Die Canopy braucht keinen Wind.
Sie braucht verteilte Luft.
Warum reichen Clipfans, Horizontal Air Flow oder ein starkes Luftrohr in der Mitte einer Anbaufläche oft nicht aus, wenn ein dichter Bestand möglichst homogen versorgt werden soll? Dieser Guide geht einen Schritt tiefer: Wir betrachten Luft nicht als Raumwert, sondern als lokales Prozessmedium an jeder Pflanzenposition – und erklären, warum CannaCrew die vollflächige Lufteinleitung rund um die Topfpositionen entwickelt und zum Patent angemeldet hat.
Der Mittelwert wächst keine Pflanze.
Ein Raum kann im Durchschnitt perfekt aussehen und trotzdem sehr ungleichmäßig sein. Ein Sensor zeigt vielleicht passende Temperatur und relative Feuchte, während direkt zwischen zwei Pflanzen feuchtere Luft steht, am Rand der Fläche ein starker Jet anliegt und in der unteren Canopy kaum Bewegung messbar ist. Für die Pflanze zählt nicht der Raumdurchschnitt, sondern das Mikroklima an Blatt, Trieb und Topfposition.
Wie viel Luft insgesamt bewegt wird. Wichtig für die Anlagenleistung, aber kein Nachweis dafür, dass jede Pflanze ähnlich viel Luft erhält.
Was eine konkrete Pflanzenposition erlebt. Direkt vor einem Auslass kann sie um ein Vielfaches höher sein als an einem entfernten Messpunkt.
Wie stark sich die Messwerte über eine Fläche unterscheiden. Für Homogenität ist diese Streuung häufig aussagekräftiger als nur der Mittelwert.
Wo Luft eintritt, wie sie durch den Bestand gelangt und wo sie wieder abgeführt wird. Zuluft und Rückluft gehören immer zusammen.
Ein System kann sehr viel Gesamtluft bewegen und trotzdem hohe lokale Spitzen sowie schwach versorgte Bereiche erzeugen. Das technische Ziel ist deshalb nicht maximaler Wind, sondern eine möglichst kleine Abweichung zwischen den Pflanzenpositionen.
Vom Raumventilator zur versorgten Fläche.
Keine dieser Methoden ist pauschal „schlecht“. Sie lösen jedoch unterschiedliche Aufgaben. Horizontal Air Flow kann einen Raum sehr effizient mischen. Lokale Luftrohre können Luft näher an die Canopy bringen. Die Frage ist, wie gut ein Ansatz in einer dichten, mehrstöckigen Pflanzenfläche tatsächlich lokal verteilt.
1. Raum-/Clipfans
Lokale Strahlen mischen das Raumvolumen.
2. Zentraler Aufwärtsjet
Luft wird aus der Mitte der Fläche nach oben geworfen.
3. Mehrere Rohre/Jets
Mehr Luftquellen verkürzen die Distanz zur Pflanze.
4. Vollflächige Einleitung
Viele kleine Austritte verteilen Luft über die gesamte Nutzfläche.
Sie sind keine CFD-Ergebnisse des GrowKart. Ihre Aufgabe ist zu zeigen, wie stark sich die notwendige „Wurfweite“ der Luft und die Anzahl der Luftquellen zwischen den Konzepten unterscheiden.
Ein Jet besitzt Impuls.
Eine Canopy besitzt Widerstand.
Direkt am Auslass ist ein Luftjet konzentriert und schnell. Auf seinem Weg reißt er Umgebungsluft mit, wird breiter und verliert lokale Geschwindigkeit. Trifft er auf Blätter, Triebe, Töpfe und Gestellteile, wird er zusätzlich abgebremst und umgelenkt. Je dichter der Bestand, desto weniger ähnelt das reale Strömungsfeld dem leeren Raum.
Ein kleiner Querschnitt konzentriert den Volumenstrom.
Der Luftstrahl wird breiter und mischt sich mit Umgebungsluft.
Blattfläche nimmt Impuls auf und verändert Richtung und Geschwindigkeit.
Manche Zonen werden stark, andere nur indirekt erreicht.
Wenn jede Pflanzenposition nahe an einer Zuluftfläche liegt, muss ein einzelner Jet nicht über große horizontale Distanzen durch eine sich ständig verändernde Canopy „geworfen“ werden. Das reduziert die Abhängigkeit vom Zufall der aktuellen Pflanzengeometrie.
Gleicher Gesamtvolumenstrom.
Völlig anderes Strömungsbild.
Wenige Stellen tragen viel Impuls
- hohe Geschwindigkeit unmittelbar über dem Auslass
- große Entfernung zur Randpflanze
- seitliche Verteilung hängt stark von Canopy und Raumströmung ab
- lokales „zu viel“ und „zu wenig“ können gleichzeitig auftreten
Viele Stellen teilen sich die Aufgabe
- Gesamtluftmenge wird über viele Austritte verteilt
- kürzere Wege zwischen Austritt und Pflanzenposition
- lokale Spitzen lassen sich konstruktiv reduzieren
- Zuluft kann durch die untere Canopy in Richtung Rückluft geführt werden
Ein Rohr ist ein Verteiler.
Und jeder Verteiler hat Druckverluste.
Perforierte Rohre sind ein sinnvoller Schritt, weil sie die Luft näher an die Pflanzen bringen. Aber der Volumenstrom durch jede einzelne Öffnung hängt vom lokalen Druck im Rohr und vom Widerstand der Öffnung ab. Deshalb kann ein Rohr am Anfang anders ausblasen als am Ende – selbst wenn alle Löcher identisch aussehen.
Vier Größen bestimmen den lokalen Austritt
- Δp: Druckdifferenz über der jeweiligen Öffnung.
- A: freie Öffnungsfläche.
- Cd: Ausflussbeiwert – abhängig von Lochform und Geometrie.
- ρ: Dichte des Mediums, hier Luft.
qᵢ ≈ Cᵈ · Aᵢ · √(2 · Δpᵢ / ρ)Ändert sich Δp entlang des Verteilers, ändert sich bei gleicher Lochfläche auch q. Deshalb braucht Gleichmäßigkeit konstruktiven Druckausgleich – nicht nur viele Löcher.
Aktuelle CFD-Forschung zu perforierten Gewächshauskanälen zeigt, dass eine zusätzliche Druckkammer die innere statische Druckverteilung deutlich homogenisieren kann. Die Studienlogik entspricht einem Grundprinzip des CannaCrew-Ansatzes: Erst Luft verteilen, dann über viele definierte Austritte in die Kulturfläche geben.
Die Luftfläche beginnt dort,
wo die Pflanzen stehen.
Der patentangemeldete Topfträger verbindet zwei Funktionen, die bei klassischen Systemen getrennt sind: Er positioniert die Pflanzgefäße reproduzierbar und bildet gleichzeitig die Auslassfläche der Luftverteilung. Zwischen beziehungsweise um die definierten Topfpositionen liegen verteilte Luftaustrittsbereiche. Damit wird nicht versucht, die Pflanzen aus einiger Entfernung „anzublasen“ – die Luftquelle wird Bestandteil der Kultivierungsebene.
Punkte = verteilte Luftaustritte rund um positionsdefinierte Pflanzgefäße. Geometrie bewusst vereinfacht.
Wenn die Töpfe positionsdefiniert sitzen, kann auch die Luftverteilung auf bekannte Pflanzenpositionen ausgelegt werden.
Die notwendige Distanz zwischen Austritt und unterer Pflanzenzone wird sehr klein.
Der Volumenstrom kann über die Fläche aufgeteilt werden, statt wenige Hochgeschwindigkeitsjets zu erzeugen.
Größe, Form, Dichte oder Verteilung von Austritten können konstruktiv angepasst werden, um lokale Unterschiede zu reduzieren.
Die Zuluft beginnt unterhalb der Blätter und kann sich durch Topf-, Stängel- und untere Canopy-Zone in Richtung oberer Rückluft bewegen. Dadurch wird die Luft nicht nur über die Oberseite der Canopy geführt. Gleichzeitig gilt: Unter-Canopy-Airflow kann Transpiration und Substratverdunstung beeinflussen – deshalb ist kontrollierte, verteilte Luftbewegung wichtiger als schlicht „mehr Wind“.
Die letzte relevante Luftschicht ist nur Millimeter dünn.
Direkt an einer Blattoberfläche liegt eine Grenzschicht, in der sich Luft langsamer bewegt als im freien Raum. Diese Grenzschicht beeinflusst Wärme- und Stofftransport: Wasserdampf verlässt das Blatt, CO₂ diffundiert zur Blattoberfläche und sensible Wärme wird an die Luft übertragen. Die lokale Luftgeschwindigkeit ist deshalb ein Bestandteil des Mikroklimas – nicht nur Komfort für den Grower.
Gemessene Temperatur, Feuchte und CO₂ im freien Luftvolumen.
Pflanzenstruktur reduziert und verteilt den Impuls.
Eine dünne Luftschicht bildet einen aerodynamischen Widerstand.
Transpiration, Blattkühlung und CO₂-Austausch reagieren auf das lokale Umfeld.
Neuere CFD-Arbeiten in Vertical Farms zeigen, dass Luft innerhalb der Canopy deutlich abbremst. Wo die Geschwindigkeit sinkt und Feuchtigkeit akkumuliert, ändern sich Boundary Layer und lokaler VPD – obwohl derselbe Raumregler weiterhin einen einzigen Sollwert anzeigt.
Was die Forschung tatsächlich zeigt.
Es gibt noch keine unabhängige peer-reviewte Studie, die den CannaCrew GrowKart direkt gegen jede alternative Lösung testet. Das wäre eine falsche Behauptung. Sehr gut untersucht sind aber die zugrunde liegenden Probleme: Pflanzenbestände erzeugen Strömungswiderstand, Punktfans erzeugen lokale Unterschiede, perforierte Rohre benötigen Druckausgleich und zusätzliche Ein-/Auslässe können die räumliche Gleichmäßigkeit stark verbessern.
In einem Tomatengewächshaus reduzierte der Einsatz von Umluftventilatoren große Temperatur-, Wasserdampf- und CO₂-Unterschiede. Gleichzeitig verschlechterte die hohe Kultur die Gleichmäßigkeit der Luftgeschwindigkeit deutlich.
Max/Min-Luftgeschwindigkeit: 2:1 leer → 7:1 bei 2,6 m hoher Kultur; lokale Blattschäden direkt vor Ventilatoren wurden beobachtet.Die Autoren verglichen mehrere perforierte Luftrohr-Konfigurationen in einer Indoor Plant Factory. Das beste getestete Setup nutzte zwei Rohre mit vertikalen Jets.
Mittlere Geschwindigkeit 0,42 m/s; Variationskoeffizient 44 % im besten untersuchten Fall.Eine CFD-Studie modellierte Salat als poröses Medium und zeigte, dass Anzahl und Durchmesser der Luftöffnungen die Verteilung an der Canopy stark beeinflussen.
Empfohlen wurde im untersuchten System ein Rohr mit 12 Öffnungen à 15 mm; 70,3 % der Canopy lagen zwischen 0,28 und 1,04 m/s.In einer Container-Vertical-Farm wurden vier Luftverteilungskonzepte per CFD verglichen. Zuluft entlang der Layer-Länge verbesserte die Situation deutlich; zusätzliche Auslässe reduzierten die Streuung weiter.
Case 3: 0,65 m/s und CV 33 %. Mit zusätzlichen Auslässen: niedrigster CV 10 %.Ein doppellagiger perforierter Kanal nutzte den Raum zwischen innerer und äußerer Lage als Druckkammer. Dadurch wurden Temperatur und Massenstrom entlang des Kanals deutlich gleichmäßiger.
Maximale Verbesserung: Temperaturgleichmäßigkeit 75 %, Massenstromgleichmäßigkeit 42 % gegenüber dem konventionellen einlagigen Kanal.Eine validierte CFD-Arbeit koppelte Strahlung, Evapotranspiration und Luftströmung. Innerhalb der Pflanzenzone fiel die Geschwindigkeit markant ab; diese Gradienten beeinflussten lokalen VPD und Transpiration.
Kernaussage: Bulk-Raumwerte allein bilden das Blattmikroklima nicht ausreichend ab.Verhältnis maximale/minimale Luftgeschwindigkeit im leeren Gewächshaus.
Dasselbe Verhältnis bei etwa 2,6 m hoher Kultur – ein anschauliches Beispiel für den Einfluss der Pflanzenmasse.
Viele kontrollierte Airflow-Studien stammen aus Salat- und Tomatenproduktion. Cannabis besitzt andere Blattmorphologie, Bestandsdichte, Pflanzenhöhe und Transpirationsdynamik. Deshalb sollte man die Forschung zur Strömungsverteilung als ingenieurwissenschaftliche Grundlage nutzen – nicht einfach artspezifische m/s-Zielwerte kopieren.
Der Topfträger wird Teil der Klimatechnik.
Bei bekannten Systemen ist der Topfträger meist nur Mechanik: Er trägt Töpfe. Die Lufttechnik hängt irgendwo im Raum oder liegt als separates Rohr unter beziehungsweise zwischen den Pflanzen. Der CannaCrew-Ansatz integriert die Luftverteilung direkt in die Kultivierungsebene. Genau diese funktionale Kombination ist Gegenstand unserer deutschen Patentanmeldung.
Topfträgersystem mit integrierter Luftverteilung für Pflanzenkultivierungsebenen
Das angemeldete Konzept umfasst auf Prinzip-Ebene:
- einen Trägerkörper mit definierten Aufnahmebereichen für mehrere Pflanzgefäße,
- mindestens eine Luftzuführung und eine in oder unter dem Träger ausgebildete Luftverteilzone,
- zahlreiche über die Fläche verteilte Luftaustrittsöffnungen,
- Austritte zwischen beziehungsweise in den Randbereichen der Topfpositionen,
- die Möglichkeit, Größe, Form, Dichte oder Verteilung der Öffnungen zur Kompensation lokaler Druckunterschiede anzupassen,
- optional eine integrierte Flüssigkeitsaufnahme beziehungsweise Wasserwanne.
Wir veröffentlichen hier bewusst das Funktionsprinzip, nicht interne Fertigungsmaße oder die konkrete aktuelle Geometrie.
Technische Anmeldung – kein Marketingwort für „Patent erteilt“.
Die Erfindung befindet sich im Patentanmeldeverfahren. Eine Anmeldung dokumentiert und beansprucht die technische Lösung; sie ist nicht gleichbedeutend mit einem bereits erteilten Patent.
- Das Schutzrecht adressiert die integrierte Topfaufnahme und flächige Luftverteilung.
- Die Anmeldung selbst ist kein Leistungsnachweis.
- Die tatsächliche Gleichmäßigkeit muss messtechnisch verifiziert werden.
- Ertrag, Krankheitsfreiheit oder konkrete Klimawerte werden dadurch nicht garantiert.
Nicht Luft unter dem Tisch.
Luft aus der Pflanzenfläche.
Der Unterschied klingt klein, ist konstruktiv aber groß. Ein Rohr unter einer Bank bleibt eine diskrete Quelle, die Luft zunächst in den freien Raum abgibt. Beim integrierten Topfträgersystem ist die Verteilzone unmittelbar mit der Pflanzengeometrie gekoppelt. Die Luftaustritte liegen dort, wo die Kulturfläche selbst beginnt.