Växthusodling i kalla klimat är mycket energikrävande till följd av stora värmebehov orsakade av omfattande transparenta klimatskal, stark klimatkoppling till utomhusmiljön samt svårigheten att upprätthålla ett homogent termiskt inomhusklimat. Denna studie undersökte den termiska prestandan hos värme- och kylsystem baserade på väggkonfluenta jetströmmar (WCJ) för året-runt-reglering av växthusklimat, med särskilt fokus på utnyttjande av lågtempererade värmekällor. Syftet var att utveckla praktisk kunskap och prediktiva verktyg för dimensionering och implementering av WCJ-system som kan upprätthålla stabila termiska förhållanden i växthus under varierande klimatförhållanden samtidigt som användningen av primärenergi minimeras.

Studien tillämpade en multimodell metodansats bestående av experimentella, statistiska och numeriska metoder för att analysera WCJ-systemets strömningsbeteende, termiska prestanda samt teknoekonomisk effektivitet. Konstantströms anemometrar användes för mätning av WCJ-lufthastighet och lufttemperatur, termoelement för mätning av luft- och yttemperatur samt pyranometrar för registrering av solinstrålning. Statistisk analys med hjälp av Response Surface Methodology (RSM) användes för experimentdesign och utveckling av prediktiva responssurfacemodeller (RS-modeller). Byggenergisimuleringar i IDA ICE användes för att utvärdera WCJ-värmesystemets energi- och kostnadsprestanda.

Resultaten visade att WCJ-systemet bibehöll sitt grundläggande strömningsbeteende under både isotermiska och icke-isotermiska förhållanden samt upprätthöll rekommenderade lufthastigheter nära golvnivån på 0,3–0,9 m/s i växthuset. Studien utvecklade andragradens RS-modeller för prediktion av hastighetsavklingning, yttemperatur samt tillopps- och inomhuslufttemperaturer. WCJ-värmesystemet upprätthöll rumsligt homogena inomhustemperaturer under varierande klimatförhållanden. WCJ-system med tilluftstemperaturer mellan 27 och 40 °C under vinterförhållanden visade stor potential för användning tillsammans med lågtempererade värmekällor (<50 °C), vilket minskar behovet av primärenergi. Under sommar- och höstexperiment upprätthöll WCJ-tilluftstemperaturer på 14–25 °C inomhustemperaturen inom ±1,5 °C från det föreskrivna börvärdet. En höjning av inomhustemperaturens börvärde med 4 °C reducerade kylbehovet med 25 %, medan extern väggskuggning minskade inomhuslufttemperaturen med 35 %. Studien identifierade luftflöde, skuggning och temperaturbörvärde som de mest betydelsefulla parametrarna för WCJ-systemets termiska prestanda. Den effektiva värmegenomgångskoefficienten, relaterad till WCJ-systemets värmeöverföringsegenskaper, uppskattades till 2,69 W/(m²·K) baserat på vintermätningar i fält.

Tekno-ekonomisk analys visade att användning av lågexergivärmekällor i WCJ-värmesystemet har betydande potential, där värmebehovet varierade mellan 204,5 och 571,6 kWh/m² beroende på utomhusklimat och inomhustemperaturens börvärde. Integration av WCJ-system med bergvärmepumpar reducerade den slutliga energianvändningen med cirka 50 % jämfört med fjärrvärme och minskade energikostnaderna från 198–534,2 SEK/m² till 35,7–89,9 SEK/m². Sammantaget visar studien att WCJ-teknik utgör en energieffektiv och klimatresilient lösning för hållbar, året-runt-baserad växthusklimatstyrning och koldioxidsnål jordbruksproduktion.