Haalbaarheidsstudie naar passieve koeling met PCM-plafonds
Download dan direct de PDF of lees eerst het beknopte overzicht.
Moderne gebouwen hebben relatief weinig thermische massa. Om een comfortabel binnenklimaat te kunnen creren, is er in toenemende mate behoefte aan koeling. PCM (phase change materials) worden gebruikt om thermische energie op te slaan. Deze thermische energie wordt opgeslagen als latente warmte, waardoor een hoge energiedichtheid (J/kg) wordt bereikt. Door PCM in de gebouwconstructie te verwerken, kan de thermische massa van een gebouw worden verhoogd. In combinatie met nachtventilatie kan dit effect worden benut voor het passief koelen van gebouwen. Op deze wijze kan een aanzienlijke besparing worden bereikt op de energie die benodigd is voor de koeling van gebouwen.
In het kader van het masteronder zoek aan de TU Delft is de haalbaarheid onderzocht van het toe passen van PCM plafonds voor het volledig passief koelen van lichtgewicht gebouwen. Hierbij is zowel gekeken naar de technische- als de economische haalbaarheid. Om de technische haalbaarheid te kunnen beoordelen, zijn twee prototype PCM plafonds ontwikkeld: een horizontaal type en een bafe type. Deze zijn getest in de klimaatkamer van de TU Delft. Het bafe plafond presteerde het beste: indien dezelfde hoeveelheid PCM werd toegepast, absorbeerde het tot 15 % meer warmte dan het horizontale plafond. Een bafeplafond gevuld met 25 kg/m2 PCM met een smeltpunt van 22 C was in staat 40 W/m2 op te nemen gedurende 8 uur, waarbij de luchttemperatuur maximaal 26,5 C werd. Bij een ventilatievoud van tien luchtwisselingen per uur en een typische nachttemperatuur van 15 C was het mogelijk om binnen 8 uur de opgenomen warmte weer af te voeren. Om een beter inzicht te krijgen in de eigenschappen van het bafeplafond, is een software-model ontwikkeld. Voor dit model waren gedetailleerde gegevens nodig van het smelt- en stolgedrag van het PCM. Tijdens het onderzoek is een nieuwe meetmethode ontwikkeld waarmee deze gegevens kunnen worden verkregen; de zogenaamde waterbad-methode. Het is een goedkope, kleinschalige methode, die in het bijzonder geschikt is om PCM-samples van werkelijke grootte te testen (zie guur 1). De verkregen gegevens waren in overeenstemming met de gegevens van de fabrikant, en zijn succesvol gemplementeerd in het model. Vergelijkingen met metingen in de klimaatkamer toonden aan dat het model * Deerns Raadgevende Ingenieurs B.
Auteur(s): I.M. Bouwman Msc