Warmte en Koude Opslag in PCM materialen

Transcriptie

1 Warmte en Koude Opslag in PCM materialen Praktijkvoorbeelden Ing. Walter van Kampen 1

2 De praktijk : Renoveren en verhuren 2

3 De praktijk : Gebouwen zonder aardgas? 3

4 Er is geen plan(eet) B 4

5 Onze klanten / projecten World Trade Centre Amsterdam Rijksvastgoedbedrijf Royal Flora Holland ABN AMRO bank Kantoren technische universiteit Delft en Twente Enduris, Liandon AMC Strukton

6 Behaalde resultaten 50% kleinere koelmachines, minder ozon vervuiling (CO 2 reductie) 50% kleinere ketels, minder gasverbruik (CO2 reductie) Lagere kosten door energiebesparing koelen (34%) verwarmen (25%) Kleinere aansluiting voor krachtstroom en aardgas (investering lager) Investering gelijk of lager bij gelijkwaardig systeem, (TVT < 5 jaar) Lagere kosten door onderhoudsarm systeem Hoge score thermisch comfort Compenseert scores voor gebouwen in GPR, BREEAM enzovoort Duurzaam en mooi. 6

7 Wie zijn wij? OC Autarkis Orange Climate : Verhulst, Waterloo en Autarkis Het eerste bedrijf ter wereld dat warmteopslag in PCM praktisch toepast in: kantoorgebouwen micro datacentra woningen 100% Nederlands met eigen R&D in Holten en Drunen Eigen productie van PCM Eigen projectleiding, montage en service De grondleggers voor wereldwijde PCM innovaties Ik heb echt heel veel geleerd (echt waar ) in de laatste 8 jaar over PCM WIJ STAAN OP STAND C033 7

8 Energieakkoord waar ligt de focus? CO2 uitstoot NL vs de wereld 2% Afvalverwijdering (-1%) 3% 15% Landbouw (-8%) 24% 51% Industrie (3%) 54% 20% Verkeer (+6%) 14% 15% Gebouwen (+ 9%) 6% 8

9 Energieakkoord gebouwen. Label C 2023 Gebouwen vertegenwoordigen 15% van de CO 2 uitstoot in NL Ten opzichte van de planeet CO 2 uitstoot +9% meer Alle gebouwen minimaal energielabel C in 2023 Als we onze CO 2 -uitstoot fundamenteel willen verminderen, dan moeten kantoren energiezuiniger worden Aandeel duurzame energie op 16% in 2023 Verspilling voorkomen Ozon aantastende stoffen reduceren (CFK, HFK) Het benutten van restwarmtestromen 9

10 Klimaatinstallatie transformatie Wat goed is handhaven, verbeteren wat nodig is Gezond en thermisch comfortabel binnenklimaat Minder aansluitvermogen voor koelen en verwarmen Met minder ozonaantastende stoffen (CFK, HFK) Met een kleinere CO 2 voetafdruk Volgens de Cradle to Cradle gedachte Door opslag van rest warmtestromen in een thermische PCM accu Gemakkelijk toepasbaar in renovatie en nieuwbouw 10

11 De energie in fase overgang Water is het bekendste fase overgang materiaal (PCM) ter wereld Het is bijzonder geschikt om goederen op 0 graden Celsius te houden Warmte-inhoud fase overgang vast <-> vloeibaar 333 (KJ/Kg) 11

12 Technische fase overgang Technische fase overgang kan bij elke gewenste temperatuur Voor kantoren een fase overgang materiaal rond de 23 graden Celsius Wij gebruiken een anorganisch milieuvriendelijk zout Levensduur is bepaald samen met de RAL Gutergemeinschaft Enige brandveilige PCM macro verpakking ter wereld 12

13 Een paneel als basis Door b.v. toepassing van een PCM klimaatplafond: In de zomer koeler door warmte op te nemen (smelten) Inde winter warmer door warmte af te staan (stollen) De ruimtetemperatuur blijft stabieler omdat: 1 Kg van ons PCM kan vergeleken worden met 30 Kg beton 13

14 Bekende trage klimaatinstallaties De aarde Oude militaire bunkers of de grotten van Valkenburg Oude Romaanse kerken 14

15 Het effect van fase overgang materiaal Zonder fase overgang Met fase overgang 15

16 Belangrijke voorwaarde voor PCM PCM is een capaciteit, dus energie in KWh Een PCM klimaatinstallatie moet kunnen laden en ontladen In de zomer met een ritme van dag en nacht met vrije koeling In de winter met een ritme van aanwezig of niet aanwezig zijn 16

17 Iets moeilijker, warmte in fase overgang Q is de toegevoegde warmtehoeveelheid Q = m. c. dt Q (in Joule) is de toegevoegde warmtehoeveelheid, m (in kg) is de massa van de substantie, c (in J kg-1 K-1) is de soortelijke warmte en dt (in K ) is de temperatuurverandering. 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 ook voor PCM toepasbaar? 17

18 Voor serverruimte PDC - PCM datakoeler (geen f-gassen en 90% energiebesparing) 18

19 De werking van een PDC datakoeler 19

20 PDC Opstelling in de praktijk Opstelling kanalenloop Overstort

21 How its made (klik here to start) 21

22 Voor kantoren PCM klimaatplafonds ABN AMRO DEN HAAG 5.00 m 2 22

23 23 De werking van een PCM klimaatplafond 1. Gedurende de dag De warmte van de dag wordt opgenomen in het PCM met ondersteuning van luchtcirculatie. Het effect is koeling. Het PCM smelt. 2. Winter gedurende de nacht De warmte van de dag wordt afgegeven en alleen zomers middels vrije koeling ontladen. Het PCM stolt.

24 Effect van PCM, ventileren, warmteopslag Omschrijving Referentie Gebouw Tot 2000 (MJ/m 2 ) PCM gebouw (MJ/m 2 ) REF vs PCM %) Normaal plafond water (MJ/m 2 ) PCM plafond (MJ/m 2 ) Verlichting 260 (TL) 52 (LED) - 80% 52 (LED) 52 (LED) - Normaal vs PCM (%) Koelen % % Verwarmen (100% gas) % % Ventileren % % Totaal % % Kengetallen van de rijksoverheid 24

25 Compleet gemonteerde PCM inductie units 25

26 Compleet gemonteerd PCM klimaatplafond 26

27 Compleet gemonteerd PCM klimaatplafond 27

28 PCM Referentieprojecten Totaal gerealiseerd meer dan m 2 28

29 De praktijk: fase overgang als drijvende kracht (dwergplaneet Pluto heeft vulkanische activiteit door fase overgang) 29

30 Warmte en Koude Opslag in PCM materialen PCM in de praktijk voorbeelden Ing. Walter van Kampen 30