RCC KOUDE & LUCHTBEHANDELING T. Figuur1. Een voorbeeld van een enthalpie wiel

RCC KOUDE & LUCHTBEHANDELING T

Evaporative coolers with desiccant wheels

Verdampingskoelers met droogwielen: hoe en waar te gebruiken? TECHNIEK

F. Esfandiari Nia (TU Delft) en A.H.C. van Paassen (Klima Delft)

De noodzaak duurzaam te ontwerpen dwingt ontwerpers naar duurzame oplossingen te zoeken. Koeling door middel van droging (desiccant cooling) is er één van. Een fysisch model van een dessicant wiel is ontwikkeld en met literatuurgegevens en experimenten getoetst op nauwkeurigheid. Een desiccant koelsysteem behoeft restwarmte of zonne-energie om met een geringe uitstoot van CO2 de ventilatielucht te conditioneren. In alle andere gevallen is het op zich toepassen van een desiccant koelsysteem met conventionele nakoeling nadelig. Een hybride opzet waarbij het desiccant wiel alleen bij extreme condities wordt ingezet levert wel een interessante verlaging van de uitstoot.

Figuur1. Een voorbeeld van een enthalpie wiel

Lucht kan gekoeld worden zonder gebruik te maken van milieubelastende koelmiddelen. Een slimme opeenvolging van droging van buitenlucht, koeling via indirecte verdamping van water en warmtewisseling is nodig om dit te bewerkstelligen. De introductie van deze bij uitstek duurzame vorm van koeling verloopt tot nu toe moeizaam vanwege het gebrek aan ontwerpmiddelen en simulatieprogramma’s voor het optimaal ontwerpen. Men is niet in staat de juiste balans te vinden tussen milieubelasting en kosten door middel van het vergelijken van allerlei varianten. Bovendien is deze vorm van koeling niet opgenomen in ontwerpprogramma’s van bijvoorbeeld Vabi, zodat in de beginfase van een bouwproject deze vorm van koeling niet aan bod 101e Jaargang nr. 4 - april 2008

komt. Dit tekort wreekt zich vooral als men de toepassing van zonnewarmte voor het uitdrijven van de geadsorbeerde hoeveelheid vocht in beschouwing wil nemen. Het is dan ook tot nu toe niet mogelijk deze ultieme vorm van klimatiseren integraal te vergelijken met conventionele systemen. Dit artikel geeft een eerste aanzet om dit tekort te overbruggen door het maken van modulaire modellen van dit soort systemen. Later kunnen ze gecombineerd worden tot simulaties waarmee ontwerpregels, regelstrategieen, energiegebruik, emissies en kosten kunnen worden bepaald. Tevens wordt in een door Senter/Novem financieel ondersteund project van de TUD, Carrier HH en Klima Delft fysische kennis gegenereerd over “koel39 39


TECHNIEK

Figuur 2. Ventilatie cyclus: desiccant wiel + nakoelbatterij + chiller.

middelvrije koeling met droging en bevochtiging”. Dit wordt gebruikt voor het ontwikkelen van ontwerpmiddelen en simulatieprogramma’s, waarmee de voordelen kunnen worden bestudeerd ten aanzien van energiebesparing en reductie in CO2 emissie.

Drogingskoeling Warmtewielen voor warmteterugwinning en droging van lucht kunnen samen met adiabatische bevochtigers zodanig worden samengevoegd, dat een volwaardige luchtbehandelingsinstallatie wordt gerealiseerd zonder gebruik van koudemiddelen in een koelsysteem en zonder elektriciteit als drijvende kracht. Dit laatste is in de zomer van groot belang voor de elektriciteitscentrales. Afvalwarmte en/of zonnewarmte kunnen worden ingezet als drijvende kracht voor het koelen van lucht. Deze warmte is nodig voor het regenereren van het droogwiel (het geadsorbeerde vocht wordt door een verwarmde luchtstroom weer uitgedreven). Kortheidshalve duiden we het systeem hier aan met “drogingskoeling” (desiccant cooling). Een mogelijke configuratie van het systeem is in figuur 2 weergegeven. In het kort is de werking als volgt te beschrijven. Retourlucht uit het gebouw wordt adiabatisch bevochtigd en dus

40

ook gekoeld. Deze lucht koelt via een recuperatieve warmtewisselaar de tweede luchtstroom met verse buitenlucht die via het droogwiel droog en warm is geworden. Nadat deze droge lucht afgekoeld is via de warmtewisselaar wordt het adiabatisch bevochtigd richting de natte bol. Op die manier kan men in de zomer de toevoerlucht naar de kantoorvertrekken conditioneren tot de gewenste inblaastemperatuur (meestal 16°C). Wordt dit setpoint niet gehaald door een onvoldoende capaciteit dan levert een aanvullende koelbatterij de rest. De enige energiebron die men nodig heeft om het geheel te laten werken is de warmte die nodig is om het vocht, dat opgenomen is door het droogwiel, weer uit te drijven. Dit doet men door in de retourluchtstroom een luchtverwarmer voor het droogwiel te plaatsen. Deze warmte kan afvalwarmte of zonnewarmte zijn. In dat geval is het rendement van het systeem zeer hoog, immers de koeling wordt geleverd met zeer weinig energie. Het ontwerp en regeling van het systeem is sterk afhankelijk van de gewenste luchtcondities. Een goed ontwerp vereist dan ook een simulatie van het systeem. Dit is vooral nodig voor het geval men de verdiensten ervan wil aantonen door het te vergelijken met 101e Jaargang nr. 4 - april 2008

een conventioneel systeem.

Fysisch model Figuur 3 geeft een idee van de opzet van een dergelijke simulatie. Het wordt uitgevoerd met de simulatiecode Matlab / Simulink. Hiermee kan het systeem in een blokdiagram bestaande uit deelmodellen worden weergegeven en vervolgens gesimuleerd. Op het ogenblik is de warmte en vochtoverdracht in het droogwiel in de vorm van een uitgebreid fysisch model vastgelegd en aan de tand gevoeld met metingen in de literatuur [2-4]. Het gecompliceerde model wordt gereduceerd tot een eenvoudig model om met de eveneens compacte modellen van de overige componenten het totaal te kunnen simuleren. Eenvoudige modellen zijn nodig om het gedrag van het totale systeem gedurende een referentiejaar te kunnen bestuderen met acceptabele rekentijden. Het vereenvoudigde model van het droogwiel wordt afgeleid van het uitgebreide moedermodel door de input en output ervan te correleren met eenvoudige functies [14,15]. Er zijn drie toepassingsgebieden. In de eerste plaats in kantoorgebouwen ter vervanging van conventionele koeling. Daarnaast zijn er mogelijkheden in bewaarruimten en winkels. Ten


slotte kan het worden toegepast in volledig gesloten tuinbouwkassen voor de droging van de kaslucht. Planten geven tweederde van de geabsorbeerde zonnewarmte af in de vorm van vocht. In de toekomst wil men de kas volledig gesloten houden om een hogere productie per geïnvesteerde hoeveelheid gas te realiseren. Een consortium bestaande uit Klima Delft/ TU Delft/ Adegeest Kasverwarming/ R. Bergenhenegouwen heeft een ontwerp gemaakt dat sterk lijkt op het desiccant koelsysteem.

Roterend droogwiel Verdampingskoeling is de oudste vorm van koelen, dat volledig is verdrongen door de krachtigere compressiekoelmachines. Echter de kosten van elektriciteit en de milieuproblemen met de gebruikte koelmiddelen doet de aandacht voor de oude technieken weer oplaaien en men tracht het weer toe te passen. Maar dan zonder de nadelen. Het belangrijkste nadeel is de geringe capaciteit in een vochtig klimaat. Een van de oplossingen is de binnenkomende ventilatielucht met een droogmiddel diep te drogen en vervolgens weer af te koelen met een adiabatsiche bevochtiger (verdampingskoeler). In de gangbare compressiekoelsystemen wordt de lucht eerst afgekoeld tot beneden het dauwpunt om het vocht door middel van condensatie

af te voeren. Dit kost een aanzienlijke hoeveelheid extra energie, bovendien moet de te diep afgekoelde lucht weer worden opgewarmd tot de gewenste temperatuur. Droogmiddelen (desiccant) daarentegen adsorberen de waterdamp vanwege het dampdrukverschil tussen de omgevingslucht en het oppervlak van het droogmiddel. Om het proces continu te laten verlopen moet het geadsorbeerde waterdamp weer worden uitgedreven (regeneratiecyclus), zodat het droog genoeg is geworden om de waterdamp weer te adsorberen in de volgende cyclus (droogcyclus). Het roterend ontvochtigings-/regeneratorwiel bleek de koploper in de ontwikkeling van de desiccant koelsystemen. Desiccant koelsystemen kunnen zeer goed gecombineerd worden met de traditionele koelsystemen om zodoende de overmaat aan koeling en naverwarming te vermijden. In de literatuur kan men vele artikelen vinden die hierover gaan [2-12]. De bij uitstek geschikt adsorptie desiccant koelsystemen bestaan uit een desiccant wiel, warmtewisselaar en verdampingskoelers. Vele configuraties van deze componenten zijn voorgesteld en gerapporteerd [13]. Bij de TU Delft wordt bij de groep Energietechnologie een promotieonderzoek uitgevoerd, dat beoogt nauwkeurige simulatiemodellen af te leiden voor 101e Jaargang nr. 4 - april 2008

desiccant koelsystemen gebaseerd op fysische kennis. Om het gedrag van verschillende configuraties over een volledig jaar in samenhang met klimaatbeheersingssysteem en het gebouw te analyseren zijn deze modellen sterk gereduceerd [14, 15].

Grondbeginselen

TECHNIEK

Figuur 3. Modulaire opbouw simulatie desiccant koelsysteem

Desiccant cooling is gebaseerd op het ontvochtigen van lucht met droogmiddelen en het regenereren ervan door het te verwarmen tot een hogere temperatuur, die afhankelijk is van aard van het droogmiddel. Het systeem bestaat daarom in principe uit drie componenten, namelijk de regeneratiewarmtebron met warmtewisselaar, de adiabatische bevochtiger, de droger en de koelunit (figuur 3). Wordt het droogmiddel in vaste toestand gebruikt en als een coating op het oppervlak aangebracht, dan is de desiccant ontvochtiger meestal een langzaam draaiend wiel (1-20 omwentelingen per uur) of een periodiek geregenereerd adsorberend bed. Een natuurlijk droogmiddel kan waterdamp onttrekken aan gassen of vloeistoffen. Het droogmiddel wordt verzadigd als de maximale hoeveelheid waterdamp geadsorbeerd is; echter als het verwarmd wordt (tot boven de 60 °C), wordt het geadsorbeerde vocht weer uitgedreven (regeneratie) en 41


Figuur 5. Meetopstelling voor het testen van een enthalpiewiel

melijk met twintig omwentelingen per minuut. Deze wielen worden gebruikt bij het terugwinnen van warmte en vocht bij luchtbehandelingsinstallaties. Een droogwiel draait zo langzaam omdat dan zeer veel vocht geadsorbeerd kan worden. Echter het draait te langzaam om enige voelbare warmte van de ene luchtstroom naar de andere over te dragen. Dit komt doordat het wiel al snel de temperatuur van het passerende lucht aanneemt en met deze temperatuur de verdere omwenteling vervolgt zonder enige warmte over te dragen. Het vocht moet echter met warme lucht weer worden uitgedreven. Er is dus extra regeneratiewarmte nodig. Bij een enthalpiewiel draait het wiel zo snel dat voelbare warmte wordt overgedragen en in mindere mate vocht. Regeneratie is dan niet nodig.

beide luchtstromen een recuperatieve warmteterugwinunit (alleen voelbare warmte overdragend) geplaatst. Deze koelt de warme lucht na de droger met de relatief koudere afvoerlucht. Deze laatste kan nog extra gekoeld worden door een adiabatische bevochtiger. Een groot aantal warmtebronnen staat ter beschikking om de geadsorbeerde vocht weer uit te drijven. Natuurlijk is het toepassen van duurzame bronnen zoals zonnewarmte en afvalwarmte van centrales en warmtekrachtinstallaties het meest geschikt. Een simulatie is gemaakt van het drogingskoelsysteem. De simulatie is gemaakt met de simulatieomgeving van Matlab/Simulink en is opgebouwd uit vereenvoudigde deelmodellen. Zo is het model voor het droogwiel afgeleid uit een gedetailleerd gevalideerd fysisch model. Dit is gedaan door met het

TECHNIEK

kan het weer voor het drogen gebruikt worden. Conventionele droogmiddelen zijn: silicagel, geactiveerd aluminium, lithiumchloridezout en natuurlijke en synthetische zeolieten. Titaniumsilicate en synthetische polymeren zijn speciaal gemaakt om het koelen effectiever uit te voeren. Vloeibare droogmiddelen komen voor als lithiumchloride, lithiumbromide, calciumchloride en triethylene glycol-oplossingen. De hoeveelheid overgedragen vocht tussen de afvoerlucht en de ventilatielucht hangt af van de hoeveelheid droogmiddel die tussen deze luchtstromen roteert. Dit wordt bepaald door de diepte en de rotatiesnelheid van het wiel en de snelheid van de passerende lucht. Meer warmte en vocht worden overgedragen als het wiel diep is in de richting van de luchtstroom, de rotatiesnelheid hoog is en de snelheid van de luchtstromen door het wiel laag is. Commercieel verkrijgbare units passen wielen toe met een diepte variërend tussen de 25 en 400 mm. Een dieper wiel maakt een robuuste constructie mogelijk voor wielen met een grote diameter. Een dunner wiel kost minder en kan gedeeltelijk de geringere hoeveelheid droogmiddel compenseren. Droogwielen hebben een optimale rotatiesnelheid in de orde van grootte van twintig omwentelingen per uur. Echter wielen die gebruikt worden als enthalpiewiel draaien beduidend sneller, na-

Koelunit De koelunit kan een adiabatische verdamper of een traditionele luchtkoeler zijn. De rol van de koelunit is het afvoeren van de voelbare warmte, terwijl het droogmiddel zorg draagt voor de afvoer van de latente vochtbelasting. Door deze splitsing wordt het onnodig diep koelen en naverwarmen vermeden. Tevens wordt tussen 101e Jaargang nr. 4 - april 2008

Figuur 4. Iso-thermische adsorptie curve voor een droogwiel

43


fysische model vele situaties door te rekenen om vervolgens hiermee passende polinomen af te leiden die de input en output correleren. Door deze compacte deelmodellen is het mogelijk een jaar uur na uur door te rekenen. Een gedetailleerde beschrijving van de modellen kan men vinden in de publicaties van Esfandiari [14, 15]. De eigenschappen van vochtige lucht zijn gesimuleerd op basis van ASHRAE-gegevens [16]. Het model waaraan het meeste onderzoek is uitgevoerd door de auteurs is dat van de droger. Dit model is met experimenten nader aan de tand gevoeld. Het hart van het model is de isotherme adsorptiecurve, die aangeeft hoeveel waterdamp per kg droogmiddel (Silicagel) kan worden vastgehouden (zie figuur 4). Dit is vooral afhankelijk van de relatieve vochtigheid en van het soort droogmiddel. De mate van droging en warmteuitwisseling hangt af van de luchtdoorstroming en de rotatiesnelheid van het wiel. Het fysische model bestaat uit deze curve met daar omheen de warmte- en massabalansen, die via een integratie in de richting van de luchtstroming uiteindelijk leidt tot de uitgaande luchtcondities. Getracht is deze essentiële curve te bepalen met een opstelling zoals in figuur 5 is weergegeven. Dit lukte slechts indirect door de curve van figuur 4 toe te passen in

het model en de output te vergelijken met de metingen. Dit leidde tot goede resultaten. Voor het testen van een nieuw droogmiddel kan de indirecte methode niet worden toegepast. Enkele pogingen de curve direct te meten zijn tot nu toe mislukt, ondanks de nauwkeurige sensoren die de in- en uitgaande condities meten en de gevoelige weegschaal voor de gewichtsverandering.

Simulatiestudies Om het probleem niet onnodig complex te maken is gekozen voor een “all air”-systeem dat gekoelde lucht van 16 °C aan het gebouw levert. Nakoeling of naverwarming per vertrek wordt dus buiten beschouwing gelaten en aangenomen wordt dat de temperatuur in het gebouw voortdurend 22 °C is. Dit geldt dus ook voor de retourlucht dat in het desiccant systeem vocht

TECHNIEK

Figuur 6. Simulatieresultaten voor Nederland en Beijing.

Conclusies - Een fysisch model van een dessicant wiel is ontwikkeld en met literatuurgegevens en experimenten getoetst op nauwkeurigheid. - Dit model is gebruikt om een eenvoudig model af te leiden bestaande uit input- en output-relaties. - Dit model werd gekoppeld met modellen van de overige componenten, zoals warmteterugwinningswiel, bevochtigers, naverwarmers, nakoelers en weersgegevens. - Een desiccant koelsysteem behoeft restwarmte of zonne-energie om met een geringe uitstoot van CO2 de ventilatielucht te conditioneren. In alle andere gevallen is het op zich toepassen van een desiccant koelsysteem met conventionele nakoeling nadelig. Een hybride opzet waarbij het desiccant wiel alleen bij extreme condities wordt ingezet levert wel een interessante verlaging van de uitstoot. - Dit beeld is in relatieve zin niet sterk afhankelijk van het klimaat. - Toepassing van desiccant koeling verlaagt de behoefte aan elektriciteit tijdens zomerse piekuren, wat de kans op oververhit koelwater voor de centrales vermindert. Vanuit dit standpunt zou het energiebeleid toepassing van desiccant koeling moeten activeren. - Nader onderzoek aan een zongedreven desiccant koelsysteem is noodzakelijk om een indruk te krijgen van de omvang van de collectoren, koellast van het gebouw, het weer en de regelstrategie. In deze studie is namelijk aangenomen dat er even zoveel zonnewarmte beschikbaar is als nodig is voor regeneratie, hetgeen een te optimistisch beeld geeft. - Met desiccant koelsystemen kan worden gekoeld zonder gebruik te maken van milieubelastende koelmiddelen. 101e Jaargang nr. 4 - april 2008

45


Formule 1 >./.'?,.).+./@'.@.&/6'2 =

4/*$'2#"%( &21&"),*$ =

# #

-,"&"%",2($" ABC -, . &"%",2($" ABC

+

#

+

#

CBE

-%2 !"#$%& ABD × ! -%2 !"#$%&

: +3=

ABD × ! :5! =

Samenvatting

en warmte uitwisselt met de te behandelen verse buitenlucht. De koeling die nodig is om de gewenste inblaastemperatuur te leveren is dus: - !"#$%& =

./' '"%( "! &")!*+ " ! (!"'!", #

! (!"'!", = $%° 0 "&'()*+,-./0)1/'(),.)2'.3.+#

TECHNIEK

/' '"%( = 1.+,'45,'.4678,9.&'.,):; ! < 1= Het ventilatiedebiet is zo gekozen dat een interne belasting van 30 W per m2 vloeroppervlak kan worden afgevoerd. De prestaties van het desiccant systeem zijn geanalyseerd voor het Nederlandse klimaat (referentiejaar 1964/1965) en dat van Beijing. Het systeem wordt geregeld door de temperatuur van de regeneratielucht te variëren. Energiekosten en CO2-emissies van het desiccant koelsysteem zijn vergeleken met die van een conventioneel systeem. De berekening is gebaseerd op een gasprijs van 0,44 €/m3 gas en een elektriciteitsprijs van 0,13 €/kWh. Nemen we bovendien aan dat 1 m3 gas equivalent is met 9,8 kWh thermische energie, dan kan het equivalente gasgebruik worden berekend. (zie bovenstaande formule1) Dit levert: Energiekosten = gasgebruik x € 0,44 Voor de berekening van het energiegebruik en de CO2 emissie van het conventionele koelsysteem wordt een koudefactor van 3 toegepast en er wordt vanuit gegaan dat 1 m3 gas een emissie van 2 kg CO2 veroorzaakt. Met deze gegevens en een rendement van de centrale van 40 procent zijn de energiekosten van het conventionele systeem te bepalen (zie formule 2).

De noodzaak duurzaam te ontwerpen dwingt ontwerpers naar duurzame oplossingen te zoeken. Koeling door middel van droging (desiccant cooling) is er één van. Het kernpunt van dit onderzoeksproject is de koeling en ontvochtiging van een wiel dat bestaat uit een matrix van adsorptiemateriaal (desiccant) dat vocht kan opnemen. Het systeem wordt continu gemaakt door het vocht er weer uit te drijven met een zeer warme luchtstroom (regenereren), zodat het voldoende gedroogd is om in de volgende cyclus weer vocht op te nemen. In combinatie met een warmtewisselaar die de regeneratiewarmte terugwint en een adiabatische bevochtiger aan het eind van het proces kan men gekoelde lucht realiseren. In dit rapport wordt het warmte en vochttransport in de verschillende componenten van het duurzame koelsysteem in model gebracht. De modellen zijn zoveel mogelijk met experimenten gevalideerd. In het algemeen zijn de nauwkeurigheden voldoende om de verschillende systemen te vergelijken op capaciteit, energiegebruik en milieu aspecten (CO2-emissie). Simulaties op jaarbasis laten zien dat airconditioningsystemen met vochtadsorptiewielen voordelen bieden als er een bron met gratis thermische energie met temperaturen tussen de 60 en 90 °C beschikbaar is. Een andere mogelijkheid is het toepassen van een hybride systeem (keuze tussen conventioneel en gasgedreven desiccant koeling tijdens piekuren. Is de gratis warmte beschikbaar dan kan de CO2-emissie sterk gereduceerd worden. Bovendien wordt de behoefte aan elektriciteit tijdens zomerse piekuren altijd sterk verlaagd, hetgeen de kans op oververhit koelwater voor de centrales vermindert. Het simulatieprogramma van het desiccant koelsysteem is in het gebruikersvriendelijke computer programma Enerk ingebouwd, zodat nu een vergelijk met allerlei luchtbehandelingsystemen mogelijk is geworden.

Abstract Environmental concerns force designers to find sustainable solutions for the energy consuming air conditioning. Desiccant cooling is one of them. The main item of this research is cooling and dehumidifying by a wheel which contains a matrix of sorption material or desiccants that can adsorb vapour. To make the system operates continuously, adsorbed water vapour must be driven out of the desiccant material (regeneration) so that it can be dried enough to adsorb water vapour in the next cycle. In combination with a heat exchanger to recover the regeneration heat and an adiabatic humidifier at the end of this process cooled air can be obtained. In this report heat and mass transfer in different components of sustainable air handling systems are modelled. The theory is validated by experiments with test facilities. In general the accuracy of the models shows to be acceptable for practical applications. The models are used to simulate various air conditioning systems in order to analyze them with respect to capacity and environmental aspects. Year round simulations show that desiccant air conditioning systems are only advantageous when a free energy source for thermal energy is available for regeneration Then CO2 emission can be reduced enormously. Anyhow, in all cases it can reduce electricity demand for cooling during peak load hours in summer and therefore avoid shut downs due to overheated cooling water. Another advantageous possibility is a hybrid system (choice between conventional cooling and gas driven desiccant cooling during peak hours. The simulation of the desiccant system is implemented in an user friendly computer program Enerk for designing air handling systems.

Formule 2 5 0 6 "7)*$("%#*.3( " 7(!"'!", # !"#$%& '!!, #*.3()"32%8"#$%& = # : 9 3= "! × ABD# "$BF# 4%",&$"&"),*$ 4/*$'2#"%( &21&"),*$ = :5! = CBE 0:F 45$11$" = F & × "/*$'2#"%( &21&"),*$

4%",&$"&"),*$ =

#

4%",&$" !1("% =

Omdat een desiccant systeem zonder 46

#

!"#$%& '!!, #*.3()"3B × AB$! !

101e Jaargang nr. 4 - april 2008


tieresultaten weergegeven. De CO2-uitstoot is voor de vier systemen bepaald per m2 vloeroppervlak bij een ventilatievoud van 10,8 m3/h/m2. Dit is gedaan voor een vochtig en warm klimaat (Beijing) en een gematigd klimaat (Nederland). Te zien is dat het altijd in bedrijf stellen van het desiccant systeem een relatief hoge uitstoot geeft, vanwege de grote hoeveelheid naverwarming voor regeneratie. Voor beide klimaten is de uitstoot bijna tweemaal zo hoog ten opzichte van het conventionele koelsysteem. Wordt het desiccant systeem “slim” ingeschakeld dan scoort het even zo hoog als het conventionele systeem. Wordt echter de regeneratiewarmte geleverd door restwarmte of zonne-energie of zelfs aardwarmte dan is de uitstoot zeer sterk verlaagd. Dit is dus duidelijk de oplossing.

Enerk De simulatie van het desiccant koelsysteem is in het gebruikersvriendelijke computerprogramma Enerk ingebouwd, zodat nu een vergelijk met

allerlei systemen mogelijk is geworden. De gebruiker doorloopt het in vakjes opgedeelde Mollierdiagram en geeft per vakje aan op welke wijze de lucht moet worden geconditioneerd opdat in het gesimuleerde gebouw een comfortabel klimaat ontstaat. Vabi zal het installatiedeel van Enerk opnemen in het VA114 programma. Hierdoor wordt het ontwerpen van optimaal geregelde luchtbehandelingsinstallaties, die optimaal op het gebouw zijn afgestemd, mogelijk gemaakt

Dankbetuiging Dit onderzoek werd mogelijk door de financiële ondersteuning van SenterNovem/ ROB, Stichting Ontwikkeling Koeltechniek (SOK), Stichting WOI en de VABI . Wij willen Kees van Haperen van Carrier HH bedanken voor zijn deelname aan dit project, het verschaffen van de juiste gegevens en zijn commentaar op onze bevindingen.

Referenties [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16]

TECHNIEK

restwarmte kansloos is, is een aantal hybride versies onderscheiden waarbij een “slimme” mix gemaakt wordt van indirecte verdampingskoeling, desiccant koeling en koeling met compressiekoelmachine. De gesimuleerde systemen zijn: hybride koelsysteem met het desiccant wiel in bedrijf gedurende het hele jaar, het conventionele koelsysteem (compressiekoelsysteem), hybride koelsysteem met desiccant wiel alleen in de pieklasturen (hogere buitentemperaturen) in bedrijf en zongedreven hybride desiccant koelsysteem (zonnewarmte voor regeneratie van het wiel. Het slimme van het desiccant koelsysteem bestaat uit het in werking zetten van het droogwiel zo gauw als het indirecte koelsysteem niet verder kan koelen dan 26 °C. Dit treedt op in de pieklasturen. In Nederland is dit slechts 2,5 procent van het jaar en in Beijing is dit 6 procent. Uiteraard kan men dan nauwelijks spreken van een effectief gebruik van de installaties. In figuur 6 zijn enkele van de simula-

www.muntersasia.com, www.drirotors.com, www.airxchange.comenergy_recovery.htm Dauo K., Wang R.Z., Xia Z.Z., ’Desiccant Cooling air conditioning: a review’, Renewable and sustainable energy reviews, 10, 2006, P.55-77. Bullock,C.E. Therelkeld, J.L., Dehumidification of Moist Ar by Adiabatic Adsorption,”ASHRAE Transactions, Vol.72,1966,pp.301-312 Nelson, J.S. , Beckman, W.A., Mitchel, J. W., and Close D.J..,Simulation of the performance of open Open Cycle Desiccant Systems Using Solar Energy, Solar Energy ,Vol.21,1973,P.273-278 B. S. Davanagere, S. A. Sherif *, D. Y. Goswami A feasibility study of a solar desiccant air-conditioning system - Part I: psychrometrics and analysis of the conditioned zone International Journal of Energy Research Volume 23, Issue 1, 1999, P. 7 - 21 Nesreen Ghaddar, Kamel Ghali , Antoine Najm, Use of desiccant dehumidification to improve energy utilization in air-conditioning systems in Beirut, Vol 27, 15 ,2003, P.1317 - 1338 M. Beccali, F. Butera, R. Guanella, R.S. Adhikari ,Simplified models for the performance evaluation of desiccant wheel dehumidificationInternational Journal of Energy ResearchVol.27,1, 2003, P.:17-29 M. Pons, A. Kodama Entropic analysis of adsorption open cycles for air conditioning. Part 1: first and second law analyses, International Journal of Energy Research. 24, 3, 2000, P.251-262 Akio Kodama, Weili Jin, Motonobu Goto, Tsutomu Hirose, Michel Pons Entropic analysis of adsorption open cycles for air conditioning. Part 2: interpretation of experimental data, International Journal of Energy Research. 24, 3, 2000, P.251-26 A. I. Alkhamis, S. A. Sherif, Feasibility study of a solar-assisted heating/cooling system for an aquatic centre in hot and humid climates, International Journal of Energy Research,21,9, 1997, P.823-839. Ahmad A. Pesaran, Terry R. Penney, and Al W. Czanderna, Desiccant Cooling and Dehumidification Bibliography — Section 1, Advanced Desiccant Cooling and Dehumidification Program, http://mfnl.xjtu.edu.cn/gov-doe-nrel/desiccantcool/bibliography.html Ahmad A. Pesaran, Terry R. Penney, and Al W. Czanderna, Desiccant Cooling and Dehumidification Bibliography — Section 2, Advanced Desiccant Cooling and Dehumidification Program, http://mfnl.xjtu.edu.cn/gov-doe-nrel/desiccantcool/bibliography2.html Waugaman, P.G., A. Kini and C. F. Kettleborough,’A review of Desiccant Cooling Systems’ ASME J. of Energy Resources Technology, 115, 1993, P.1-8. F.Esfandiari, Sustainable air Handling with Adsorption and Evaporation, PhD thesis,TUDelft,2007. F.Esfandiari, Sustainable air Handling with Adsorption and Evaporation. TU Delft-SenterNovem rapport . Project nummer: 0377-06-03-01-012 ASHRAE, Handbook of Fundamentals, American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Atlanta, GA, 1993.

101e Jaargang nr. 4 - april 2008

47

RCC KOUDE & LUCHTBEHANDELING T. Figuur1. Een voorbeeld van een enthalpie wiel

Recommend Documents