Voorbij isolatie met fase overgang

Transcriptie

1 Voorbij isolatie met fase overgang Harry Schmitz 18-juni-2013 Beyond insulation Increasing the thermal mass of buildings is one of the most overlooked solutions to our global energy crises. In this sense, phase change materials represent an important part of our world s future thermal management systems Dr. Rusty Sutterlin. 2 1

2 Een circustent! 3 Een circustent Een circustent met géén en veel thermische massa. 4 2

3 Een circustent! De circustent theorie 5 Een circustent! De circustent theorie 6 3

4 Een circustent! De circustent theorie 7 Een circustent! Het thermisch gedrag van een Circustent In de circustent met geen massa moet additioneel verwarming en koelvermogen worden geïnstalleerd. 8 4

5 Een circustent! Het thermisch gedrag van een circustent Indien θs de behaaglijkheidstemperatuur is in de tent met massa, dan is geen additioneel verwarming en koelvermogen meer benodigd. 9 BauBionik BauBionik, de natuur doet het : Macrothermes Bellicosus 10 5

6 BauBionik Klimagerechtes Bauen, het kan Q = P.t C/H = = P/H Gebouwen worden steeds beter geïsoleerd met als consequentie: een verschuiving van minder verwarmen naar meer koelen, maar geen energie besparing meer. Dan resteert nog maar één oplossing ; Thermische massa. 11 PCM Faseovergang als thermische massa Twee soorten PCM s: 1. Organische PCM s met een lage volumieke capaciteit die brandbaar zijn. 2. Anorganische PCM s met een hoge volumieke capaciteit die niet brandbaar zijn. 12 6

7 PCM als thermische massa 13 PCM Faseovergang als thermische massa Het meten van de fysische eigenschappen van PCM is een functie van de PCM massa en de verwarming en koel snelheden. De meest betrouwbare metingen voor de bouw betreffen T-history metingen. 14 7

8 PCM Is PCM PCM? Ja, een verandering van de aggregatie toestand treedt op. Nee, omdat C = dl/dθ gedraagt het zich niet meer als een ideale fase overgang met een latente warmte opslag maar meer als een voelbare warmtecapaciteit. 15 PCM BETON VS PCM Activering De warmte overdracht van PCM lucht activering is een factor 2,5x groter dan van beton. Vanwege de grotere opslagcapaciteit, de betere benutbaarheid en de grotere warmte overdracht conditioneert PCM de leefzone veel beter dan beton. 16 8

9 Onze uitdaging Duurzame, gezonde en thermisch behaaglijke leefzones. Man is a funny creature. When it s hot he wants it cold. When it s cold he wants it hot. Always wanting what is not. (anoniem) 17 Onze uitdaging Prestatie Criteria 1. Bouwbesluit. 2. NEN EN 15251, Binnenmilieu gerelateerde input parameters voor ontwerp en beoordeling van energieprestatie van gebouwen voor de kwaliteit van binnenlucht,het thermisch comfort, de verlichting en akoestiek, Juni <Stationair> 3. NEN EN ISO 7730, Ergonomics of the thermal environment Analytical determination and interpretation of thermal comfort using calculation of the PMV and PPD indices and localt hermal comfort criteria, November <Stationair + wat dynamica> 18 9

10 Onze uitdaging Prestatie Criteria op basis van : Seizoensmatig kledinggedrag Dagelijks bioritme van de kerntemperatuur Een ADAPTIEVE BINNENTEMPERATUUR De stationaire normen zijn inadequaat ten aanzien van dynamische klimaatsystemen. 19 Onze uitdaging Het macro meten en rekenen aan PCM Dynamische berekening Dynamische meting De berekening van de kristallisatie vormt nog een uitdaging 20 10

11 Onze uitdaging Ontwerpen en dimensioneren Een traditioneel 4-pijps klimaatconcept Een innovatief 2-pijps klimaatconcept 21 Onze uitdaging De voordelen van faseovergang activering Een aanzienlijke reductie van het additioneel te installeren koel en verwarmingsvermogen. Energiebesparing Geen energievernietiging meer. Optimaliserende opwarming. Directe vrije buitenluchtkoeling s nachts. Een aanzienlijke reductie van bewegende delen zoals pompen, servo motoren etc

12 Onze uitdaging De voordelen van faseovergang activering De eenmalige investeringen in klimaatinstallaties reduceren met name bij renovaties. De jaarlijkse verwarmingskosten verminderen met circa 40 [%] en de jaarlijkse koelkosten met circa 15 [%]. De Jaarlijkse onderhoudskosten reduceren met 50 [%]. De kans op falen verminderd met meer dan 50 [%]. Het OCG PCM koudemiddel is niet toxisch en behoort tot de groep very low polluted materials. 23 Onze uitdaging De voordelen van faseovergang activering PCM is volledig recyclebaar. Een echte cradle to cradle is dan ook gegarandeerd. De weg naar HFK vrije gebouwen. Het elektriciteit en gasnet worden gelijkmatiger belast, waardoor de piekvermogens reduceren en minder E centrales benodigd zijn en ook minder windturbines en pv cellen

13 De markt Wij kiezen voor : Macro verpakking van pure zouthydraten. Vanwege het Europese klimaat is de kerncompetentie actieve luchtzijdige PCM gebouw klimatisering. 25 De markt OCG Autarkis PCM concepten: PCM vloer, wand en plafond ventilator convectoren. PCM vloer, wand en plafond inductie convectoren. PCM down flow ventilator convectoren. PCM up flow ventilator convectoren. PCM klimaatwanden. PCM klimaatplafonds. PCM natte en droge klimaatvloeren PCM luchtbehandelingkasten. PCM close controle units. PCM woningkoelers

14 De markt Onze projecten De Pyramide Spijkenisse OTB en O&S TU Delft Medisch centrum Dordrecht OCG Verhulst Waalwijk VDI drie vestigingen De Zilverling TU Twente Enschede Villa Flora Venlo Woning Heerhugowaard Woning Wageningen De Ecofactorij Apeldoorn De drijvende bollen Rotterdam PCM inductie convector PCM inductie convector PCM inductie convector PCM inductie convector PCM klimaatplafonds PCM luchtbehandelingkasten PCM luchtbehandelingkasten Natte PCM vloerverwarming PCM woningkoeler PCM klimaatwanden, droge PCM vloerverwarming PCM ventilator convector 27 PCM in de tijd De geschiedenis van PCM in de bouw Water ijs PCM B.C Noord Syrië, kleitablet met opslag plaats voor ijs B.C Kreta, Onder de paleisruïnes van Knossos ijskelders. Middeleeuwen De meeste kastelen hadden ijskelders. 18-de eeuw IJshuizen van de Shakers Frederic Tudor uit Boston the Iceking US patent van Nathaniel Shaler inzake PCM panelen New York s Madison square theater PCM klimaatinstallatie Carnegie music hall PCM klimaatinstallatie Minnesota. De vissers exploiteren nog altijd ijshuizen. Organische en anorganische PCM s Boston. The Dover sun house (3 vrouwen) 2013 OCG Autarkis 28 14

15 PCM in de tijd De geschiedenis van PCM in de bouw Shalers patent uit 1865 voor het koelen van ventilatielucht 29 PCM in de bouw 30 15

16 PCM in de tijd Onze planeet 200 miljoen jaar in de toekomst Samen met de Terabyte termieten zal PCM tot de overlevers behoren. BBC documentaire : The future is wild 31 Bedankt voor uw aandacht Harry Schmitz 16