3 Courante energiebronnen in een woning, kantoor, instelling

Transcriptie

1 2 Energie Factoren bij omzettingsprocessen: - rendement - kosten - milieu impact - leverbaarheid - hernieuwbaarheid - potentiële gevaren 3 Courante energiebronnen in een woning, kantoor, instelling P 13 schema bekijken 3.1 Elektriciteit Wet van Pouillet: Weerstand = (lengte x soortelijke weerstand) / doorsnede Wet van Ohm: I = U / R Vermogen: W = P x t (Joules = Watt/s) P = U x I (P = I² x R) Grootheid Symbool Eenheid Symbool Spanning U Volt V Stroomsterkte I Ampère A Weerstand R Ohm Ω Vermogen P Watt W Arbeid (verbruik) W Joules J Tijd T Seconde s + P 124 oefeningen Jolien De Veirman 1/22

2 3.1.1 Opwekking van elektriciteit via inductieprincipe Generator p 20 Een band (aandrijfmechanisme) wordt aangedreven door niet elektrische motor (benzine, aardgas). Hierdoor ontstaat een draaiing, waardoor de rotor in de stator begint te draaien. De rotor is magnetisch doordat de spoelen verbonden zijn met een gelijkstroomtoevoer (op een batterij). Indien de rotor loodrecht staat op de windingen van de stator, zal de wisselspannigstroom 0 zijn. Indien de denkbeeldige as van de polen samenvalt met het vlak van de statorwinding, zal de spanning maximaal zijn. Zo ontstaat de nodige wisselstroom. Klassieke elektriciteitscentrale p 22 Verbranding fossiele brandstoffen (olie, gas, kolen) in stoomketel productie stoom krachtige stoomstroom laat stoomturbine draaien levert mechanische energie aan alternator productie elektriciteit (chemisch e thermische e mechanische e elektrische energie) Rendement: 40% Stoom- en gascentrales (STEG) p 23 Verbranden aardgas verbrandingsgassen drijven gasturbine aan koppeling aan alternator productie elektrische energie uitlaatgassen: 450 C bij verlaten turbine produceren in recuperatiestoomketel stoom Rendement: 50% Kerncentrale p 23 Identiek, behalve manier van warmte produceren: In reactor splijting uraniumatomen warmte (elektriciteit) en straling (radioactiviteit) Warmtekrachtkoppeling p 24 Werkingsprincipe: levert elektriciteit aan het net maar ook restwarmte à industrie of instelling. STEG-centrale: na gasturbine productie stoom (=thermische energie): omzetting in elektrisch energie en restwarmte wordt geleverd aan nabijgelegen afnemer thermische energie wordt direct na de gasturbine geleverd aan nabijgelegen afnemer Beperking: - afnemer moet in de onmiddellijke buurt gelegen zijn - moet stabiel en intensief warmtegebruik hebben Rendement: 80% Jolien De Veirman 2/22

3 Hernieuwbare energiebronnen Algemene beschouwingen p 25 Voorraden - verbranding: impact op milieu (broeikaseffect) restproduct: kernenergie niet hernieuwbaar, uitputbaar Stromen - betrouwbaarheid: leveren niet voldoende elektriciteit op het gewenste moment - energiedensiteit: laag - kwaliteitsfactor: laag hernieuwbaar, onuitputbaar Waterkrachtcentrale p 27 Sromend of neerstortend water wordt gebruikt om een turbine in beweging te brengen. Deze turbine zet een generator in werking en levert zo de nodige elektriciteit aan het net. Het vermogen hangt af van het waterdebiet en de valhoogte. Vandaar grote waterkrachtcentrales zich in het hooggebergte bevinden. Voordelen: - onuitputbaar - niet schadelijk voor het milieu - groot potentieel Nadelen: - beperkte ligging Windturbine p 28 Windenergie wordt restreeks omgezet in elektrische energie door het aandrijven via de rotor in een alternator. Voordelen: - vermindering milieuvervuiling - verminderde afhankelijkheid van olieproducerende landen Nadelen: - wind is niet constant, 1/3 tijd draaiend - productiekost is 2x zo hoog - veel ruimte nodig omdat ze op grote afstand van elkaar moeten staan - milieubelasting op visueel gebied - vermogen per turbine is klein Jolien De Veirman 3/22

4 3.1.2 Opwekking van elektriciteit via scheikundige weg 1. Natte elementen a. principe van het Galvanisch element Volta-element Koper en zinkplaten in zuuroplossing (elektrolyt) elektrolyt neemt elektronen weg vd koperplaat (positief geladen) en staat af aan zinkplaat Nadeel: minpool verdwijnt langzaam, werking neemt snel af b. accumulatoren en batterijen Accu auto (12V) Lood (-), loodoxide (+), verdund zwavelzuur (elektrolyt) Voordelen: - zeer kleine inwendige weerstand - mogelijkheid om grote platen te gebruiken grote verplaatsing van elektronen - auto wil niet starten omv slechte batterij: parallel schakelen van een andere batterij Nadelen: - laden: knalgas - lage omgevingstemperatuur: slechte effectieve lading - snel (ont)laden of tekort aan vloeistof: platen vervormen - contact met platen: kortsluiting Accu = energieomzetter Bij opladen: elektrische energie wordt omgezet in chemische energie Lading te controleren met zuurweger. Soortelijke massa van H2SO4 (zwavelzuur) is hoger dan van water Nikkel-cadniumaccu: Energiedichtheid 2,5x hoger dan loodaccu Nadeel: kostprijs 2x loodaccu Gebruik: energieleveranciers bij aandrijving van schoonmaakmachines Jolien De Veirman 4/22

5 2. Droge elementen a. niet oplaadbare (primaire) Leclanché-element (1,5V) zink, mangaandioxide (koolstof), pasta en bruinsteen als elektrolyt Nadelen: beperkt energieopslagvermogen, lekkage Alkalinebatterij Kaliumhydroxide (-), kwikoxide (+) Voordelen: - opslagvermogen van 1500 mah - gaat 2 à 3x langer mee als zink-koolstof Nadelen: - milieubelasting: wegwerpbatterijen - 2x zo duur als zink-koolstof Lithiumbatterij (2,8V) Voordeel: stroomlevering blijft constant (bvb. pacemaker) b. oplaadbare (secundaire) Nikkel-cadmiumbatterij Nadeel: geheugeneffect bij slechte (ont)lading geen optimale oplading Nikkel-metaalhydridesbatterij Voordeel: hogere capaciteit zonder geheugeneffect Lithiumbatterijen Voordeel: kleiner en lichter dan andere oplaadbare batterijen (voor eenzelfde capaciteit) Nadeel: veel duurder (gsm indrustrie) Jolien De Veirman 5/22

6 3.1.3 Opwekking van elektriciteit via licht/zonnestraling Fotovoltaïsche cellen p 35 Werking 1 zonnecel: halfgeleidermateriaal (silicium) Nadelen - betrouwbaarheid: sterke schommeling hoeveelheid beschikbare zonneenerige ( oplossing: opslag, reservevermogen) - kostprijs: 4x zo hoog als klassiek systeem (wel interessant bij autonome systemen, verafgelegen of moeilijk te bereiken plaatsen) Voordelen - ecologisch: hoogwaardige vorm van energie - economisch: netgekoppeld systeem. Bij overschot wordt elektriciteit op het net gestoken, waarbij ook van het kan gehaald worden bij tekort Gebruik voor: rekenmachine, parkeermeters, praatpalen, aandrijving drinkwaterpompen Werking: Bovenaan zitten metalen contactstroken, die samen met het achtercontact zorgen voor de afvoer van de opgewekte elektrische stroom. Daartussen zit een negatieve laag, een scheidingslaag en een positieve laag. Het dunne plaatje silicium komt onder invloed van het licht paren van positieve en negatieve ionen worden gevormd. Door de scheidingslaag worden deze paren gescheiden en opgenomen in de negatieve en positieve laag. Bij verbinding met beide contacten komt via een verbruiker elektrische stroom tot stand. Types: monokristallijn (hoge levensduur) polykristallijne (lager rendement) amorf silicium (veel lager rendement, kortere levensduur. Gebruik: horloge, rekenmachine) Fotovoltaïsch zonnecelsysteem p 37 Zonnepaneel = modules, bestaan op hun beurt uit zonnecellen. Schakelen cellen: vermogen verhogen Cellen in serie: spanning verhoogt Cellen parallel: stroomsterkte verhoogt Jolien De Veirman 6/22

7 Regelaar = beschikbare energie zo goed mogelijk aanwenden - geen belasting: opgewekte elektrische E naar batterij leiden tot deze voldoende geladen is - wel belasting: opgewekte elektriciteit energie naar verbruiker leiden. verbruik > aanbod: batterij zorgt voor verschil. aanbod > verbruik: regelaar voert verschil naar batterij Batterij Opslag opgewekte elektrische energie, heeft bepaalde capaciteit. Produceert gelijkstroom. Invertor gebruiken: aankoppeling aan het net of verbruiker/belasting heeft geen wisselstroom nodig Vermogen van zonnecellen p 38 = Watt-piek = gelijkstroomvermogen dat een zonnecel kan leveren onder optimale condities: Loodrecht invallend zonlicht, vermogen van 1000 w/m², moduletemperatuur van 25 C 1 m² = 100 Wp 75 kwh/jaar Transport van elektriciteit Transformatoren p 38 = toestel dat wisselspanning met bepaalde frequentie omzet in andere wisselspanning met hogere of lagere spanningswaarde, maar met dezelfde frequentie. Inductieprincipe: in ijzeren kern ontstaat magnetisch veld wanneer door de primaire spel een stroom vloeit, die ook door de secundaire spel gaat. Aangesloten spanning is een wisselspanning en levert wisselstroom magnetisch veld wisselt in spoel inductiespanning. Grootte spanning: afhankelijk aantal windingen Verhouding = transformatorverhouding Vermogen blijft aan beide zijden gelijk Up = aantal windingen p Us aantal windingen s Pp = Ps Up x Ip = Us x Is Jolien De Veirman 7/22

8 Distributienetten p 40 International transportnet 380 kv: bevoorrading bij problemen, zonder teveel eigen reserveopstellingen Transportnetten 30 tot 220 kv: energietransport vanuit internationale transportnetten en vanuit meeste centrales naar transformatieposten of grote industriële klanten. Verdeelnetten 1 kv tot 30 kv: Voeding van lokale transformatoren en meeste ondernemingen Distributienetten minder dan 1kV: Verdere distributie naar huishoudelijke gebruikers en KMO s die relatief weinig elektrische energie gebruiken 3.2 Vermogen Werken met wisselstroom Frequentie en effectieve spanning p 41 Grootte wisselspanning hangt af van sterkte van het magneetveld aantal windingen van de spoel frequentie = aantal perioden per seconde = 1/T in Hz Driefasige wisselspanning p 43 Industriële alternatoren: 3 identieke spoelen gelijkmatig verdeeld over stator. Maximale waarden en frequenties zijn gelijk, ten opzichte van elkaar 1/3 T verschoven. Som van de 3 spanningen is op elk ogenblik 0. Drie fasen met nulleider p 43 In ster geschakelde statorspoelen, waarbij sterpunt naar buiten gebracht via nulleider. Sterpunt van de alternator is ook met een gleider (nulleider) verbonden 2 spanningen: Fasespanning = spanning in 1 statorspoel tussen lijndraad en sterpunt (of nulleider). Lijnspanning = tussen 2 lijndraden. Maximum spanningsverschil steeds 1,73. Vermogen bij wisselstroom en wisselspanning p 44 Calorisch vermogen: spanning en stroom zijn met elkaar in fase (opwarming bvb. gloeilamp) Mechanisch vermogen: spanning en stroom in de tijd t.o.v. elkaar verschoven grotere stroom nodig. Eerst spanning, dan magnetische veldwerking, dan stroom naijlende stroom. Bij faseverschuiving: U x I niet meer even groot want snijpunten U en I vallen niet samen. Pw = U x I x cos φ (phi: arbreidsfactor = werkelijk vermogen / schijnbaar vermogen) Jolien De Veirman 8/22

9 Slechte arbeidsfactor: cos φ < 0,9 Nadelen: - centrales moeten voor een groter vermogen geconstrueerd worden - hogere jouleverliezen Oplossingen: - met inductieve stroom condensatoren bijschakelen Condensator = 2 geleidende platen die tegenover elkaar staan en gescheiden zijn door een dunne isolator. Werking: Slaat eerst hoeveelheid lading op vooraleer er tussen de platen een spanningsverschil ontstaat. De stroom ijlt voort. compenseert probleem waardoor cos φ bij 1 komt 3.3. Aardgas Soorten - nat of geassocieerd: oorsprong in zee, gas samen met aardolie (hoog calorisch) - droog of niet-geassocieerd: oorsprong op vasteland (laag calorisch bvb. Slochterengas) Transport - via pijplijn: gedroogd, brede leidingen beschermd tegen corrosie - per tanker: koeling vloeibaar volume 600x kleiner dan gasvorm Transportnet: opslag voor dag- en seizoensschommelingen Vloeibaar en gasvormig in diepe waterhoudende lagen en oude steenkoolmijnen Distributie: intercommunales: druk verlagen tot 100 mbar. In de meter vd verbruiker: 21 mbar Eigenschappen Verbranding p 48 Zuurstof bindt zich met lucht uit de brandstof. Te weinig zuurstof koolstofmonoxide (CO): Onvolledige verbranding ten gevolge van slechte werking van het toestel, foutieve plaatsing, gebrek aan onderhoud of tekort aan lucht in de omgeving van het toestel. Voorkomen: overmaat aan lucht toevoeren Jolien De Veirman 9/22

10 Verbrandingswaarde of bovenwaarde: hoeveelheid warmteenergie (kj) die vrijkomt bij volledig verbranden van 1m³ gas (of 1 kg bij andere brandstroffen). Latente warmte of verdampingswarmte: hoeveelheid warmteenergie die nodig is om het gevormde water tijdens het verbrandingsproces, te verdampen Stookwaarde of onderwaarde: verbrandingswaarde latente warmte Bij hoogrendementsketels wordt de waterdamp in een warmtewisselaar terug gecondenseerd. 3.4 Stookolie Aardgas: onder druk in vluchtige bestanddelen Aardolie: onder druk in vloeibare bestanddelen Stookwaarde: 40 x 10 9 Joule/m³ of 40 MJ/liter Productie Ruwe aardolie via boortorens (land) of boordplatform (zee) naar boven. raffinaderijen mengeling gescheiden door destillatie fractioneerkolom: olie op verschillende temperaturen verwarmen vluchtige tot zware dampen opvangen en condenseren in afzonderlijke vaten 3.5 Andere energiebronnen Zonnecollector 1. Zwakke concentratie aanvaarden en installaties bouwen die werken bij lage temperaturen. (tot 90 C) Schema zonnecollector p Straling concentreren met spiegels om hoge temperaturen te krijgen. (200 tot 1000 C) Spiegelcollectoren verzamelen zonlicht afvoeren warmte levering elektriciteit via stoom Warmtepomp Bvb. koelkast Winstfactor 3: van de 100 eenheden afgegeven warmte is 30% afkomstig van toegevoegde E Schema p Bio-energie Energie opgewekt uit plantaardige materialen. Omzetting tot energie dmv verbranding, vergassing, vergisting of omzetting naar vloeibare stoffen. Jolien De Veirman 10/22

11 4 Verlichten M = nuttige energie of nuttige vermogen toegevoegde energie of toegevoegde vermogen Zelfstandig lichtgevend lichaam of lichtbron Lichaam dat zelf licht uitzendt (bvb zon en sterren, gloeilampen) - temperatuurstraling: licht uitzenden omdat het door verwarming een voldoende hoge temperatuur heeft verkregen Niet-zelfstandig lichtgevend lichaam of secundaire lichtbron Lichaam dat licht uitzendt doordat er licht opvalt. (bvb planeten en maan, gasontladingsbuis) - luminescentiestraling: E direct lichtenergie zonder energie eerst in warmte om te zetten 4.1 Eigenschappen Lichtenergie: gedeeltelijk doorgelaten, teruggekaatst en geabsorbeerd Zwart lichaam = lichaam dat alle lichtsoorten absorbeert Wit lichaam = lichaam dat alle kleuren terugkaatst Kleurtemperatuur p 60 Een lichaam straalt meer licht uit naargelang de verhitting. Kelvin: temperatuur waarop we een zwart lichaam moeten brengen om dezelfde kleurindruik te hebben als die van bvb de lamp. (Kaarslicht 2000K, zonlicht 6000K) Kleurweergave p 60 Kleurweergaveindex Ra: Kwaliteit van de kleurweergave van een lichtbron 4.2 Grootheden en eenheden van licht Lichtstroom p 61 Totale hoeveelheid licht die een lichtbron per seconde uitstraalt Lichtsterkte p 62 Lichtintensiteit van een lichtbron in een bepaalde richting Candela = 1 lumen in eenheid van ruimtehoek of steradiaal Lichtsterktediagram: lichtsterkte (cd) per 1000 lm van het diagram omrekenen. Jolien De Veirman 11/22

12 4.1.3 Verlichtingssterkte p 63 Hoeveelheid licht (of lichtstroom) per m² op een oppervlak E = ф / A of lux = lumen / m² Verlichtingssterkte in een punt p 63 E punt = lichtsterkte (cd). of E punt = I/r² afstand tot lichtbron in het kwadraat Grootheid Symbool Eenheid Symbool lichtstroom ф(phi) lumen lm lichtsterkte I candela cd verlichtingssterkte E lux lux Meten van verlichtingssterkte p 64 Gelijkmatig verlicht: E minimum / E maximum > 0,7 Vereiste hoeveelheid licht: 300 lux Verlichtingssystemen p 66 Directe verlichting: groot deel van het licht wordt teruggekaatst Indirecte verlichting: gelijkmatige lichtverdeling, schaduwen beperkt, laag rendement combinatie van beide zorgt voor beperking van deze nadelen 4.3 Soorten verlichting Temperatuurstralers: gloeilampen p 68 Werking: luchtledige glazen bol met wolfraamdraad die tot gloeien wordt gebracht dmv droomdoorgang. Lamp is gevuld met inert gas. Doel gas: verdamping gloeidraad tegengaan Nadeel: warmteverlies Gebruik: algemene residentiële verlichting in lokalen met lage gebruiksduur Eigenschappen: - laag rendement - korte levensduur - perfecte kleurweergave - lage investering Jolien De Veirman 12/22

13 4.3.2 Temperatuurstralers: halogeenlampen p 68 Doel gas: verdampte wolfraamdeeltjes naar gloeidraad terugbrengen Opmerking: hoge temperatuur kwartsglas nodig geen aanraking: vingerdrukken bij hoge temp. veranderen de kristallijne structuur vh glas - lage spannings halogeenlampen transformator nodig Gebruik: accentverlichting (reclame, autolamp, projectorlamp) - normale spannings halogeenlampen Gebruik: verstralers voor grote oppervlakten (opritten, grote verlichting in tuin) Eigenschappen: - laag rendement - lage levensduur - goede kleurweergave Gasontladingslampen fluorescentielampen buizen p 69 Werking: kwikdamp op lage druk met wit fluorescentiepoeder, dat onzichtbare stralen omzet in zuchtbaar licht. Verhtting van elektroden elektronenstroom die in botsing komt met kwikatomen ultraviolette straling die door het fluorescentiepoeder omgezet wordt in zichtbare straling Gebruik: algemene verlichting in tertiaire sector (kantoren) en industrie Eigenschappen: - hoog rendement - hoge levensduur - goede kleurweergave - niet duur Gasontladingslampen fluorescentielampen compact p 70 Gebruik: ter vervanging van gloeilampen, plug-in lamp in keuken of living Eigenschappen: - hoog rendement - hoge levensduur - goede kleurweergave - duurder dan gloeilamp Jolien De Veirman 13/22

14 4.3.5 Kwikontladingslampen lagedruk (blauwig) p 71 = gasontladingslampen fluorescentielampen Kwikontladingslampen hogedruk p 71 Industrie Kwikontladingslampen hogedruk metaalhalogeenidelamp p 71 Gebruik: algemene verlichting in industrie Natriumlampen lagedruk (geelig) p 72 Gebruik: grote wegen Eigenschappen: - zeer hoog rendement - hoge levensduur - zeer slechte kleurweergave Natriumlampen hogedruk p 72 Gebruik: openbare verlichting Eigenschappen: - goed rendement - zeer lange levensduur - betere kleurweergave 5 Verwarmen Soortelijke warmte (c) = hoeveelheid warmte nodig om 1 kg 1K te laten stijgen (hoeveelheid warmte) Q = m. c. T (in Joule) c = J/kg K 5.1 Smelten stollen Specifieke smeltwarmte (Ls) = hoeveelheid energie nodig om 1 kg vaste stof om te zetten in 1 kg vloeistof bij de smelttemperatuur Q = m. Ls Ls = J/kg Jolien De Veirman 14/22

15 5.2 Verdampen Specifieke verdampingswarmte (Lv) = hoeveelheid warmte men moet toevoegen om 1 kg vloeistof om te zetten in verzadigde damp Q = m. Lv Lv = J/kg Rendement: nuttige E (wat we er uithalen) / toegevoegde E (wat we er insteken) 5.3 Uitzetting en krimp Lineaire uitzetting afhankelijk van: - oorspronkelijke lengte (m) - temperatuursverschil (in C of K) - soort stof (lineaire uitzettingscoëfficiënt λ) U = L. λ. T (in kg) Lineaire uitzetting vindt plaats in bimetaal Werking bimetaal: 2 metalen stroken die over hun volledige lengte aan elkaar bevestigd zijn. Door het verschil in uitzettingscoëfficiënt zal het bimetaal bij temperatuursverandering vervormen. Toepassing: openen en sluiten van contacten 5.4 Warmtetransport Verspreiding van energie onder invloed van temperatuursverschillen Geleiding of conductie In vaste stoffen Stroming of convectie Verwarming van koud water door op 1 plaats te verwarmen stroming Straling of radiatie Zie p 81 ev Jolien De Veirman 15/22

16 5.5 Berekening warmtetransport P 83 Hoeveelheid warmte-energie die de wand doorlaat is afhankelijk van: - oppervlak A (m²) - tijd t (s) - materiaalsoort (λ) hoe groter λ, hoe meer warmteverlies - - dikte d (m) - temperatuursverschil T (K of C) Q = A. T. λ / d warmtegeleidingscoëfficiënt λ (W/mK) 5.6 Eenvoudige toepassingen van verwarmen Elektrische kookplaten 1. Gietijzeren kookplaat p 87 Werking: ingewerkte ringvormige verwarmingselementen door weerstanden vloeit elektriciteit warmte warmte wordt door geleiding afgegeven aan de metalen kookplaat geeft warmte door aan de kookpot en de inhoud ervan 2. Vitrokeramische kookplaat p 88 Eigenschappen: - hard, ondoordringbaar, niet poreus, bestand tegen inwerking van alkalische en zure producten - eenvoudig te onderhouden - zuinig in verbruik - duurder in aankoop Kookveld = plaats waar warmtedoorgave gebeurt A Vitrokeramische kookplaat met weerstanden p 88 Werking: Onder vitrokeramisch oppervlak: weerstanden of verwarmingselementen zijn onderaan en aan de zijkanten thermisch geïsoleerd elektrische energie wordt in weerstanden omgezet in infrarood-warmte geen direct contact, maar afgifte van warmtee via straling. B Vitrokeramische kookplaat met halogeenlampen p 89 Werking: halogeenlamp = 10% licht, 90% warmte halogeenlampen worden in geïsoleerde reflecterende kuip geplaatst geproduceerde infrarode licht wordt naar boven weerkaatst opwarming Jolien De Veirman 16/22

17 C Vitrokeramische kookplaat met inductie p 89 Werking: opwekken van hoogfrequent elektromagnetisch veld gevolg: ontstaan wervelstroom in de metalen bodem van de kookpan wordt heet verwarmt spijzen Bodem kookpan wordt opgewarmd (niet de vitrokeramische kookplaat) (bodem potten dien tuit magnetisch materiaal te worden vervaardigd) Strijkijzer 1. Gewoon strijkijzer p 91 Ingebouwd elektrisch verwarmingselement temperatuur wordt op een gemiddelde constante temperatuur gehouden met ingebouwde bimetaalregelaar. Vermogen moet groot genoeg zijn om de E te kunnen leveren, nodig voor: - verwarmen textiel - verwarmen van vocht - verdampen van vocht (zie p 92 berekening) 2. Stoomstrijkijzer p 93 Werking: Via drukknop wordt hoeveelheid water in verdampingkamer gelaten. Het water verdampt door de temperatuur van de zool. (principe van het druppelsysteem) Beveiliging: - thermisch: analoog aan klassieke strijkijzer - veiligheidsklep: overdruk voorkomen, in geval van werkingsstoornissen het teveel aan stoom laten ontsnappen A Stoomstrijkijzer met afzonderlijk reservoir p 93 Werking: analoog stoomstrijkijzer, maar de stoomproductie gebeurt in afzonderlijke tank, die via een slang verbonden is met het strijkijzer. Voordeel: grotere hoeveelheid stoom ter beschikking en minder zwaar. Jolien De Veirman 17/22

18 6 Isoleren Ventilatieverliezen: het ontsnappen van warme lucht uit woning doorheen kieren of spleten, via ventilatieopeningen of ramen en deuren. Voordelen van isolatie: - besparing op stookkosten (milieuvoordeel) - besparing op installatiekosten - verhoging van de binnenwandtemperatuur - minder gevaar voor condensatievorming 6.1 Transmissieverliezen = verliezen doorheen omsluitende elementen van een gebouw Warmteweerstand Q = A. T. t / R (in J) R = d / λ Weerstand R = dikte van 1 m: 1/λ Hoe groter R, hoe kleiner het warmteverlies Geleiding door homogene samengestelde wand Q = A. T. t / R 1 + R 2 + R 3 (in J) R 1 = d 1 / λ 1 Temperatuursverloop: Q 1 = Q 2 T 1 / R 1 = T 2 / R De U-waarde van een wand Q = U. A. t. T U = 1 / R T = transmissiecoëfficiënt of U-waarde (doorgang, omgekeerde v weerstand) λ (lambda): belangrijkste thermische karakteristiek van een materiaal U-waarde: belangrijkste thermische karakteristiek van een wand (of samengesteld geheel) Jolien De Veirman 18/22

19 Verband λ en U-waarde: λ R (d / λ) R R T (d 1 / λ 1 + d 2 / λ 2 ) R T U (1 / R T ) λ : warmtegeleidingcoëfficiënt: hoeveelheid warmte-energie per seconde per Kelvin temperatuursverschil per m² wandoppervlak, dat door een materiaal van 1m dikte. hoe groter λ, hoe meer warmteverlies R : warmteweerstand: omgekeerd evenredig met λ dikte wordt onmiddellijk in rekening gebracht U : transmissiecoëfficiënt: hoeveelheid warmte per seconde per Kelvin en per m² wandoppervlakte die overgaat van 1 omgeving naar de andere, gescheiden door een wand Het peil van de globale warmte-isolatie Beschermd volume (BV) in m³ = geschermde gebied tegen warmteverlies (niet totaal volume) Warmteverliesoppervlakte (A T ) in m² som van de oppervlakten van alle wanden tussen het beschermd volume en de buitenomgeving. Gemeenschappelijke delen maken geen deel uit van dit oppervlak Compactheidgraad p 102 BV / A T hoe groter het volume (met eenzelfde vorm), hoe groter de compactheidgraad hoe meer het gebouw ingesloten, hoe groter de compactheidgraad het meer het gebouw qua vorm een bol benadert, hoe groter de compactheidgraad hoe grilliger het gebouw van vorm, hoe slechter de compactheidgraad Gemiddelde transmissiecoëfficiënt p 102 = gewogen gemiddelde U-waarde van alle wanden van de warmteverliesoppervlakte. Q T = U gem. A T. T. t geleiding oppervlakte (horizontale wanden op volle grond: 1/3 van de berekende waarde) Jolien De Veirman 19/22

20 Energieprestatie van het binnenklimaat (PPT) nood aan energie (primair verbruik) voor verwarming / koeling en warm water van het gebouw E-peil = x 100 nood aan energie... van een referentiegebouw met zelfde verliesoppervlak en beschermd volume Jolien De Veirman 20/22

21 6.2 Ventilatieverliezen Natuurlijke ventilatie Regelbare afvoeropeningen Bvb. kieren, spleten, raam open Mechanische toevoerregeling Verse lucht mechanisch inblazen overdruk afvoer via vrije ventilatie Mechanische afvoerregeling Vochtige lucht uit natte ruimten mechanisch afzuigen onderdruk toevoer via vrije ventilatie Mechanische toe- en afvoerregeling Combinatie bovenstaande 2 regelingen Berekening van ventilatieverliezen Q = 0,34. T. t. β. V (in Wh) β: natuurlijke ventilatievoud in h (1) V: BV: volume vertrek t: in uur! (! Werken met warmtewisselaar zorgt ervoor dat T niet zo hoog is) Jolien De Veirman 21/22

22 Samengevat: Transmissie Q T = U gem. A T. T. t geleiding oppervlakte Ventilatie Q V = 0,34. T. t. β. V opwarmen volume Nodige vermogen: Q is warmteverbruik W = P. t Berekening van de totale verliezen Minimale vermogen: P tot = ( P t + P v ). 1,1 P tot = (U gem. A T. T) + (0,34. T. β. V). 1,1 Jolien De Veirman 22/22