuch­tete Luft aus dem Luft­vor­be­rei­tungs­raum der soge­nannten „semi-closed“ Gewächs­häuser an.

Die Luft wird zuerst in den Schlauch gedrückt, strömt dann durch die Löcher an den Pflanzen vorbei nach oben, von wo sie wieder in den Zuluft­strom einge­leitet wird. So entsteht ein defi­nierter Luft­kreis­lauf. Bei dieser Art der Luft­zu­fuhr werden die Blatt­un­ter­seiten optimal mit CO2 versorgt. Das ist beson­ders effi­zient, da dort die Aufnahme für die Foto­syn­these erfolgt. Aufgrund der Leis­tungs­stärke lassen sich beson­ders lange Schläuche reali­sieren. Gerade für groß dimen­sio­nierte Gewächs­haus­an­lagen wie sie in den USA, aber auch in Europa beispiels­wiese in Spanien und den Nieder­landen zu finden sind, können damit effi­zi­ente Belüf­tungs­lö­sungen für maxi­malen Ertrag reali­siert werden.

Bild 6: Druck­starke Axial­ven­ti­la­toren für die Schlauch­be­lüf­tung, die die Pflanzen von unten mit CO2 versorgt. (Foto | ebm-papst)

Ener­gie­sparen leicht gemacht

Entschei­dend ist zudem, dass die Venti­la­toren von ener­gie­spa­renden EC-Motoren ange­trieben werden. Der netz­ge­speiste, perma­nent erregte Synchron­motor mit elek­tro­ni­scher Kommu­tie­rung (auch BLDC- oder PM-Motor genannt) liegt mit seinen Wirkungs­graden weit über der Effi­zi­enz­klasse IE4. Ein inno­va­tives Gewächs­haus­de­sign in Kanada verwendet ebm-papst AxiCool-Venti­la­toren mit dem Ergebnis, dass sich die Strom­rech­nung um über 70 % gegen­über der vorher einge­setzten Lüftungs­technik redu­ziert hat.

Ein weiterer Vorteil der EC-Motoren ist ihre Regel­bar­keit. Dies ist über den gesamten Dreh­zahl­be­reich möglich, wobei der hohe Wirkungs­grad auch im Teil­last­be­trieb erhalten bleibt. So können z. B. Venti­la­toren an ebenen Wänden auf eine höhere Dreh­zahl einge­stellt werden, als Venti­la­toren an Wänden mit Vorsprüngen und Absätzen. Mit dieser präzisen Abstim­mung wird die Gleich­för­mig­keit des Luft­stroms opti­miert. Für eine bedarfs­ge­rechte Rege­lung lässt sich die digi­tale MODBUS-RTU, die 4–20 mA oder die 0–10 V Schnitt­stelle nutzen. Über die MODBUS Kommu­ni­ka­ti­ons­schnitt­stelle können die Venti­la­toren beson­ders präzise auf die jewei­ligen Gege­ben­heiten im Gewächs­haus einge­stellt und über­wacht werden.

Opti­male Luft­lö­sung

Luft­zu­fuhr und -durch­mi­schung sind wich­tige Wachs­tums­fak­toren, die mit den ebm-papst Axial­ven­ti­la­toren präzise gesteuert werden können. Das sind die wich­tigsten Vorteile:

  • Gehäuse ist in UV-bestän­digem Weiß für maxi­male Licht­re­fle­xion
  • Geringer Schat­ten­wurf durch platz­spa­rende Dimen­sio­nie­rung
  • Ener­gie­ef­fi­zi­ente, wartungs­freie Green­Tech EC-Motoren
  • Beson­ders leiser Betrieb
  • Venti­la­tor­system mit Elek­tronik an Bord ermög­licht einfachste Inbe­trieb­nahme – Plug & Play
  • Bedarfs­ge­rechte Dreh­zahl­steue­rung über MODBUS-RTU, 4–20 mA oder 0–10 V

 

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