Koeling

Met de opwarming van de omgevingstemperatuur en het steeds beter isoleren van het huis wordt koeling een steeds urgenter vraagstuk:

• Warmte die eenmaal in huis is, laat zich niet makkelijk verwijderen.

Zie ook:

  Airconditioning

Ook hier geldt; Begin met passieve maatregelen zoals planten van bomen en struiken (pergola), vergroenen van versteende (houd warmte vast) tuinen en een sedumdak, zonnenschermen en rolluiken (minder effectief; lamellen, gordijnen): Zo de warmte buitenhouden kost geen energie.

 Tuin

Oplossingen m.b.v. een airconditioner of warmtepomp (WP) zijn juist een onderdeel van het klimaatprobleem: Ze gebruiken energie en koelgassen met een hoog GWP en veroorzaken in steden een hogere omgevingstemperatuur: een zg. ’urban heat island’.

Ook kan de geluidsproductie van de airco een probleem worden omdat ‘s zomers veel ramen openstaan. Bij koelen met een lucht-water-WP kan bij een cv-systeem met gegalvaniseerde ijzeren pijpen en radiatoren condens- en daardoor roestvorming en vochtdoorslag optreden.

Milieuvriendelijk mogelijkheden

WTW Bypass

WTW met grondbuis

Een elegante en in Nederland weinig toegepaste koeling is de ‘Canadese’ grondbuis waarbij de WTW aanvoerlucht door een lange in de tuin ingegraven buis wordt geleid, zodat deze een vrijwel constante aanvoer temp. van ± 11 °C aanneemt. Ook ‘s winters is deze oplossing besparend omdat de lucht met ± 11 °C warmer is dan de buitentemperatuur en zo ook dichtvriezen van de warmtewisselaar wordt voorkomen. Wel is het verstandig deze oplossing gelijk in het WTW-ontwerp mee te nemen omdat er zelfs bij grote buisdiameters drukverlies optreedt. Ook moet de aanleg precies gebeuren i.v.m. condens afvoer en reinigingsmogelijkheden en is minimaal 6 * 15 meter tuin nodig (3 buizen van 33 m lengte op 0,7 -1 m van elkaar) De grondbuis alweer wat verdrongen door de Bodem Warmte Wisselaar tezamen met een WP. Zie

WTW met verdampingskoeling

Verdampingskoeling: onttrekken van warmte door verdampen van water als onschadelijk koelgas. Er zijn twee principes mogelijk, beide met de beperking dat de laagst bereikbare temperatuur wordt bepaald door de luchtvochtigheid in de aangevoerde lucht. Omdat de lucht niet wordt ontvochtigd zoals bij een airco en de lucht niet erg koud kan worden, is het effect heel anders dan koeling met een airco of WP. Toch kan een 3-4 graden lagere huistemperatuur al een comfortabel gevoel geven.

Natte bolkoeling (kanaalkoeler)

Bij natte bolkoeling wordt water verdampt en in de luchtstroom meegevoerd wat leidt tot een hogere absolute luchtvochtigheid. Daardoor wordt de gevoelstemperatuur niet direct lager, maar als de kanaalkoeler wordt aangesloten tussen het huisafvoerkanaal en de WTW-unit dan wordt deze klamme lucht naar buiten geblazen. De drogere lucht van buiten wordt door de WTW gekoeld voordat deze het huis wordt ingeblazen. Als het originele + verdampte vochtgehalte in de luchtstroom 100% relatieve vochtigheid (rH) heeft bereikt kan de temperatuur niet verder dalen.

Dit product is uitgebreid getest: Het voldoet op geen enkel moment aan de verwachting die gewekt wordt in het plaatje van 7° koeling. Bij 60% rH in huis wat heel normaal is in de zomer haalt de afgevoerde lucht naar de WTW maar ca. 81% rH en daalt de luchttemp. uit de HomEvap slechts 3°C. Zie blauwe pijltje in bijlage diagram. Veel te weinig om het huis te kunnen koelen. Afrader! Kennelijk is men uitgegaan van 40% rH en verse lucht van slechts 24- 26°C. Realistischer is 35- 40°C

Dauwpuntkoeling

Bij dauwpuntkoeling wordt het verdampte water afgevoerd en is dus geen deel van de luchtstroom. Hierdoor blijft de lage absolute luchtvochtigheid in stand zodat temperatuur verder kan dalen totdat het originele vochtgehalte van de luchtstroom 100% relatieve vochtigheid heeft bereikt.
Dit systeem is een stuk complexer en er zijn nog weinig commerciële systemen voor woonhuizen: Alleen Dutch Climate systems (DCS) maakt de ICECUBE CS, een dauwpuntkoeler met WTW waarvan de kleinste een balansdebiet heeft van 400 m3/h (@ 160 W), een koelvermogen van 1,2 tot 1,8 kW en een jaarlijks waterverbruik van 2 m3. Formaat 210 * 75 * 40 cm, prijsindicatie 3500 €. Als dit product tot 100% rH kan koelen dan kan bij 60% rH in de kamer de temperatuur 8 °C dalen, zie oranje pijltje in diagram maar nog is de vraag of dit in praktijk voldoende is.

Conclusie

• Milieuvriendelijke oplossingen zijn beperkt, duur en/ of lastig uitvoerbaar.

• Een goede airco haalt een rendement EER > 8 en is een redelijk alternatief.

Hoeveel koelvermogen nodig?

Directe instraling van de zon heeft een vermogen van 1 kW/ m2. Dit is zó veel dat gelijk duidelijk is dat (buiten !) zonwering essentieel is: Deze warmte moet niet binnenkomen. Als alle directe instraling is vermeden dan zou theoretisch 1 kW koeling voldoende om de temperatuur 5°C te laten dalen (Uitgaande van een redelijk geïsoleerd huis dat ca. 6 kW verwarming nodig heeft om bij -10°C de binnentemperatuur + 20°C te maken) Dus in praktisch gevallen zal 1- 2 kW koelvermogen voldoende zijn, evt. voor een deel van het huis.

Bijlage

Het verschil tussen natte bol- en dauwpuntkoeling is goed te zien in een mollierdiagram dat met enige moeite wel is te interpreteren:

Op het assenstelsel: Verticaal de temperatuur in °C , horizontaal de absolute vochtigheid in g/kg.

Hierin zijn getekend: de krommes van gelijke relatieve vochtigheid in %.
                                               de rechte lijnen van gelijke energie in kJ/kg (enthalpie).

De laagst haalbare temperatuur wordt begrensd door de 100% relatieve vochtigheidskromme; Er kan dan niets meer worden verdampt.

Als lucht van temperatuur en vochtigheid ① wordt gekoeld d.m.v. nattebolverdamping dan wordt geen energie toegevoegd en is het eindpunt ②op de 100 % relatieve vochtigheidskromme. Als lucht van temperatuur en vochtigheid ① wordt gekoeld d.m.v. verdamping met gelijkblijvende absolute vochtigheid (dauwpuntkoeling) dan is het eindpunt ③ op de 100 % relatieve vochtigheids- kromme. Het toegevoegde water in de vorm van waterdamp = energie wordt afgevoerd.

Duidelijk is te zien dat nu een lagere absolute vochtigheid en een lagere temperatuur wordt bereikt. Beide systemen worden beperkt door de vochtigheid van de aangevoerde lucht. In Nederland komt extreem hoge luchtvochtigheid weinig voor en is deze koeling mogelijk bruikbaar. Er zijn publicaties over de combinatie van een lucht ont-vochtiger en dauwpuntkoeling om verder te kunnen koelen. De energie-efficiënte hiervan is nog niet duidelijk maar lijkt wel noodzakelijk.