Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Energieffektivisering av växthus för skogsplantor: Byggnadsutformning och installationssystem
Karlstad University, Faculty of Health, Science and Technology (starting 2013).
2019 (Swedish)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Energy Efficiency of Greenhouse for Forest Plants : Building Design and Installation System (English)
Abstract [en]

Because of lack for energy resources, rising energy prices, environmental problems and climate change as global warming, energy saving has become more and more important. Energy-saving strategies are crucial for all types of areas, for the greenhouse sector, because today it has a central impact on total energy use. The need for energy in the greenhouse sector is becoming an increasingly important issue in order to be able to produce harvest under sustainable conditions. There are good opportunities to reduce the need for heating, cooling, ventilation and electricity in conventional greenhouses.

The purpose of this thesis was to study which factors related to building, ventilation and light that affect the energy efficiency of a greenhouse for forest plants and thereby gain an understanding of how energy, primary energy, costs and the environmental impact could be reduced. The project's goal was to provide answers to how a new greenhouse for forest plants should be built in order to be energy efficient when solutions to the building, ventilation and lighting are investigated. The environmental impact and the cost of the greenhouse operation were also calculated.

The study began with a literature review of the needs of forest plants. A calculation model was built for the greenhouse in the simulation program Simulik where energy balances and mass balances were set up. In the calculations, two cases were studied, cases TallMikro when cultivating of pine plants and micro-plants of spruce were made and cases MikroMikro which was only cultivation of micro-plants. The model took regards to temperature, humidity and light requirements. Calculations were made for today's arched greenhouses and a Multi-Span greenhouse. After studying the influenced factors on the Multi-Span greenhouse, an energy-efficient greenhouse was developed.

This study showed that there is a possibility of energy savings for today's greenhouses. The energy-efficient greenhouse reduces the primary energy consumption, the cost and the greenhouse gas emissions by about 70 % compared to today's arch-shaped greenhouses. It was in some cases advantageous to increase the need for cooling if the need for heat and electricity could be reduced. This is because cooling had a relatively low cost, primary energy factor and a small emission of carbon dioxide equivalents. In order to make a greenhouse more energy efficient, it turned out that it is beneficial to have good light irradiation to the plants while at the same time walls and ceilings should have high insulating capacity. The floor area and the ceiling height affected the energy efficiency of the Multi-Span greenhouse but played a minor role for the result as the greenhouse had good insulation ability. It is also desirable to have as large a temperature span as possible in order to reduce the energy consumption. Ventilation should be controlled according to the relative humidity to keep the desired humidity in the greenhouse.

Abstract [sv]

Till följd av brist på energiresurser, stigande energipriser och miljöproblem samt klimatförändringar som global uppvärmning har energibesparing blivit allt mer betydelsefullt. Energibesparande strategier är avgörande för alla typer av områden, för växthussektorn eftersom det idag har en central inverkan på den totala energianvändningen. Behovet av energi i växthussektorn blir en allt viktigare fråga för att kunna framställa skörd under hållbara villkor. Det finns idag förutsättningar att minska behovet av värme, kyla, ventilation och el i konventionella växthus.

Syftet med detta examensarbete var att studera vilka faktorer gällnade byggnad, ventilation och ljus som påverkar energieffektiviteten i ett växthus för skogsplantor och genom detta få en förståelse för hur energi, primärenergi, kostnader samt miljöpåverkan kunde minskas. Projektets mål var att ge svar på hur ett nytt växthus för skogsplantor skall byggas för att bli energieffektivt då lösningar på byggnaden, ventilationen och belysningen undersöks. Miljöpåverkan och kostnaden för växthusets drift beräknades även.

Arbetet inleddes med en litteratursammanställning av skogsplantors behov. En beräkningsmodell byggdes sedan upp för växthuset i simuleringsprogrammet Simulink där energibalanser samt massbalanser ställdes upp. I beräkningarna studerades två fall, TallMikro då odling av tallplantor samt mikroplantor av gran gjordes och fall MikroMikro som enbart var odling av mikroplantor. Modellen tog hänsyn till temperatur, fuktighet samt ljusbehov. Beräkningar gjordes för dagens bågformade växthus och ett blockväxthus. Efter att studerat påverkade faktorer på blockväxthuset togs ett energieffektivt växthus fram.

Denna studie påvisade att det finns möjlighet att energieffektivisera dagens växthus. För det energieffektiva växthuset minskade primärenergianvändningen, kostnaden samt utsläppet av växthusgaser med cirka 70 % jämfört med dagens bågformade växthus. Det var i vissa fall fördelaktigt att öka behovet av kyla om behovet av värme och el kunde minskas. Detta eftersom kyla hade en relativt låg kostnad, primärenergifaktor samt ett litet utsläpp av koldioxidekvivalenter. För att energieffektivisera ett växthus visade det sig att det är gynnsamt att ha god ljusinstrålning till plantorna samtidigt som väggar och tak bör ha hög isoleringsförmåga för att minska värmetransporten genom materialet samt reducera de konvektiva förlusterna. Golvets area samt takhöjden påverkade energieffektiviteten för blockväxthuset men spelade en mindre roll för resultatet då växthuset hade god isoleringsförmåga. Det var även önskvärt med ett brett temperaturspann för att minska energianvändningen samt att styra ventilationen efter den relativa fuktigheten för att hålla den önskade fukthalten inne i växthuset.

Place, publisher, year, edition, pages
2019. , p. 80
Keywords [en]
Energy, environment, economy
Keywords [sv]
Energi, miljö, ekonomi
National Category
Natural Sciences
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kau:diva-73279OAI: oai:DiVA.org:kau-73279DiVA, id: diva2:1333225
External cooperation
Svenska Skogsplantor AB
Subject / course
Environmental and Energy Systems
Educational program
Engineering: Energy and Environmental Engineering (300 ECTS credits)
Supervisors
Examiners
Available from: 2019-09-02 Created: 2019-06-30 Last updated: 2019-09-02Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2128 kB)11 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2128 kBChecksum SHA-512
231adb1242485591e276f98571ae369181681eb25f48b984f2703a10b5f20a22b660fdba89335fb08666f9fef2f25c1ed27d36ce08d89bfeeb2c69d2a6f46f82
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Faculty of Health, Science and Technology (starting 2013)
Natural Sciences

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 11 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 50 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf