“Het adiabatisch proces werd vroeger nog tijdens de natuurkunde les gedemonstreerd door ‘water tot ijs te koken’. Het is één van de basisprincipes die echter tegenwoordig steeds minder bekend zijn bij het grote publiek”, begint Peter Uges van Airco-Kenniscentrum Nederland zijn toespraak die hij onlangs hield tijdens het New Business Event van ISSO rond de nieuwe technieken voor verwarmen en koelen van gebouwen. “Zelfs bij de overheid is deze kennis ver te zoeken en dat terwijl er toch een enorme innovatiekracht in schuilt”.
Door water te verdampen, verhoogt de luchtvochtigheid en wordt de verdampingsenergie aan de lucht onttrokken waardoor de temperatuur daalt. Wanneer de vochtige gekoelde lucht direct aan de te koelen ruimte wordt afgegeven, dan heet dit ‘directe adiabatische koeling’. Wordt de gekoelde lucht gebruikt om een tweede, gescheiden luchtstroom te koelen die aan op z’n beurt aan de te koelen ruimte wordt toegevoerd, dan gaat het om ‘indirecte adiabatische koeling’.
What’s in a name
De namen adiabatisch en diabatisch leiden vaak tot misverstanden. Bij diabatisch koelen wordt warmte aan de omgeving onttrokken; bij adiabatisch koelen aan zichzelf.
Bij directe of indirecte adiabatische nattebolkoeling is de mate van koeling afhankelijk van de natteboltemperatuur, die weer afhankelijk is van de temperatuur en de relatieve luchtvochtigheid van de aangezogen lucht. Bij de directe diabatische of dauwpuntkoeling is de mate van koeling afhankelijk van het dauwpunt en dus van het absolute vochtgehalte van de te koelen lucht.
Inert gekoeld ventileren
“Inert gekoeld ventileren maakt optimaal gebruik van fysische basisprincipes, zoals adiabatisch en diabatisch, adhesie en cohesie, absorptie, drukverschil, hygroscopische werking, middelpuntvliedende kracht, verdampen en zwaartekracht”, aldus Peter Uges.
Inerte koeling heeft een minimum aan draaiende delen; slechts 1 ventilator controleert 2 luchtstromen. Hierdoor is een extreem laag energiegebruik mogelijk en slechts een minimum aan onderhoud vereist. Omdat middelpuntvliedende kracht wordt gebruikt, is er geen vervuiling van het koeleroppervlak. De koeling kan zonder technisch personeel werken; gewoon de stekker in het stopcontact en het systeem van water voorzien en het werkt.
Het water wordt door middel van een spons van pure kunststof in het systeem aangevuld, waardoor een optimale toevoer én verdeling van water geschiedt; beter dan wat met sproeien kan bereikt worden. Nog een extra voordeel van deze werkwijze is dat er geen risico is op aërosolvorming (legionella). Door te zorgen voor een optimale verdeling van de lucht en van het water over het oppervlak, kunnen 25% tot 33% betere koelresultaten bereikt worden.
Kansen van inerte diabatische koeling bij luchtbehandeling
Het grote voordeel van inert gekoeld ventileren is dat het langdurig, zonder onderhoud – uitgezonderd het verwisselen van filters – en met een extreem laag energieverbruik (COP’s van 12 tot 30) ook in een agressieve omgeving en bij een slechte waterkwaliteit kan functioneren.
Peter Uges haalt het voorbeeld van het Dolfinarium in Harderwijk aan, waar in de zomer van 2011 een test plaatsvond om in zeer ongunstige omstandigheden de ventilatielucht te koelen door middel van de verdamping van zout water. Het ging hierbij om statische dauwpuntkoeling die gekoppeld werd aan de zeewater-ringleiding van het Dolfinarium. Om de situatie aan de kust na te bootsen, werd de koeler ook nog boven het zoutwaterbassin geplaatst. Doel van de test was te kijken wat dit betekende voor het neerslaan van zoutkristallen, corrosie en eventuele vervuiling.
Koelen met zout water? Ja, dat kan. Uit de test blijkt dat zowel volledig en langdurig met zeewater koelen als periodiek aan/uit koelen met zeewater perfect mogelijk is. De resultaten betekenen een grote doorbraak, want slechts 3% van het water op aarde is zoet water. Door ook met brak of zout water te kunnen koelen, kan deze manier van directe diabatische dauwpuntkoeling ook in gebieden waar te weinig (zoet) leidingwater voor handen is om te koelen, uitkomst bieden.
