Naam Spreker: Ing. Walter van Kampen Presentatie: Bionica, natuurlijk in klimaatinstallaties Walter van Kampen
Bionica ? natuurlijk in klimaatinstallaties Ing. Walter van Kampen
Bionica [ samengesteld uit de Griekse woorden βίον", uitgesproken als "bion", 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.
Bionica geen fictie, maar realiteit
Foto : Lee Majors, ABC
Bionica geen fictie, maar realiteit
Foto : T800 a.k.a. Arnold Schwarzenegger
Moderne Gebouwen (Zijn wij de “ bau-bionik� vergeten)
Foto : wie dit gebouw kent mag het zeggen
Bau Bionica (Bruno Keller)
Energie
koelen
verwarmen
Tijdconstante Voor thermische traagheid Isolatiegraad Factor Warmtewinst vs Warmteverlies
“Gebouwen worden steeds beter geïsoleerd met als gevolg : een verschuiving van minder verwarmen naar meer koelen, maar geen energie besparing meer”
Samengevat : Bau Bionik [Kunnen wij in de installatietechniek concepten uit de natuur leren en toepassen voor het ventileren en klimatiseren van een gebouw].
• • • • •
isoleren is prima, tot aan het optimale punt verder isoleren bespaard geen energie meer moderne gebouwen hebben een koelvraag massa : extra beton ? Dat is vaak geen optie nog meer (koel)technische installaties ?
Bionica verdampingskoeling
Persie B.C. Een windvanger (Bad Gir) welke het gebouw koelt
Verdampings koeling [verdampingskoeling middels water middels de fase overgang van vloeistof naar gas]
• het koudemiddel : water • indirect adiabatisch of adiabatisch • maken gebruik van de fase overgang van water van vloeistof naar gas • Ingebouwd in luchtbehandelingskasten • koelen tot aan het dauwpunt behoort tot de mogelijkheden
bionica PCM koeling (middels de opslag van energie)
Shalers patent uit 1865 koelen van lucht met ijs
Wat zijn technische PCM ? [Phase Change materials, materialen die op een geconstrueerd punt van aggregatietoestand kunnen veranderen, vast naar vloeibaar en omgekeerd]
• het koudemiddel : anorganische zouthydraten • smelten en stollen bij een geconstrueerde temperatuur ; • eenvoudig aan te brengen extra gebouw massa; voor een meer constante temperatuur
PCM als thermische batterij [Phase Change materials, materialen die op een geconstrueerd punt van aggregatietoestand kunnen veranderen, vast naar vloeibaar en omgekeerd]
• • • •
anorganische zouthydraten smelten en stollen bij geconstrueerde temperatuur warmtecapaciteit per Kg 30x hoger dan beton volledig benutbare warmtecapaciteit, door het lage getal van Biot (PCM = 0,13, Beton = 1,88) • verpakt in panelen praktisch en toepasbaar
PCM, laden en ontladen [Phase Change materials, materialen die op een geconstrueerd punt van aggregatietoestand kunnen veranderen, vast naar vloeibaar en omgekeerd] 23 33 째C 째C
25 째C
Ontwerpen met PCM energieopslag [Spelregels bij het ontwerpen van PCM installaties ]
• temperatuur verschil tussen dag en nacht • mogelijkheid voor laden en ontladen • het gaat niet vanzelf ! (er zijn geen magische PCM oplossingen) • gebruik een actieve energiedrager • denk vanuit de te klimatiseren ruimte
Verificatie PCM metingen 34°C
32°C
29 °C
24°C
23°C 22 °C
25°C 23°C
23°C
Dag temp PCM temp Nacht temp
22°C
21°C 19°C
20°C
17° C
Datacentrum: Temperatuur eis in de koude gang ≤ 25 graden De vier gekoppelde warmste dagen van 2003, zijn warmer dan de eisen in NEN 5060
PCM technieken toegepast in gebouwen
Foto : De ecofactorij, een PCM geklimatiseerd gebouw
Koeling van datacentra (verdamping en/of energie opslag)
Foto : datacentrum met Computer Room Air Condition units
Voordelen van PCM technieken [Waarin de praktische en energetische voordelen van de toepassing van PCM technieken in gebouwen duidelijk worden]
• • • • • • •
geen of 50% kleinere koelmachines kleinere elektrische aansluitvermogens bij renovaties gemakkelijk toepasbaar energiebesparing voor koelen en/of verwarmen een oplossing voor HFK vrije gebouwen minder onderhoud, eenvoudige techniek zeer betrouwbaar en ……………
Bionica ! natuurlijk in klimaatinstallaties Bedankt voor uw aandacht