Airconditioning en koeling bij RCC Cold and Air Treatment

Informatie over airconditioning, koeltechniek en koude, maar ook ventilatie, koeling en lucht

Een centraal lagedrukventilatiesysteem met gegarandeerde luchtkwaliteit en thermisch comfort, lagere investerings-, onderhouds- en energiekosten en bij uitstek geschikt voor de renovatie van bestaande scholen; dat is het ideale beeld. De initiatiefnemers van het concept SchoolVent claimen dit ideaal te hebben gerealiseerd op het Jordan Montessori Lyceum Utrecht in Zeist. "Het geheim? Slimme sensoring, indirecte verdampingskoeling en elektrostatische filtering."

Het binnenklimaat in veel basisscholen is niet op orde, ondanks dat de overheid aangeeft dat het wenselijk is dat alle scholen minimaal conform Fresh Schools klasse B worden geconditioneerd. Daarnaast moeten scholen bijdragen aan de doelstelling van een energie- neutrale gebouwde omgeving in 2050. Diverse gemeenten, zoals Den Haag, willen ook schoollocaties nabij drukke wegen voorzien van goede filters om de binnenluchtkwaliteit te verbeteren.

Het binnenklimaat is in veel basisscholen niet op orde.

Ventilatie, koeling, filtertechniek en monitoring “Dit alles vraagt ​​om innovatieve oplossingen”, zegt Marius Klerk van Air@Work. Klerk werkte mee aan het SchoolVent-project. Dit project is door TNO geïnitieerd voor de ontwikkeling en praktijktest van een ventilatiesysteem dat geschikt is voor (renovatie van) scholen en kinderdagverblijven, met 80 procent lagere energiekosten voor koeling en filtering. “In het SchoolVent-project zijn vier speerpunten geïdentificeerd, namelijk ventilatie, koeling, filtertechniek en monitoring. Al deze punten zorgen voor een klasse A binnenklimaat en dragen bij aan een besparing van 80 procent op de energiekosten. Dit maakt het mogelijk om gebouwen energieneutraal te maken”, legt Klerk uit.

SchoolVent-concept Het SchoolVent-concept is door Lucam, VFA Solutions en TNO met succes doorontwikkeld tot een energiezuinig ventilatiesysteem dat bij de renovatie van scholen kan worden ingezet om verbeterpunten op te lossen. De componenten zijn eerst getest in het laboratorium van TNO in Delft. Het gehele systeem is vervolgens getest in een pilot, bestaande uit vijf lokalen van een middelbare school, en vergeleken met de uitgangssituatie en met een referentieklas. Deze pilot is uitgevoerd op het Jordan Montessori Lyceum Utrecht in Zeist, na bemiddeling en financiële ondersteuning van de 'Uitvoeringsagenda Gezonde Lucht Regio Utrecht 2018 – 2023' van de Provincie Utrecht en met de Topsector Energiesubsidie ​​van het Ministerie van Economische Zaken. De resultaten zijn zo bemoedigend dat het Jordan Montessori Lyceum opdracht heeft gegeven voor de levering en installatie van het Schoolvent-systeem voor veertien klaslokalen. Dit project is momenteel in uitvoering.

Het luchtbehandelingssysteem vormt de basis van SchoolVent.

Luchtbehandeling aan de basis De basis van het SchoolVent-project is het luchtbehandelingssysteem. “Dit systeem zorgt voor de complete luchtbehandeling en bestaat uit een elektrostatisch filtersysteem, een tegenstroomwarmtewisselaar met een indirect adiabatisch koelapparaat, energiezuinige toerengeregelde EC-ventilatoren, een regelaar en zoneregelsysteem die zorgen voor de juiste regeling van het luchtvolume per ruimte. Dit gebeurt op basis van CO₂ en temperatuur. Zo behoren muffe klaslokalen, concentratieproblemen en slaperigheid tot het verleden. Het systeem zorgt immers voor meer dan voldoende verse lucht, tot wel 2.000 m³/u, om VOS en CO₂ uit het klaslokaal te verdrijven en voor voldoende koeling te zorgen”, zegt Klerk.

Fijnstof afvangen Bijkomend voordeel is dat het elektrostatische filtersysteem ook fijnstof afvangt, zegt hij. “De GGD stelt steeds hogere eisen aan luchtfilters in schoolventilatiesystemen. Voor scholen die dicht bij drukke wegen liggen, zijn bijvoorbeeld F9-filters vereist. Deze filteren fijnstof en roet redelijk goed maar door de verhoogde drukval in de luchtkanalen zorgen ze voor meer energieverbruik, meer geluid en moeten ze meerdere keren per jaar vervangen worden. Dat laatste verhoogt de onderhoudskosten aanzienlijk, vooral voor de decentrale units.”

Installatie van de installaties op het dak.

Het eerste SchoolVent project is gerealiseerd op het Montessori Lyceum Herman Jordan in Zeist. In dit project zijn vijf klaslokalen uitgerust met het SchoolVent luchtbehandelingssysteem. De klaslokalen worden onafhankelijk van elkaar van lucht voorzien, voor een gezonde leeromgeving. Om goed inzicht te krijgen in de werking conform de gewenste waarden voor een klasse A binnenklimaat is monitoring uitgevoerd. Het resultaat: • Het filterrendement voldoet aan de specificaties van een E10-filter met een bijna 80 procent lagere drukval. Bij een laag debiet (3.000 m³/h) wordt zelfs bijna voldaan aan de specificaties van een E11-filter. • Fijnstof wordt tot 99 procent uit de toevoerlucht verwijderd. In de geklimatiseerde ruimtes resulteert dit in een 70 tot 96 procent lagere concentratie dan in de referentieruimte. • In het stookseizoen wordt zowel in de geklimatiseerde klaslokalen als in de referentieruimte voldaan aan Fresh Schools klasse A. Dit is met name het gevolg van extra ventilatie door de openstaande ramen vanwege COVID-19 in de referentieruimte. Dit gaat ten koste van de binnentemperatuur. Op een paar dagen bleken de ramen gesloten te zijn, mogelijk omdat de binnentemperatuur te laag was, en steeg de CO₂-concentratie tot meer dan 2.000 ppm. Vergeleken met de situatie vóór de installatie van het SchoolVent ventilatiesysteem in januari 2019 – dus in het pre-corona tijdperk – is de ventilatie sterk verbeterd. Destijds waren er piekconcentraties tot bijna 4.000 ppm CO₂. • Het warmteterugwinningsrendement (WTW) gemeten tijdens de pilot in de school ligt tussen de 60 en 70 procent. De fluctuatie wordt veroorzaakt door vraagsturing op basis van de bezetting van de verschillende klaslokalen door het meten van de CO₂-concentratie. Het warmteterugwinningsrendement bedroeg gemiddeld 67 procent bij een totaal luchtdebiet van 5.619 m³/h, wat neerkomt op een luchtdebiet van 1.124 m³/h per ruimte. • Klasse A voor de wintertemperatuur (>21 °C) is haalbaar in de klaslokalen met het SchoolVent systeem. In de praktijk blijkt echter dat docenten een lagere temperatuur prettiger vinden. In de referentieruimte was de temperatuur door de open ramen zo laag (meestal 18 tot 19 °C) dat aan klasse C van Fresh Schools niet eens werd voldaan. • Het beoogde koelvermogen bij indirecte adiabatische koeling wordt zowel in het laboratorium als tijdens de pilot gerealiseerd. Het dauwpuntrendement in de pilot is bij het hoge luchtdebiet van 2.000 m³/h per ruimte echter lager dan de beoogde 75 procent. In proeflokalen N6 en N7 werd in de warme periode van september 2020 voldaan aan de klasse A zomertemperatuur van Frisse Scholen. Aanbevolen wordt om de warmte-instroom in de zalen aan de westzijde te verminderen door verbeterde dakisolatie en optimaal gebruik van zon bescherming.

Elektrostatisch filteren Klerk wijst daarom op de meerwaarde van elektrostatisch filteren, een filteroplossing met een filterkwaliteit gelijk aan een E10/11 filter, maar met een 80 procent lagere drukval. “Het elektrostatische filter 'verwerkt' 10.000 m³/uur en is ingebouwd in het filtergedeelte van de luchtbehandelingskast. Het gaat als volgt; de lucht wordt blootgesteld aan een ionisator, een hoogspanningselektrodedraad. De ionisator laadt de deeltjes in de lucht via een gecontroleerd ionisatieproces, van fijnstof tot microbiologische verontreinigingen en allergenen. Alle geladen deeltjes worden aan het eind opgevangen door een collector.”

Zeer open structuur “De collector heeft een zeer open structuur”, vervolgt Klerk. “Hierdoor is de drukval veel lager in vergelijking met mechanische filters en constant in de tijd. Daarnaast wordt fijnstof tot 99 procent uit de toevoerlucht verwijderd. In de geklimatiseerde ruimtes resulteert dit in een 70 tot 96 procent lagere concentratie fijnstof in vergelijking met de referentieruimte (zie kader hierboven, red.).”

Het systeem maakt gebruik van adiabatische koeling.

Adiabatische koeling Het luchtbehandelingssysteem in het SchoolVent-project maakt ook gebruik van indirecte adiabatische koeling. Dit gebeurt via de retourluchtstroom en een warmtewisselaar. Klerk: “In de retourluchtstroom wordt water verneveld, waardoor de toevoerlucht indirect wordt gekoeld zonder de absolute luchtvochtigheid te verhogen.” De innovatie in dit project is dat de tegenstroomwarmtewisselaar zowel voor winterwarmteterugwinning als zomerkoeling kan worden ingezet.

100 procent bevochtiging “Hier wordt de indirecte adiabatische koeling toegepast door het water direct op de platenwarmtewisselaar te sproeien. Het is belangrijk dat het oppervlak van de warmtewisselaar hygroscopisch is en/of zodanig in geometrie kan worden aangepast dat het water zich optimaal verspreidt en 100 procent bevochtiging wordt bereikt. Dit verhoogt het verdampingsrendement aanzienlijk en zorgt ervoor dat de energie voor verdamping direct aan de aangezogen buitenlucht wordt onttrokken. Deze wordt afgekoeld tot een drogeboltemperatuur die gelijk is aan de nattebol-buitentemperatuur.”

Ontwikkeling SUVIS-eisen Met het Schoolvent ventilatiesysteem wordt voldaan aan de eisen die gesteld worden aan het specifieke voordeel voor ventilatie in scholen (SUVIS). Dit is een voordeel voor gemeenten om het binnenklimaat van bestaande schoolgebouwen te verbeteren. Deze SUVIS-regeling is in augustus met 100 miljoen euro verhoogd om scholen te helpen voor goede ventilatie in de klaslokalen

Belang van monitoring Monitoring is vaak complex, tijdrovend en duur, zegt Klerk. “Het is belangrijk dat het gebeurt, je wilt immers de goede werking van het ventilatiesysteem garanderen. Hiervoor wordt vaak een apart monitoringsysteem in een aantal klaslokalen geplaatst. De gegevens moeten vervolgens worden geanalyseerd en teruggekoppeld naar de gebruiker. Daarnaast worden er opleveringscontroles uitgevoerd, waarbij het luchtdebiet en het geluidsniveau per klaslokaal worden bepaald. Binnen het project SchoolVent doen we het anders. Slimme sensoring ingebouwd in het ventilatiesysteem (live monitoring, red.) garandeert een goede werking met relatief weinig inspanning over een langere periode. Via een eenvoudig dashboard worden de gegevens verder aan de gebruiker gepresenteerd. Daarnaast kan fijnstofmonitoring worden toegevoegd, wat ontbreekt in de huidige RVO Versscholen toets

Tags: verdampingskoeling, klimaattechnologie, gezond binnenklimaat

Peter van den Berg zegt:

Leuk, maar alleen die vreselijke en slecht geïsoleerde grachten over de daken zouden verboden moeten worden.

De koelsector doet te weinig om jonge professionals aan te trekken

Meld u aan voor de Cold and Air Treatment nieuwsbrief