Gesloten ruimte koelen enkel met luchtverversing

[LauPro]

Momenteel ben ik bezig om een ruimte van ongeveer 4x3x2,5 meter te koelen enkel via luchtcirculering. Dit wil ik gaan doen door de ingaande lucht te koelen via een koelspiraal. Ik heb nu een systeem gevonden en dan kom ik op een maximum van 80 m3 per uur aan circulatie. Is dit voldoende voor een dergelijke ruimte?

Er zal ongeveer 1000 watt aan energie in de ruimte aanwezig zijn.

[stekkel]

Je kan het gewoon uitrekenen. 1 m3 lucht weegt 1,2 kg en de soortelijke warmte van lucht is ca 1kj per kg K.

De minimale luchttemperatuur wordt begrensd door het dauwpunt. Stel je kan een delta T van 10 graden realiseren, dan koel je met 80 * 1,2 * 1000 * 10 / 3.600.000 = 267W

[LauPro]

Oke duidelijk, en je rekent in jouw berekening dan uit in een uur begrijp ik, dus koelen van 10 graden binnen een uur kost een uur lang 267 watt.

Dan zit ik nog met de warmtebronnen aanwezig in de ruimte (1000W apparatuur + personen) en dan zou ik dus op een piek uitkomen van ongeveer 1300 watt koelvermogen om de ruimte tijdens gebruik in bijvoorbeeld een uur van 30 graden naar 20 graden te krijgen.

Waar ik naar toe wil is een radiateur in de luchtstroom plaatsen en hiermee dus kunnen koelen. Ik zit hierbij te denken aan relatief goedkope (en betrouwbare?) systemen voor scooters. Bijvoorbeeld zoiets:

http://www.leertouwer.com...ge=1%7C%7Cps=100%7C%7Cpg=

Deze is gemaakt voor een motor die 2,44 kW produceert. Laten we zeggen dat 1/4de via de uitlaat vertrekt en de rest via het koelelement wordt gekoeld. Dan zou ik uitkomen op 1,8 kW koelvermogen.

Mijn conclusie zou dus zijn dat een dergelijke radiateur voldoende heeft om te koelen (verliezen niet meegerekend). Ik moet dan wel zorgen dat het water dat de radiateur in gaat natuurlijk wel fors kouder is dan de ingaande lucht.

Echter hoe bereken ik deze waardes uit? Dan moet ik meer info van de radiateur hebben vrees ik.

[Juup]

Ga je lucht koelen en (na opwarming) direct weer naar buiten blazen?
Lekker efficient.
Kun je niet beter die 1000W via waterkoeling naar buiten voeren?

[LauPro]

De lucht wordt niet verwarmd, er hoeft alleen te worden gekoeld (er is altijd minimaal 300W aanwezig in de ruimte). Als de ruimte niet in gebruik is kan de ventilatie ook lager worden gezet zodat er minder warmteverlies is.

Het idee is wel om een warmtewisselaar te gebruiken. Echter wil je als het echt heet is natuurlijk zo snel mogelijk van de warme lucht af (bypass?). Als er minder hard gekoeld hoeft te worden kan de ventilatorsnelheid ook omlaag.

Ik wil werken met 2 kleppen: eentje in de luchtstroom en eentje in de water-toevoer van de radiateur. De luchtstroom zal altijd op een minimale stand staan ter ventilatie. Als er actief moet worden gekoeld dan wil ik eigenlijk een algoritme maken waarbij de stand van de luchtklep afhankelijk is van het gevraagde koelvermogen. Dus moet er snel worden gekoeld de klep helemaal open en als de ruimte bijna op temperatuur is kan hij naar de minimum-luchtstand.

De temperatuur van de radiator kan direct worden geregeld aan de hand van de kamerthermostaat en het instellen van het debiet op het toevoerventiel.

[Tonne]

Is een split airco niet een goede oplossing?

[LauPro]

Dat kan niet vanwege het lawaai, ik wil dus echt lucht koelen!

Ik ben even aan het rekenen gegaan, en ik kom er op uit dat ik minimaal 1200 watt koelvermogen nodig heb. Ik heb wel even het aantal kuub per uur even op 60 gezet omdat ik niet altijd op de maximale stand wil ventileren. Gaan het aantal kuubs omlaag gaat het aantal watts omhoog dat er nodig is. Voor de zekerheid zou ik zeggen koelvermogen van 1500 watt nodig om de ruimte in een uur 10 graden te koelen (+20%).

delta T 10 ℃
gewicht 1 m³ lucht 1,2 kg
soortelijke warmte lucht 1005 J/(kg·K)

inhoud 60 m³

warmte af te voeren 723600 J
in hoeveel minuten 60
watt/s 201 watt
basis/s 1000 watt
totaal 1201 watt

Echter, dan ga ik rekenen aan de conversie van de warmtewisselaar met een situatie waarbij de ingangstemperatuur van het water 20 graden is en 25 graden als het eruit gaat.

Q = mH CpH (THin - THout) = mC CpC (TCout - TCin)

Water
mC = mass flow rate of cold fluid, slugs/hr, 150 L/u
CpC = heat capacity of the cold fluid, Btu/slug-oF, 4190 kJ/kg.K
TCin 20 ℃
TCout 25 ℃
graden verschil 5 ℃
3142500 total J per hour
872,9166667 J per second

Dan zit ik daar ruim een factor twee onder, het water moet dan sneller stromen (150 L/u is een standaard voor radiatoren en dit wil ik graag zo houden ook ivm lawaai e.d.). In principe zal een standaard CV-pomp (90 watt) ongeveer 2000 liter per uur doen. Als ik hier 4 installaties op aan zou aansluiten zou ik al op 500 liter per uur komen. Dan kom ik op een koelvermogen van ruim 3000 watt.

Ik heb echter het gevoel dat het overdrachtsrendement sterk af hangt van het type radiateur en ook niet linear is. Er is waarschijnlijk een bereik waarin een radiator het beste werkt. Hoe is dit overdrachtsrendement te berekenen voor een radiateur?

[Speedy-Andre]

LauPro schreef op zondag 12 maart 2017 @ 20:58:
Dat kan niet vanwege het lawaai, ik wil dus echt lucht koelen!

Welk lawaai, ik heb 2 airco's vrijwel constant in bedrijf en hoor ze niet?
Bedenk ook dat je met een moderne airco kan verwarmen als dat nodig is.
Een apparaat dat lucht koelt met een of meer ventilators maakt zeker geen lawaai

[LauPro]

We kunnen geen airco plaatsen ivm ruimte. Tevens is er ventilatie noodzakelijk dus wil ik dat combineren. Zoals ik hem nu bereken is het wel mogelijk?

[Speedy-Andre]

Ik heb bij een bedrijf gewerkt dat koeling en verwarming voor o.a. kweekruimtes verzorgt.
Ze waren bezig met koeling middels (leiding)water en ventilators.
Een probleem met (leiding)water is dat je een vrij klein temperatuurverschil hebt met de te koelen lucht en dus of veel moet ventileren of veel water verbruiken om aan de benodigde capaciteit te komen.
Een airco doet dit veel beter omdat het koelmiddel veel kouder is dan water.
Overigens leg je jezelf een flinke beperking op in de zomer als de buitenlucht warm is.
Er zijn trouwens ook airco's die via een slang kunnen ventileren, zodat je alle kanten op kan.

[Illusion]

Ergens vermoed ik dat je het rendement van zo'n radiator enorm overschat.
Een brommer-radiator koelt koelwater van 95graden (of meer) met lucht van max 30 graden. Delta-t= 65 graden.

Stel dat je wil koelen tot 20 graden, en je hebt koelwater van 10 graden tot je beschikking. Dan is je delta-t nog maar 10 graden, en je warmte overdracht dus ook een stuk minder. (Minimaal factor 6, ik vermoed flink meer)

[ Voor 6% gewijzigd door Illusion op 12-03-2017 23:15 ]

[.Maarten]

En zo'n radiator werkt met rijwind koeling. Ik gok dat je het koelvermogen van die radiator flink overschat.

[LauPro]

Misschien even ter overvloede, wij koelen de inkomende lucht al voor middels een airco-unit. Dus in de zomer zal er geen 30 graden lucht in gaan, eerder 24 graden bijv.. Dit systeem met water gaat puur om de nakoeling van de ruimte en de temperatuur per ruimte goed te kunnen regelen.

Overigens gebruik ik geen drinkwaterleiding maar een gesloten circuit waarbij water dus het transportmiddel is. We kunnen het water wel veel verder koelen dan 20 graden, dit zou ook naar 10 graden kunnen gaan bijvoorbeeld. Ik snap dat er dan nog steeds een lager rendement is dan direct met koudegas. Ik zie echter op tegen de complexiteit van de installatie als we alles moeten gaan persen en afvullen etc.

Illusion schreef op zondag 12 maart 2017 @ 23:13:
Ergens vermoed ik dat je het rendement van zo'n radiator enorm overschat.
Een brommer-radiator koelt koelwater van 95graden (of meer) met lucht van max 30 graden. Delta-t= 65 graden.

Stel dat je wil koelen tot 20 graden, en je hebt koelwater van 10 graden tot je beschikking. Dan is je delta-t nog maar 10 graden, en je warmte overdracht dus ook een stuk minder. (Minimaal factor 6, ik vermoed flink meer)

Ik begrijp dat die delta-t kritisch is, eventueel zou ik twee radiatoren achter elkaar kunnen plaatsen.
Er zijn ook systemen van Inathem, deze hebben 3 rijen met radiateurs:

http://www.inatherm.nl/361/4857/CWK_100-H.html