Frön för hållbarhet: Energismarta HVAC-system i växthus med Confluent Jets

Växthus.
Stigande energi- och matpriser och hinder i livsmedelsförsörjningen på grund av politiska konflikter – behovet av närproducerad, hållbar livsmedelsproduktion ökar. Del av forskningen kommer att bedrivas i växthus i Hofors.

I takt med globala utmaningar växer behovet av energismarta lösningar för hållbar livsmedelsproduktion. Forskare vid Linköpings universitet undersöker nu möjligheten att använda Confluent Jets-teknologi i växthus – en teknik som skulle kunna minska energiåtgången. 

Klimatstyrda växthus erbjuder möjligheten att kontrollera inomhusförhållanden som temperatur och luftfuktighet för att optimera skördarna, som kan ökas upp till 10-20 gånger, jämfört med traditionell utomhusodling. Dock utgör den nuvarande höga energianvändningen för att upprätthålla dessa förhållanden utmaning för miljömässig och ekonomiskt hållbar odling. Nya möjligheter för energieffektiv klimatkontroll i växthus har framträtt genom användning av Confluent Jet (CJ)-teknologi som Heating, Ventilation, & Air Conditioning (HVAC)-system.

Confluent Jets

Illustration över Confluent Jets.
Fenomenet med C J uppstår när flera interagerande jetstrålar släpps ut från en uppsättning runda munstycken som är placerade nära varandra. Inledningsvis rör sig jetstrålarna sida vid sida och smälter sedan samman (koalescerar) till en enhetlig stråle på ett visst avstånd nedströms från diffusorn.
Systemet bygger på matriser av integrerande och samverkande runda jetstrålar som kommer från dysor i en tilluftspridare i samma plan och som flödar i parallell riktning. Efter en viss sträcka förenas dessa strålar och bildar en enhetlig jetström. Strålarnas beteende gör att de inte påverkas av andra luftströmmar i växthuset. Den samlade kraften i dessa sammanflödande strålar bevaras mer effektivt än hos en enskild stor stråle, vilket resulterar i lägre energianvändning, längre kastlängd och därmed lägre driftskostnader. CJ-teknologi erbjuder även en allt-i-ett-lösning för reglering av operativ lufttemperatur, luftflödeshastighet, luftturbulensintensitet, relativ luftfuktighet och CO2-nivåer.

Projektets syfte

Frön för hållbarhet: Energismarta HVAC-system i växthus med Confluent Jets syftar till att undersöka och validera användningen av CJ-teknologi i växthusmiljöer för att minska energianvändningen och öka lönsamheten för grödproduktion i växthus året runt. Genom att adressera vetenskapliga kunskapsluckor kring energismarta lösningar för växthusodling och utveckla energieffektiva växthuskonstruktioner som integrerar CJ-teknologi, strävar projektet efter att maximera matproduktionen per landyta samtidigt som vattenförbrukning, energianvändning och CO2-utsläpp minskas.

Projektets syfte uppfylls genom användning av en kombination av metoder:

  1. Fältbaserade mätningar av CJ i växthus,
  2. Simuleringar med computational fluid dynamics (CFD)
  3. Energisimuleringar tillsammans med teknoekonomisk optimering.

Faktorer såsom klimat, olika typer av växthuskonstruktioner och grödtyper, kommer beaktas för att utveckla insikter och lösningar för praktisk tillämpning av CJ-teknologi.

Resultatet

Genom att nära samarbeta med externa aktörer från industrin och forskningsinstitutioner strävar projektet efter att tillhandahålla lösningar som möter de mångsidiga behoven hos både små och storskaliga växthusodlare, vilka står inför utmaningar med hög energianvändning och höga kostnader för odlingar året om.

Vi som jobbar i projektet

Fakta om projektet 

Projekttid 

Frön för hållbarhet: Energismarta HVAC-system i växthus med Confluent Jets påbörjades i januari 2025 och beräknas pågå fram till december 2028. 

Vlatko kommer att tillbringa cirka ett halvår utomlands som gästforskare, där han bland annat besöker professor Santiago Gasso Domingos forskningsgrupp vid Universitat Politècnica de Catalunya i Katalonien, Spanien.

Projektpartner

Högskolan i Gävle.

Agroclimate Sweden AB

Kopplingen till industrin och andra forskningsinstitut är en viktig del av projektet, där projektresultat kontinuerligt kommuniceras till företag inom växthusbyggnation, såsom Grönsta, samt till växthusodlare, exempelvis Elleholms tomatodling. Även forskningsinstitut inom grödproduktion, såsom Norwegian Institute of Bioeconomy Research (NIBIO), ingår i samarbetet. 

Finansiär

Formas Ett forskningsråd för hållbar utveckling. 

Organisation