Effect van verdampingsremmers in de Groasis Waterboxx De Groene Campus, beroepsonderwijs in samenwerking met Thermolab Onderzoek laboratorium Test locatie: Kas op het dak van de Groene Campus in Helmond - Nederland Periode: augustus / september 2013 De Groene Campus staat voor groen innoveren, ontwikkelen, groeien en zorgen. Studenten en ondernemers werken samen aan duurzame producten en diensten op het gebied van voeding, gezondheid en natuur. In de zomer van 2013 heeft Thermolab proeven gedaan en de effecten van verdampingsremmers in de Groasis Waterboxx in kaart gebracht. Verdampingsremmers Verdamping kost energie en warmte. Verdampingsremmers hebben invloed op de verdampingscapaciteit van water door het vormen van een moleculaire laag op het wateroppervlak. Er zijn verschillende stoffen met deze eigenschap. Met name in de zwembadwereld en bij grote waterbassins in warme regio s gebruikt men verdampingsremmers. Het doel van verdampingsremmers is om kosten te besparen door de verdamping te beperken. Verdampingsremmers worden gebruikt om verdamping in het algemeen tegen te gaan en om bij verwarmd water het energie verbruik te verlagen. Voor deze test zijn er 4 test opstellingen gemaakt, één serie zonder behandeling en 3 series met verdampingsremmers: Heatsavr Watersavr Olijfolie De onderzoeksvraag is of het gebruik van verdampingsremmers de eventuele verdamping/ontsnapping van water uit de Groasis Waterboxx kan beperken? 1.Heatsavr Voor toepassingen in zwembaden is Heatsavr ontwikkeld, een geconcentreerde vloeistof die je in minimale hoeveelheden aan het water toevoegt. Het vormt een moleculaire laag op het wateroppervlak.
2. Watersavr Watersavr is een wit poeder met een vergelijkbare werking, dat aan waterbassins wordt toegevoegd. Hier gaat het niet zozeer om het verlagen van het energieverbruik, het water wordt niet verwarmd, maar het gaat vooral om verdamping van het water zelf tegen te gaan.
3. Olijfolie Ook olie heeft de eigenschap om op water te gaan drijven en een laagje te vormen en daarmee de verdamping te beperken. Naast de Water- en Heatsavr zijn er ook Groasis Waterboxxen ingezet waar olijfolie aan het water is toegevoegd. Groasis Waterboxx In de Groasis Waterboxx zit altijd een hoeveelheid water, ergens tussen de 1 en 15 liter. De box is in principe gesloten met een waterslot. Er kan regenwater en condenswater in, maar het kan er alleen via de lonten aan de onderkant uit (watersink). Vanuit de biomimicry bekeken is hetzelfde principe als een krokodil gebruikt maar dan met warmte (heatsink). Het bovenste water zal snel opwarmen in de zon en onder water word de warmteafgifte zo veel beperkt. Het water dat in de Waterboxx verdampt, het kan er behoorlijk warm worden, condenseert op een zwarte plaat en keert terug in de voorraad. De plaat is zwart gemaakt om lichtinval tegen te gaan. Hierdoor kunnen er geen algen in het water groeien en blijft het water schoon. Door een deksel of dop die niet goed sluit, verkeerde montage, vergeten van de condensatie plaat, of een te laag waterniveau tot onder de buisjes zou er waterdamp kunnen ontsnappen. Bij de proef met de verdampingsremmers is er onderzocht of, en zo ja hoeveel, water er uit de bak via verdamping verdwijnt. En uiteraard of er dan verschillen zijn tussen de verschillende behandelingen. Het gaatje onderin de bak is daarom dicht gekit, zodat er aan de onderkant geen water uit kon ontsnappen.
Proefopzet: Geel: bakken afgevuld tot 2500 gr. Blauw: bakken afgevuld tot 6500 gr. HS OO OO 2505 B 6520 2515 B 6500 HS WS 2505 WS 6510 2485 OO 6500 B HS 2500 OO 6500 2485 WS 6510 HS OO 2475 HS 6510 2525 B 6500 WS B 2490 B 6510 2530 6500 OO OO HS 6500 WS 2505 6510 WS 2475 HS B 6500 HS 2460 6500 WS 2480 OO OO 6500 B 2520 6500 HS 2525 WS WS 6500 HS 2485 6500 B 2510 B OO 6500 WS 2490 6510 2500 HS = HeatSavr WS = WaterSavr OO = OlijfOlie B = geen toevoeging De Waterboxxen zijn afgevuld tot een totaalgewicht van 2500 gram en 6500 gram. De proef is gestart op 18 augustus en liep tot 22 september 2013. Er zaten behoorlijk wat hete dagen in deze periode. In de kas, met donkere composietvloer die toen nog niet vol stond met planten werd het behoorlijk heet. Prima voor de proef dus.
Infrarood Met behulp van een infrarood camera zijn regelmatig afbeeldingen gemaakt van de proefopstelling. Met infrarood foto s betekent blauw een koudere temperatuur. De deksel van de Waterboxx is wit en reflecteert een groot deel van de warmte. Daardoor is het water in de Waterboxx koud. Als je de Waterboxx zijwaarts plaatst, zie je het ongelooflijke koelingeffect van de ondergelegen grond. Hierdoor lijden de wortels niet onder de hitte in de woestijn door de Waterboxx. Niet alleen het water en de grond onder de Waterboxx zijn kouder, maar ook de opening in het midden waar de bomen worden geplant is verkoeld. Detail van de koele middelste opening van de Groasis Waterboxx. Kijk naar de thermometer naast de foto om te temperaturen te zien.
De hele Groasis Waterboxx is koeler dan zijn omgeving. Detail van het koelingeffect op de grond temperatuur van de Groasis Waterboxx. Groasis Waterboxx koelingeffect op de grond temperatuur. Overzicht van de Groasis Waterboxx experimenten in het Thermolab Helmond Nederland in samenwerking met de Groene Campus School Helmond Nederland. De beelden leveren informatie over oppervlaktetemperaturen in de zon en in de schaduw. Je kunt bijvoorbeeld vanaf de buitenkant het waterniveau in de Groasis Waterboxx zien (je kijkt als het ware door de Waterboxx heen). Als je een box een klein stukje verschuift op een hete dag zie je de grote invloed van de gevulde Groasis Waterboxx op de vloertemperatuur onder de bak. De Groasis Waterboxx heeft door zijn watervoorraad een enorme nivellerende werking op het microklimaat onder de box. Zowel verwarmend onder koude omstandigheden (na-ijlen) als verkoelend onder hete omstandigheden.
Turbotag Dataloggers graden. Naast infrarood beelden zijn er ook een 20-tal dataloggers in en om de boxen geplaatst. Één datalogger kan 700 metingen registreren, dus afhankelijk van de ingestelde tijdsinterval kun je enkele uren tot enkele dagen het temperatuursverloop volgen. De loggers waren ingesteld op 30 minuten. Het leverde onderstaande grafieken op waarbij je de hoogste en laagste temperatuur in de boxen kunt vergelijken. In deze 300 uur schommelde de temperatuur in de box tussen de 15 en 45 In bovenstaande grafiek is de blauwe lijn luchttemperatuur buiten de Waterboxx, en de rode lijn luchttemperatuur in de Waterboxx, onder de zwarte afdekplaat. Je ziet dat een Groasis Waterboxx een behoorlijke nivellerende werking heeft op het microklimaat rondom de plant.
Weegresultaten Onderstaande cijfers geven het gewichtsverlies per bak aan. De hoogste en laagste waarde zijn niet meegenomen in het gemiddelde. De verschillen liggen tussen de 0,2 en 1% gewichtsverlies. Als je het gemiddelde per behandeling bekijkt is er nagenoeg geen verschil tussen de vier varianten. Het gemiddelde gewichtsverlies bij de bakken van 2500 gram en 6500 gram in procenten was gelijk. HS OO WS W -0,6% -0,4% -0,6% -1,0% -0,6% -0,3% -0,6% -1,0% -0,5% -0,6% -0,6% -0,3% -0,5% -0,8% -0,5% -0,6% -0,9% -0,5% -0,6% -0,6% -0,5% -0,3% -0,8% -0,8% -0,8% -0,6% -0,8% -0,8% -0,6% -0,2% -0,8% -0,6% -0,6% -0,5% -0,5% -0,8% -0,6% -0,5% -0,6% -0,7% *De hoogste en laagste waarde zijn niet meegenomen in het gemiddelde. HS = HeatSavr, OO = OlijfOlie, WS = WaterSavr W= geen toevoeging Conclusies Praktisch gezien geeft met name de olijfolie in de box veel viezigheid. Het is een organische olieachtige substantie die aan de randen van de box gaat kleven, schimmelvorming veroorzaakt, en mogelijk zelfs een negatieve invloed kan hebben in de praktijk op het waterdoorlatend vermogen via de touwtjes. De vervuiling lijkt bij Watersavr en Heatsavr minder te spelen. Het gaat om minimale hoeveelheden en daar is het vooral een zoektocht naar de optimale dosering. Omdat het dusdanig kleine oppervlakte betreft is de dosering waarschijnlijk eerder te hoog dan te laag geweest. De leverancier kon daar niet heel veel uitsluitsel over geven, omdat de toedieningmethode en dosering in de zwembadpraktijk uiteraard sterk afwijkt van deze gesloten proef. Daar is sprake van continue dosering en ook afbraak door golven en zonlicht. Het is een boeiende oriënterende proef geweest. We hadden twee weegmomenten, gedurende één maand. De verschillen tussen de behandelingen zijn nihil en lijken niet significant. Het bijzondere aan de Waterboxx onder praktijk omstandigheden is natuurlijk dat er door regen en condensatie water bijkomt en door verdamping water van de plant onttrokken wordt. De hoeveelheid water in de Waterboxx wordt daarmee zeer dynamisch en een momentopname. Deze factoren zijn uitgesloten door de proef in een dichte kas uit te voeren, zonder planten op een harde kunststof vloer en dicht gekitte gaatjes. Dan zou er alleen nog water bijgekomen kunnen zijn door condensatie op de deksel of door een lekkage of iets dergelijks. Als er sprake zou zijn geweest
van watertoevoer door condensatie op de deksel zou dat zichtbaar geweest zijn door vocht rondom de buisopeningen. Gedurende de proef zijn er ook geen vochtige deksels gezien. Men kan ervan uitgaan dat er geen vocht in de boxen is bijgekomen door condensatie op de deksel. De conclusie is dat de Groasis Waterboxxen, mits goed gesloten, potdicht zijn en er nagenoeg geen waterverlies heeft opgetreden in deze periode door verdamping. Arno Vlooswijk, Thermolab Groene Campus Helmond, www.thermoregulatie.nl