16 energie & engineering nummer 2 • Mei 2013

Energiezuinig koelen

Nieuwe droger voor koelen met water

een gebouw wordt meestal met een airco gekoeld. Hiermee kan immers de temperatuur en de luchtvochtigheid op een aangenaam niveau gehouden worden, terwijl het buiten onaange-naam warm (of koud) is.een airco kan met twee werkingsprin-cipes zijn opgebouwd, namelijk als warmtepomp of als (indirecte) verdam-per van water. De airco met warmte-pomp gebruikt veel energie terwijl een airco op basis van het verdampen van water veel minder energie gebruikt. Tevens zijn er geen milieuonvriendelij-ke koelmiddelen zoals freon (één van de superbroeikasgassen) meer nodig. Bovendien zijn bepaalde freonen vanaf 2015 in de Verenigde Staten en europa verboden.

VerdampingskoelingOm met minder energie te koelen, wordt met waterkoeling gewerkt. Koe-len door middel van water wordt door warmbloedige dieren zoals de mens toegepast bij het reguleren van de temperatuur. Hier is het transpiratie-vocht dat verdampt en zo het lichaam koelt.Als water verdampt, wordt er ver-dampingsenergie onttrokken aan de lucht en daalt de temperatuur. Hierbij loopt helaas wel de luchtvochtigheid aanzienlijk op. Wanneer de vochtige,

gekoelde lucht in het gebouw wordt gebracht, spreekt men van directe adiabatische* koeling. De vochtige gekoelde lucht kan ook gebruikt worden om een tweede luchtstroom te koelen. De temperatuur van de tweede luchtstroom wordt hierbij verlaagd door middel van de eerste luchtstroom en een warmtewisselaar. Wanneer de tweede luchtstroom in het gebouw wordt gebracht, spreekt men van indirecte adiabatische koeling. De luchtvochtigheid van deze luchtstroom is aanzienlijk lager en dus comfortabe-ler. er is alleen energie nodig voor de ventilator die de lucht het gebouw in pompt. Bovendien is dit verse lucht.Het nadeel van deze wijze van koe-len is dat de temperatuurverlaging afhankelijk is van de luchtvochtigheid buiten en juist als we de airco nodig hebben – in de zomer – is de lucht-vochtigheid veelal zeer hoog. Om een groot koelend vermogen te hebben, moet er dus minder vocht in de lucht zitten. een koelsysteem gebaseerd op water kan de lucht niet droger maken. er moet dus een luchtdroger ingezet worden, maar een conventionele lucht-droger vraagt weer veel energie.Optimair komt nu op de markt met een koelsysteem met luchtdroger waarin de lucht op een energiezuinige manier gedroogd wordt (figuur 1).

Voor het totale systeem kozen zij voor indirecte verdampingskoeling, soms ook wel dauwpuntskoeling genoemd. Daarbij wordt gewerkt met een warmtewisselaar waar aan de ene kant in het primaire kanaal de te koelen buitenlucht passeert, richting de binnenruimte van het gebouw. in de andere kant, het secundaire ka-naal komt eveneens lucht van buiten terecht, maar dat stroomt terug naar buiten. in dit secundaire kanaal wordt water gesproeid dat in de daar aan-wezige lucht verdampt. Hierdoor daalt de temperatuur ervan. indirect koelt deze secundaire lucht de luchtstroom in het primaire kanaal tot dicht bij het dauwpunt van de buitenlucht. De voch-tige lucht van het secundaire kanaal staat dus niet rechtstreeks met de binnenruimte in contact. eventuele in het water aanwezige Legionella-bacteriën komen daardoor niet in het binnenklimaat terecht.

DrogenVeel drogers bevatten silicagel dat vocht uit de lucht opneemt. Om dat vocht vervolgens weer te verwijderen, moet de silicagel verwarmd worden boven de 100 °C. Optimair creëerde voor zijn luchtdroger een nieuw, vochtopnemend, milieuvriendelijk en gepatenteerd materiaal (Ventux) dat

Door Optimair uit het plaatsje Tuk bij Steenwijk is een nieuwe techniek ontwikkeld voor het drogen van lucht.

Hiervoor is heel weinig energie nodig. De combinatie van deze droogtechniek met een dauwpuntkoeler leidt tot

een combinatie waarmee heel energie-efficiënt ventilatielucht gekoeld kan worden.

Auteur: Frits Ogg

energie & engineering nummer 2 • Mei 2013 17

bij veel lagere temperatuur (ca. 70 °C) te regenereren is (figuur 2). Dit zorgt ervoor dat de droger 80% minder ener-gie gebruikt dan andere types. Die ef-ficiëntie blijkt uit de CoP**. gangbare (compressie) koelsystemen behalen een CoP van ongeveer 3. Dit betekent dat ze per kWh gebruikte elektriciteit 3 kWh warmte afvoeren. Het principe van Optimair haalt een CoP van 12 of hoger. Bovendien gebruikt deze techniek warmte om te koelen. Deze warmte kan via zonneboilers, van de zon komen en dat is in de warme maanden, wanneer het meest gekoeld moet worden, voldoende beschikbaar. Wie kiest voor een combinatie van koelsysteem met zonneboiler, kan re-kenen op een CoP van 33. Ook andere warmtebronnen zijn bruikbaar, zoals

stadsverwarming, WKK, conventionele CV-ketel of industriële restwarmte.

Ruim toepassingsgebied Toepassingsmogelijkheden zijn kan-tooromgevingen, bedrijfsgebouwen, openbare gebouwen, supermarkten, datacenters, musea, archieven en ziekenhuizen. Woningen zijn (nog) niet aan de orde, omdat het systeem nog niet op die maat te krijgen is. De terugverdientijd hangt sterk af van de toepassing en is afhankelijk van het koelseizoen.De droger kan ook apart worden verkocht. De droger kan bijvoorbeeld als luchtdroger in bepaalde processen gebruikt worden zoals waterzuiverings-bedrijven, waar de lucht in de gebou-wen droger moet zijn om corrosie van

Figuur 2. Het D2C-droogsysteem.Figuur 1. Het totale koelsysteem van Optimair.

metalen tegen te gaan. De droger is eveneens bruikbaar in opslagplaatsen met goederen die gevoelig voor luchtvoch-tigheid zijn. Hij kan ook als aanvulling op andere koelers worden ingezet. Vooraf drogen verhoogt ook de effectiviteit van koelen in vele andere gevallen. De CoP van de diverse totaalsystemen van dauwpuntskoeling met een D2C-lucht-droger loopt van 8 tot 20. in nederland staan intussen twee D2C-installaties waarvan een bij Vitens, het nederlandse waterbedrijf. ingenieursbu-reau Dijkoraad uit Deventer heeft het D2C-systeem gewaar-deerd om te komen tot een gelijkwaardigheidsverklaring voor energieprestatieberekeningen. Koelen met het D2C-droogsysteem is duurzaam, energiezuinig, stoot minder CO2 uit en behoeft geen synthetische koudemiddelen. Je kunt het als een techniek van de toekomst beschouwen. Optimair wordt door KiC innoenergy op diverse manieren ondersteund, omdat ook KiC de wereldwijde impact van de D2C-technologie onderkent. Zie www.kic-innoenergy.com >>

Voor meer informatie over dit koelsysteem zie www.optimair.nl

* Het woord adiabatisch is overgenomen uit het Duits. Het bete-

kent letterlijk “zonder warmteuitwisseling”. Het is van oorsprong

een grieks woord; adiábatos = niet er doorheen gaan.

** De coëfficiënt of performance CoP geeft de verhouding weer

tussen de hoeveelheid afgegeven warmte tegenover de hoeveel-

heid verbruikte energie.

ENErgiEbESpAriNg