OPLEIDING
Install Magazine 993 – oktober 2023
Instrument voor dimensionering van koellast
Resultaat van Koeling 2.0 project
Het aantal tropische dagen in ons land gaat in stijgende lijn (bron: Thomas More)
Het grootste deel van de koellast wordt veroorzaakt door bezonning (bron Thomas More)
Met de online tool kan men de koelvraag inschatten op basis van een grondplan en de gegevens uit de EPB-aangifte. (bron: Thomas More)
Naarmate zomers warmer worden en de woningen beter geïsoleerd raken, groeit ook het belang van koeling. Deze ontwikkeling wordt ook in de hand gewerkt door de opkomst van warmtepompen, die vaak ook in koelmodus kunnen werken. Men hoeft dus geen extra toestel aan te schaffen om ook te gaan koelen, wat de drempel verlaagt. De vraag is echter hoe zo efficiënt mogelijk aan deze koelbehoefte te voldoen. Het doel blijft immers om de CO2-uitstoot zoveel mogelijk te beperken. Met het project Koeling 2.0 wil het Expertisecentrum Energie van de Thomas More Hogeschool hier een antwoord op bieden.
Koeling 2.0
Zoals alle hogescholen heeft ook Thomas More een onderzoeksopdracht. Het Expertisecentrum Energie richt zich specifiek om efficiënte technieken voor een optimaal binnenklimaat en in de glastuinbouw. Dat vertaalt zich in laagdrempelige tools en in cursussen voor professionals
In een eerder Vlaio Cornet project SCoolS werd het effect van verschillende concepten van koeling vergeleken. Het Tetra project Koeling 2.0, daarentegen, zet de stap naar het ontwerp en dimensionering van een concrete installatie. Een van de partners is het expertisecentrum Energie van Thomas More, die onder meer een dimensioneringstool ontwikkelde.
Nood aan een praktische oplossing
“Het uitgangspunt was dat er nood was een installateursgerichte oplossing voor een woning,” licht onderzoeker Nickey Van Den Bulck toe. “Aan de bovenkant van de schaal zijn er dynamische simulatieprogramma’s. Die geven erg nauwkeurige resultaten, maar zijn erg omslachtig en kosten veel tijd en moeite. Op het terrein wordt er doorgaans met eenvoudige vuistregels gewerkt, met een forfaitair vermogen per vierkante meter als uitgangspunt. Dat leidt meestal tot overdimensionering. Er bestaan wel verfijndere methodes, zoals de rekenregels die door ISSO en ATIC werden ontwikkeld. Onze methode is gebaseerd op die van ATIC. Deze laatst is echter gebaseerd op tabellen en grafieken en is dus erg tijdsintensief, zelfs voor één zone, laat staan een heel gebouw. ISSO en ATIC zijn statische modellen die rekening houden met gebouwmassa en beschaduwing over een dag om de koellast te bepalen. We wilden tot een gebruiksvriendelijk pakket komen dat het een dynamisch element in de berekening meenam. Bovendien moest men tot een resultaat kunnen komen op basis van de gegevens waar een installateur in de praktijk over beschikt. Is de meeste gevallen is dat beperkt tot een grondplan en de EPB-aangifte. Het kan niet de bedoeling zijn dat men eerst een 3D model van de woning moest maken vooraleer men de koellast kan berekenen.”
Uit onderzoek bleek dat de koellast in een woning voor het grootste deel (50-84% naargelang de toepassing) veroorzaakt wordt door bezonning. De afmetingen en oriëntatie van de ramen zijn dus de doorslaggevende factoren om de behoefte aan koeling te bepalen. Daarbij moet men uiteraard corrigeren voor eventuele zonwerende maatregelen. Wat de berekeningsmethodes betreft, werden de rekenregels van ATIC en ISSO vergeleken met de dynamische simulatie die voor SCoolS werd ontwikkeld. De conclusie was dat beide methoden een goede benadering gaven van een volledig dynamische simulatie, en dat ze ook veel nauwkeuriger waren dan de vuistregel van 70 W/m2. Het team besloot dan ook om de rekenmethode van ATIC als basis te nemen, met input van de gegevens van het grondplan.
Een dimensioneringstool
Dat alles leidde tot een dimensioneringstool voor woningen waarvan de definitieve versie werd voorgesteld op het eindevent op 23 oktober. De gebruiker geeft een aantal gegevens over het gebouw in (bouwtype, beglazing, isolatie, ventilatiesysteem...). Deze data zijn normaal gezien te vinden in de EPB-aangifte of het EPC. Dan geeft men per ruimte de oppervlakte in, de positie en oriëntatie van de buitenmuren, en het raamoppervlak. Het systeem berekent dan de maximale koellast per ruimte voor een bepaalde maand, in functie van de gekozen binnentemperatuur en werkingstijd van het koelsysteem. Daarbij moet men wel opmerken dat de piekbelasting telkens berekend is voor het ogenblik van maximale bezonning. Alle pieken zullen dus nooit tegelijk voorkomen. Op basis daarvan kan de vakman dan een koelinstallatie dimensioneren.
Belang van een goed ontwerp
“De koelbehoefte moet van het begin in het ontwerp van de installatie worden opgenomen,” benadrukt Nickey Van Den Bulck. “Nu zien we vaak dat het zomercomfort in een goed geïsoleerde woning te wensen overlaat, en dat de bewoners dat trachten op te vangen door naderhand airconditioning toe te voegen. Een dergelijke wildgroei willen we vermijden. Het komt er eerst en vooral op aan om de koelbehoefte zo laag mogelijk te houden door passieve maatregelen, zoals zonwering en ventilatie. Verder moet men de bestaande watervoerende verdeelinstallatie zo goed mogelijk inzetten. Systemen zoals vloerverwarming, klimaatplafonds of ventiloconvectoren kunnen niet alleen verwarmen, maar ook koelen. Een monoblock installatie op een natuurlijke koelmiddel veroorzaakt minder CO2-uitstoot dan een split op een F-gas. Door die installatie te optimaliseren, kan men een aangenaam zomerklimaat garanderen met een minimum aan uitstoot. Wat dat betreft loopt er een ander onderzoek in het kader van Koeling 2.0, waarbij de prestaties van verschillende watervoerende systemen in een aantal woningen in de praktijk gemeten werden. Dit moet de basis leveren voor een beter ontwerp van afgiftesystemen voor verwarmen en koelen.”
Door Alex Baumans
