Download dan direct de PDF of lees eerst het beknopte overzicht.
Identificatie van kritische regelparameters
Betonkernactivering (BKA) toepassen betekent dat een grote thermische massa aan de klimaatinstallatie wordt gekoppeld. Hierdoor gaat de keuze van de regelstrategie en de instelling van de regelaar een cruciale rol spelen in het bereiken van het gewenste thermische comfort én een laag energiegebruik. Vermits BKA de schakel vormt tussen de installaties die koude en warmte produceren en het gebouw dat geconditioneerd moet worden, is het uiterst belangrijk om het dynamisch thermisch gedrag ervan mee te nemen in het ontwerp van het regelsysteem.
BetonKernActivering is een afgiftesysteem voor koeling en verwarming van een kantoorgebouw, waarbij waterleidingen in de betonnen vloerplaat geïntegreerd worden. Warm of koud water doorstroomt de leidingen, verwarmt of koelt de betonnen vloerplaat, die op haar beurt de onder en bovenliggende ruimte conditioneert.Drie belangrijke thermische eigenschappen van BKA beïnvloeden de werking van de klimaatinstallatie, ongeacht of de installatie koelt of verwarmt. Ten eerste heeft BKA een beperkt thermisch vermogen in regimetoestand. Ten tweede vormt het beton van de vloerplaat een grote thermische massa met een lange reactietijd. En ten slotte zal BKA in een overgangssituatie een groot thermisch vermogen onttrekken aan het water dat door de leidingen stroomt. Dit ‘transient’ thermisch vermogen kan initieel meer dan dubbel zo groot zijn als het thermisch vermogen in regimetoestand. Meer nog, door de lange reactietijd van typisch 4 tot 6 uur, zal dit transient thermisch vermogen gedurende een lange tijd aanhouden.Deze drie eigenschappen worden geïllustreerd aan de hand van Figuur 1. Deze figuur toont de warmtestromen in een nietafgedekte, 20 cm dikke vloerplaat, die initieel 20°C warm is. Het water in de leidingen ondergaat een plotse temperatuurssprong naar 30°C. Figuur 1 toont in rode stippellijn qwaterBKA, het thermisch vermogen van water naar beton; en in volle blauwe lijn qBKAruimte = qBKAruimte onder + qBKAruimte boven, het totale thermisch vermogen dat de BKAplaat afgeeft aan de onder en bovenliggende ruimte. Het thermische vermogen in regimetoestand is 65 W/m², maar initieel bedraagt qwaterBKA, het thermisch vermogen dat de beton onttrekt aan het water, 153 W/m², wat 2,4 keer hoger is dan de regimesituatie.
Auteur(s): Dr.ir. M. (Maarten) Sourbron, prof.dr.ir. L.M.L. (Lieve) Helsen Associatie KU Leuven, Departement Industriële Ingenieurswetenschappen, België Katholieke Universiteit Leuven (KU Leuven), Departement Werktuigkunde, Afdeling Toegepaste Mechanica en Energieconversie, België