De energiebalans
Er is een eenvoudige regel die altijd opgaat: de Wet van Behoud van Energie. Energie kan onderling worden uitgewisseld door straling of convectie. Het kan worden gebruikt voor opwarming of voor verdamping. Maar energie kan nooit spontaan ontstaan of verdwijnen. Dat maakt het rekenen aan de energiebalans weer overzichtelijk: alle energiestromen moeten bij elkaar opgeteld precies nul opleveren. Dat geldt niet alleen voor technische elementen als een verwarmingsbuis of een assimilatielamp, maar ook voor een plant of een deel daarvan, zoals een blad.
Overdag zorgt de zon voor verreweg de meeste energietoevoer in de vorm van straling. Een groot deel van de straling die door het gewas wordt opgevangen, wordt omgezet in verdamping. Omdat de verdampingswarmte van water zo enorm hoog is, namelijk circa 2500 kJ/kg, is dit een krachtige manier van koeling. Door de instraling warmt verder de kasconstructie, de bodem en het gewas op. Door contact met de kaslucht (convectie) zal deze vervolgens ook in temperatuur stijgen. Door convectie geeft het kasdek weer energie af aan de buitenlucht, maar er is ook transport door ventilatie via de luchtramen. De lucht die zo uit de kas verdwijnt bevat zowel voelbare als latente warmte.
De energie die door de zon in de kas wordt gebracht moet weer worden afgevoerd door uitwisseling met buitenlucht met een lagere energie-inhoud dan de kaslucht.
Kijkend naar energieafvoer door ventilatie maakt de latente warmte vaak een groter deel uit van de energie-inhoud van de lucht dan de voelbare warmte. Een voorbeeld in getallen maakt dat duidelijk: Stel dat de kaslucht 23°C is en de buitenlucht 20°C. Stel dat de RV in de kas 70% is en de RV buiten is 50%. Het verschil in temperatuur is dus 3 graden en het verschil in absoluut vocht circa 5 gram/kg. Het verschil in voelbare energie is dan ongeveer 3 kJ/kg. Dit is namelijk het verschil in temperatuur maal de soortelijke warmte van lucht: circa 1 kJ/kg. Dus dat maakt 3*1 = 3. Het verschil in latente energie is echter het verschil in absoluut vocht in kg maal de verdampingswarmte van water die circa 2500 kJ/kg bedraagt. Dat maakt dus 0,005*2500= 12,5 kJ/kg , dus ruim vier maal zoveel. Het totale verschil in enthalpie is dan de som van beiden ≈ 15,5 kJ/kg. Dat betekent in praktische zin dat het vochtgehalte van de lucht een veel belangrijker rol speelt in de energiebalans dan de kasluchttemperatuur.
Om de energiebalans in evenwicht te brengen (en daarmee de kastemperatuur stabiel te houden), moeten we de energieafvoer gelijk maken aan de toevoer. Als we dit willen doen met ventilatie dan moet er een bepaald aantal kubieke meters kaslucht worden uitgewisseld tegen buitenlucht.