PCM BIONICA IN KLIMAATBEHEERSING (Over PCM in klimaatplafonds) Walter van Kampen & Jan Reedijk

Transcriptie

1 PCM BIONICA IN KLIMAATBEHEERSING (Over PCM in klimaatplafonds) Walter van Kampen & Jan Reedijk

2 Bionica Samengesteld uit βίον en mimetica en betekent letterlijk nabootsen van het leven de wetenschap die de natuur onderzoekt met als doel de opgedane kennis toe te passen in de maatschappij bionica probeert de natuur niet te imiteren, maar tracht haar principes te doorgronden en ervan te leren. (John J. Videler 2010) Grondlegger Jack E. Steele arts bij de USAF PCM in klimaatinstallaties

3 Bionica geen fictie, maar realiteit Foto : Lee Majors, ABC

4 PCM in klimaatinstallaties

5 Een circustent (een bijzonder licht modern gebouw)

6 Temperatuur verloop in een tent PCM in klimaatinstallaties

7 PCM in klimaatinstallaties

8 Moderne Gebouwen (Zijn wij de bau-bionik vergeten)

9 Bau Bionik, Bruno Keller Energie Energie koelen verwarmen Tijdconstante Voor thermische traagheid PCM in klimaatinstallaties Isolatiegraad Factor Warmtewinst vs Warmteverlies

10 Bau Bionik samengevat Verder isoleren bespaard geen energie meer Moderne kantoren : een 365 dagen koelvraag Woningen : tapwater wordt leidend voor vermogen Teveel of passief isoleren : altijd een koelvraag Extra beton is geen oplossing omdat een dagelijks temperatuurgolf onvoldoende indringt in het beton, de extra beton massa is niet benutbaar Wat is de natuurlijke bionica oplossing? PCM in klimaatinstallaties

11 Water een natuurlijk PCM (veel massa, veeeeeel energie) 80 km 2 ijsberg afgebroken van de Ilulissat gletsjer in Groenland

12 Wat zijn technische PCM? Materialen welke smelten en stollen bij een geconstrueerde temperatuur ; Wij kiezen voor anorganische zouthydraten Eenvoudig aan te brengen extra gebouw massa; voor een meer constante temperatuur Levensduur getest aan de hand van de cyclus test van het ZAE te Bayern PCM in klimaatinstallaties

13 Een eigen paneel als basis kg PCM = 30 kg beton

14 PCM als thermische massa PCM zout CaCl 2.6H 2 O macro verkapseling ; verpakt in HDPE panelen Warmtecapaciteit per Kg PCM is 30x hoger dan beton Volledig benutbare warmtecapaciteit, door het lage getal van Biot (PCM = 0,13, Beton = 1,88) Hoe lager Biot getal hoe beter de warmte overdacht Verpakt in HDPE panelen praktisch en toepasbaar Direct een temperatuur stabiliserend effect in een ruimte PCM in klimaatinstallaties

15 Energie opslag in PCM De soortelijke warmte c, ook specifieke warmte of specifieke warmtecapaciteit geheten, is een grootheid die de hoeveelheid warmte Q beschrijft die nodig is om de temperatuur van een eenheidsmaat massa met een temperatuursinterval te verhogen. De soortelijke warmte kan uitgedrukt worden in J.kg-1.K-1 en is dan de benodigde hoeveelheid warmte-energie (in J) om één kg stof één graad in temperatuur te doen stijgen. Is deze formule toepasbaar? Ja en nee, PCM materialen hebben een voelbaar vermogen maar een smelt en stoltraject, met een hysterese PCM in klimaatinstallaties

16 Ontwerpen met PCM Temperatuur verschil tussen dag en nacht Mogelijkheid voor laden en ontladen Het gaat niet vanzelf! (er zijn nog steeds geen magische PCM oplossingen) Gebruik een actieve energiedrager (water / lucht) Uitwisseld oppervlak, massa, energiedrager Denk vanuit de te klimatiseren ruimte PCM in klimaatinstallaties

17 PCM in klimaatinstallaties

18 Crystal Comfort Ceiling (renovatie van bestaande plafonds)

19 Crystal Comfort Ceiling (Integra plafond, waterloo roosters)

20 Crystal Comfort Ceiling (het van dorphuis)

21 Standaardiseren

22 Manhattan, Brussel

23 Crystal Comfort Ceiling van schets naar praktijk

24 Crystal Comfort Ceiling Integratie, PCM, lucht, looks, led

25 Meten, meten en meten (C3 eilanden, locatie Mercurion) 7.00 h. tbi 22.1 t bu 17.0 (de zonwering gaat naar beneden op de 2 aangestraalde ramen) 8.30 h tbi 22,5 tbu h tbi 22.7 tbu h tbi 23.2 tbu h tbi 23.2 tbu h tbi 22.9 tbu h tbi 23,1 tbu 32, h tbi 23.1 tbu h tbi 23.1 tbu 34, h tbi 23.1 tbu 34.9 En nu naar huis en daar is het veel warmer. WIJ ZIJN SUPER BLIJ MET ONS BINNENKLIMAAT!

26 Koelvermogen in W per m^2 vloeroppervlak PCM product selectie 70,0 65,0 60,0 55,0 50,0 45,0 40,0 35,0 30,0 25,0 20,0 4,63 5,14 5,66 6,17 6,69 7,20 7,72 Primair luchtdebiet in m^3/h per m^2 vloeroppervlak θv = 18 θv = 17 θv = 16 θv = 15 θv = 14 θv = 13 θv = PCM in klimaatinstallaties

27

28 Samenvatting PCM toepassing Geen of 50% kleinere koelmachines Koelen kantoren (C3) W/m2 Koelen kantoren (CBM) W/m2 Kleinere elektrische aansluitvermogens Bij renovaties gemakkelijk toepasbaar Energiebesparing koelen (20%) en/of verwarmen (25%) Een oplossing voor HFK vrije gebouwen Minder onderhoud, eenvoudige techniek PCM in klimaatinstallaties

29 Gebouwen met PCM technieken PCM in klimaatinstallaties

30 Gebouwen met PCM technieken PCM in klimaatinstallaties

31 PCM in klimaatinstallaties

32 Mars is PCM gekoeld!

33 PCM in klimaatinstallaties

34 PCM BIONICA IN KLIMAATBEHEERSING Walter van Kampen