Klimaatbeheersingsinstallaties ontwerpen (KLIC)

a... Reed Business Opleidingen Warmtebelasting en koellastberekening voor ruimten en gebouwen Kli-C 3 OPEN RUIMTE Omschrijving Afmetingen Volume (m) (m3) Open ruimte 8,03 Open ruimte 1,70 x 1,75 x 2,70 Open ruimte 3,50 x 3,55 x 2,70 33,55 Totaal (openruimte) 2,30 x 1,20 x 2,70 7,45 KANTOOR 48,95 Omschrijving Afmetingen Volume (m) (m3) Kantoor Totaal (kantoor) 3,5 x 2,9 x 2,7 27,40 27,40 TOTALEINHOUD GEBOUW Omschrijving Afmetingen Volume (m) (m3) Verkoopruimte Balie lie tabel5 305,78 Gang lie tabel5 37,26 Openruimte lie tabel5 24,96 Kantoor lie tabel6 48,95 Totaal (gebouw) lie tabel6 27,40 444,357363_030 - 76 -

aReed Business Opleidingen Warmtebelasting en koellastberekening voor ruimten en gebouwen Kli-C 3 3.13.8 FORMULIEREN KOELLASTBEREKENING (CASUS) FORMULIER KOELLASTBEREKENING 1A (ALGEMENE GEGEVENS)Omschrijving: Tankstation/winkelcombinatie Datum berekeningRuimte : Verkoopruimte, balie, gang, ruimte met koel- en vriescel en kantoor Gegevens gebouw of ruimte Licht Middel Zwaar (doorhalen wat niet van toepassing is) Ruimte/vertrektype (tabel 5 paragraaf 3.9) kg/m2 Aantal gelijke vertrekken _.mx .. mx .. m Specifieke Werkzame Massa SWM (kg/m2) m m3 Hoofdafmetingen vertrek of ruimte I x b x h Hoogte tussen vloer en verlaagd plafond °inom uur %RV Inhoud gebouw, vertrek of ruimte (volume) 11.Tmax °C; Voor de dagtijden van en/of tot (uur) K Nominale gebouw-, vertrek- of ruimteluchtconditie Toegestane maximale temperatuurstijging van 0i Mannen Vrouwen Codenr. Codenr.I INTERNE VOELBARE EN LATENTE WARMTEBELASTING (W) Codenr. Codenr. Personen W W Aantal W W Activiteit (tabel 6 paragraaf 3.9) W W Clo-waarde (tabel6 paragraaf 3.9) Metabolisme (tabel 6 en NO TAG paragraaf 3.9) Voelbare warmteafgifte (tabel NO TAG paragraaf 3.9) Latente warmteafgifte (tabel NO TAG paragraaf 3.9) Apparatuur n.v.t. W mj Ge\"instalieerd vermogen Nm Benuttingsfactor m2 Gelijktijdigheidsfactor g/s (Latente) vochtbelasting n.v.t. kg/s °C; Goederen en/of producten °C; Oa °i J/(kg· K) Massastroom g/s Inkomende of uitgaande goederen/producttemperatuur Soortelijke warmte goederen en/of producten m3/s m3/s m3/s m3/s (Latente) vochtbelasting lux lux lux lux Verlichting WWWW Armatuurtype (tabel9 paragraaf 3.9) In uit in ; uit in ; uit in ; uit CFrfactor (tabeI9) Armatuuropsteliing (tabel 8 paragraaf 3.9) 1 2 3 4 m2 Type Afgezogen luchtdebiet/1 00 W (tabel 8 paragraaf 3.9) m2 m2 m2 Reductiefactor Ij (tabel 8) Type Type Type Verlichtingssterkte (tabel11 paragraaf 3.9) W/(m2·K) W/(m2·K) Ge\"instalieerd vermogen NI (W) In/uitschakeltijden (tabel1 0 paragraaf 3.9)IEXTERNE WARMTEBELASTING Beglazing Orlentatle buitenwand en/of dak Glasoppervlak netto Ag Glassoort en/of zonwering (tabel 12 paragraaf 3.9) U-waarde (tabel12 paragraaf 3.9) ZTA-factor (tabel12 paragraaf 3.9) Beschaduwingsfactor (tabel13a en b paragraaf 3.9)7363_030 - 77-

a ReedBusinessOpleidingen Warmtebelasting en keellastberekening veer ruimten en gebeuwen Kli-C 3 FORMULIER KOELLASTBEREKENING 1B (ALGEMENE GEGEVENS)Buitenwanden en dak 1 2 3 4 DAKOrlentatie wanden m2 m2 m2 m2 m2Netto wand- of dakoppervlak (exclusief glas) Aw of AdAbsorptlecoeftlclent a (zie tabel 3 paragraaf 3.9)Categorie wanden of dak (zie tabel 16 en 17 paragraaf 3.9)Buitendeuren en deurpanelen 123 45 m2 m2 m2 m2 m2Orlentatie wandenNetto deur- of paneeloppervlak AdAbsorptiecoettlclent a (zie tabel 3 paragraaf 3.9)U-factor deur of paneel (zie tabel20 paragraaf 3.9)Binnenwanden/scheidingswanden m2Oppervlak binnenwanden Ab W/(m2·K)U-factor binnenwanden Ab DCTemperatuur naastliggende vertrekken of ruimten (}c Infiltratie m3 qVt m3 3600 % Vertrek- of ruimte-inhoud m3/s Infiltratie % Ge'infiltreerde luchthoeveelheid % xIREDUCTIE KOELLASTDe berekening van de koellastreductie geldt voor de tijdstippen, waarop de koellast en daardoor ook de temperatuur van de ruimte hunmaximale waarden bereiken. Tegelijkertijd geldt dit voor een gemiddelde interne warmtelast van ± 20 W/m2 vloeroppervlak en tussen08.00 en 18.00 uur.Benodigde gegevens voor de berekening:SWM : kg/m2 m2Totaaloppervlak wanden, vloer en plafond vertrek/ruimte Av DCNominale vertrek/ruimtetemperatuur (}inomMaximaal toegelaten temperatuurverhoging '\" Tmax KSoortelijke massa buitenluchtconditie (.lit kg/m3Infiltratielucht in vertrek/ruimte qVt m3/sGlasfactoren = Wand 1 Wand 2 Wand 3 Wand 4 W/K m2Ag = W/(m2·K) m2 m2 m2Ug W/K)Ug·Ag = W/(m2·K) W/(m2'K) W/(m2·K) + W/K + W/K + W/K = totaalBerekening van qv (SWM) met de volgende formule:q = 1 12 + 0,65 x SWM v, 100Reductie koellastberekening c[Jvv in W:c[Jvacc accumulatle wanden« Av' '\" T max ' qvv = -WtPVgl transrnlssle ramen = Ug oAQ• 6 Tmax = =W '\" Wc[Jvint Inflltratle =qVt' (?it x 1000· '\" Tmax -= +c[Jv totaal WHet resultaat transporteren naar berekeningsblad 57363_030 - 78-

a ReedBusinessOpleidingen Warmtebelasting en koellastberekening voor ruimten en gebouwen Kli-C 3 FORMULIER 2 KOELLASTBEREKENING (VOELBARE INTERNE KOELLAST)Aantaln, <1>pv(W) Tijdstip (Nederlandse zomertijd in hele uren)MannenVrouwen I I I II I I I I I I7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18Nm(W) Personen <1>p=vnp· <1>p(vW) (zie de tabellen 6 en 7 paragraaf 3.9)m1m2 Totaal1 <1>pv Apparatuur <1>mv= Nm· m1 . m2 (W)qg (kg/s)C J/(kg· K) Totaal2 <1>mvOJ (DC)Oa (DC) Goederen <1>gv= qg . C (OJ - Oa) (W)Groep Totaal3 <1>gv11CF1 Verlichting p) = 11 . 12 . N) (W)NI Voor SjV-waardenzie tabel10 paragraaf 3.9)Groep SlvSWMO11 Siv SWM 100CF1N) s, SWM 12 Totaal4PI Verlichting Pj = 11 . 12 . N) (W) V~~r Sjv -waarden zie tabel 10 paragraaf 3.9) SlvSWM 0 Siv SWM 100 Siv SWM 12 Totaal5PI Totalen 1 tim 5De resultaten transporteren naar berekeningsblad 5.7363_030 - 79-

a Reed Business OpLeidingen Warmtebelasting en koellastberekening voor ruimten en gebouwen Kli-C 3 FORMULIER 3A KOELLASTBEREKENING VOELBARE EXTERNE KOELLAST DOOR GLASVLAKKEN (ZONNESTRALlNG)Orientatie ZW <Pzg Tijdstip (Nederlandse zomertijd in hele uren) 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18ZTA 0 Zoninstraling door glasvlakken (zie de tabellen 12, 13a en b, 14 en 15)Ag 100 <Pzg = Z . ZTA . Ag . qzg(SWM) 0N)z <Pzg Zoninstraling door glasvlakken (zie de tabellen 12, 13a en b, 14 en 15)SWM <Pzg = Z . ZTA . Ag . qzg(SWM) 0N)Glassoort Zoninstraling door glasvlakken (zie de tabellen 12, 13a en b, 14 en 15) Koellast vlaknr. 1 <Pzg <Pzg = Z . ZTA . Ag . qzg(SWM) 0N)Orientatie ZO Zoninstraling door glasvlakken (zie de tabel/en 12, 13a en b, 14 en 15) <Pzg = Z . ZTA . Ag . qzg(SWM) 0N)ZTA 0Ag 100 '1z <PzgSWMGlassoort Koellast vlaknr. 2 <PzgOrlentatieZTA 0Ag 100z <PzgSWMGlassoort Koellast vlaknr. 3 <PZQOrlentatie ZTA 0 100 Ag z SWM Glassoort Koellast vlaknr. 4 <PZQITotaal vlakken 1 tim 4_,. Resultaten transporteren naar berekeningsblad 38 (Transmissie)7363_030 - 80-

aReed Business Opleidingen Warmtebelasting en koellastberekening voor ruimten en gebouwen Kli-C 3 FORMUUER 3B KOELLASTBEREKENING VOELBARE EXTERNE KOELLASTDOORGLASVLAKKEN(TRANSM/SSIE) Tijdstip (Nederlandse zomertijd in hele uren) 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18Orlentatie I Transmissie door glasvlakken (zie de tabellen 12 en 19)Ug W/(m2·K) <PIg = Ug • Ag . (Ou - Oinom) (W)Ou Tabel19Ag m2IOinom °CKoellast vlaknr. 1 <PIgOrlentatle I Transmissie door glasvlakken (zie de tabellen 12 en 19)Ug W/(m2·K) <PIg = Ug • Ag . (Ou - Oinom) (W)Ou Tabel19Ag m2I°inom °C Koellast vlaknr. 2 <PIgOrientatie I Transmissie door glasvlakken (zie de tabellen 12 en 19)Ug W/(m2·K) <PIg = Ug • Ag . (Ou - 0inom) (W)Ou Tabel19Ag m2°lriom I °CKoellast vlaknr. 3 <PIgOrtentatle I Transmissie door glasvlakken (zie de tabellen 12 en 19)Ug W/(m2·K) <PIg = Ug • Ag . (Ou - Olnom) (W)Ou Tabel19Ag m2I°lnom °CKoellast vlaknr. 4 <PIgI Totaal transrnlssle 1 tim 4 I.I Totaal zonnestraling formulier 3AI Totaal glasvlakken 3A + 3B-->0 Resultaten transporteren naar berekeningsblad 57363_030 - 81 -

a ReedBusinessOpleidingen Warmtebelasting en koeliastberekening voor ruimten en gebouwen Kli-C 3 FORMULIER 4 KOELLASTBEREKENING VOELBARE EXTERNE KOELLAST DOOR BUITENMUREN, BINNENMUREN EN OAKEN EN INFILTRATIE I I I7 8 9 10 11 12 13 ~4 Nederlandsezomertijd 15 16 I 17 18 Orientatle Zonhlstrallng en transmissie door buitenmuren (zie de tabellen 16, 17 en 18) a abs. coett. <Pzt = a . Aw . qzt (W) Categorie Aw mZ I' I~ qzt -- I I Koellast vlaknr. 1 <Pzt Zoninslrallng en transmlsale door buitenmuren (zie de tabellen'16, 17en 18) 1 Orientatie a abs. casff. <Pzt = a . Aw ; qzt (W) Categorre Aw qzt ~ I I~~~ I I 1 Zoninstraling en transmissle door buitenmuren (zie de tabellen 16, 17 en 18), . Koellast vlaknr. 2 <Pzt <Pzt = a . Aw . qzt (W) .2 Orientatle a abs. coeft. ~ -I -I' Categorie Aw -- T qzt Zonlnstn~11n9 en transmissie door buitenmuren (zie de tabellen 16, 17 en 18) Koellast vlaknr. 3 <Pzt~ <Pzt = a . Aw . qzt (W) Orlllnialie a abs, coeff, -> _-- -- I T- Categorie Aw I qzt Zoninstraling en transmissie door daken (zie de tabellen 16, 17 en 18) Koellast vlaknr. 4 <Pzt <Pzt = a . Aw . qzt (W) 4 Orientatle a abs. coett, -> I I 1 I~ I I 1- Categorie Zoninstraling en transmissie door buitendeur of -panelen (zie de labellen 16, 17 en 18) Aw Pan'elen: <PzI= a . Ad . qzt = (W) qzt Deur : <Pzt = U . A . M = (W) Koellast vlaknr. 5 <PztdI Orlentatie a abs. coett, -> --~I-I-~I I I 1- U-factor Calegorie Transmissie door binnenmuren(zie label 20) IF Ad qzl <Pb=i Ubi' Abi . M(W) Koellast vlaknr. 6 <PZ! F~I- ! 1 I Transmissie door infiltralie buitenlucht (label 19) bp <Pvf= qvf . P x 1000 x M(W) UbiW/(m2·K) -> --- --_ Abi Be (DC) (0C) Oinom Koellast vlaknr. 7 <Plb. I qvl (m\"/s) Q kg/m3 Oinom(DC) Bu (0C) Koellast vlaknr. B <P\", Totale koellast 1 t/m 8_\" Resultaten transporteren naar berekeningsblad 57363_030 - 82 -

(}.. Reed Business Opleidingen Warmtebelasting en koellastberekening voor ruimten en gebouwen Kli-C 3 FORMULIER 5 LATENTE KOELLASTBEREKENING EN TOTALENBEREKENING VAN DE FORMULIEREN 2, 3 EN 4 Tijdstip (Nederlandse zomertijd in hele uren) 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18Aantal np tPpl (W) Person en tPpl = np . tPpl (W) (zie de tabellen 6 en 7 paragraaf 3.9)Mannen tPplVrouwenTotaal1 Apparatuur tPml = Wm . hverd (W) (tabel 21 paragraaf 3.9)Wm (g/s) tPmvWm (g/s)Totaal2 Goederen tPgv = qg . c· (Oi - Oa) (W) (tabel 21 paragraaf 3.9)qg (kg/s) tPgvqg (kg/s)Totaal3 Infiltratie <Pit= qvt· (!. hverd x 1000 x Sx (W) (tabel21 paragraaf 3.9)qvt m3/s(! kg/m3xe kg/kgxi kg/kgTotaal4 tPintI Totalen 1 tim 4 latente koellastTOTALE KOELLASTBEREKENING FORMULIEREN 2 T/M 5[ Totalen latente koellast formulier 5Totalen interne voelbare koellast for-mulier 2Totalen externe voelbare koellastdoor glasvlakken formulier 3Totalen externe voelbare koellastdoor muren en dak formulier 4ITotalen voelbare koellast tPvformulieren 2, 3 en 4I GEREDUCEERDE KOELLASTBEREKENINGReductie koellast tPvformulier 1BTotaal gereduceerde voelbare koel-last tPv - tPvTotale voelbare en latente koellasttPtotaal7363_030 - 83-

a Reed Business OpLeidingen Warmtebelasting en koellastberekening voor ruimten en gebouwen Kli-C 3 _-@C'f -r--. --8 --8 ---0 --8 --0) --8 NW-gevel7363_030 - 84-

a Reed Business Opleidingen Warmtebelasting en koellastberekening voor ruimten en gebouwen Kli-C 3 -(~) NO-gevel7363_030 - 85-

a Reed Business OpLeidingen Warmtebelasting en koeliastberekening voor ruimten en gebouwen Kli-C 3 ZW-gevel7363_030 - 86-

(J.. Reed Business OpLeidingen Warmtebelasting en koeliastberekening voor ruimten en gebouwen Kli-C 3 -0 --e' -B --8 -B --8 -B ---® --@ -__1cV '·V ZO-gevel7363_030 - 87-

a.. Reed Business OpLeidingen Warmtebelasting en koellastberekening voor ruimten en gebouwen Kli-C 3 _,@rN , ,--- ---@ __ ~®o .,--- , ---0 1 ---07363_030 ---8 ---8 --J;':V;\, --{) - 88 -

(J... Reed Business Opleidingen Warmtebelasting en koellastberekening voor ruimten en gebouwen KIi-C 3 -(~) + ---@ oo ----8 I'- C\I ---e, ~Q) C\I -----V0' C') EW .:_::_J I Q_ ~.oo__ ~ o <0 C') CL --B oE ---8\"0 -'\" + ---'8 --87363_030 - 89-

a Reed Business Opleidingen Warmtebelasting en koeliastberekening voor ruimten en gebouwen Kli-C 3 1 I' I I ~I7363_030 - 90-

(J.. Reed Business OpLeidingen Warmtebelasting en koellastberekening voor ruimten en gebouwen Kli-C 3 3.14 TREFWOORDEN TREFWOORDEN OMSCHRIJVING A Opgenomen warmtefactor voor materialen. Absorptlecoefflcient Opeenhoping of opbouwing van warmte in Accumulatie materialen. ARBO Arbeidsinspectie Regeling Bouw ASH RAE Onderzoek. Azimut American Society for Heating/Airconditio- ning Engineers. B Boog van de horizon of boog van de zon Behaaglijkheid ten opzichte van het noorden. Belendende Benuttingsfactor Aangenaam. Breedtegraad Aangrenzende. Gebruiksfactor (over een bepaald tijdperk). C 1/360° van een meridiaan. Chemische regulatie clo-factor Stofwisseling aan te passen aan de behoefte. D Warmteweerstand van kleding. Dissatisfied Ontevredenheid. F Fysische regulatie Warmteafgifte door stofwisseling. G Het in bedrijf zijn van apparatuur over een Gebruiksduur gegeven tijdsduur. Geleiding Warmtestroming door de lengte van Gelijktijdigheidsfactor materiaal. Globethermometer Het aantal apparaten dat tegelijk in bedrijf is. - 91 - Een instrument om de gemiddelde wandtemperatuur vanuit het midden van een ruimte te bepalen.7363_030

aReed Business Opleidingen Warmtebelasting en koellastberekening voor ruimten en gebouwen Kli-C 3 H Menselijke activiteitfactor. Het hand haven van een constante ha-factor lichaamstemperatuur. Homeothermie Implementatie Uitvoering. Infiltratielucht Lucht die door kieren een gebouw ISSO binnendringt. Instituut voor Studie en Stimulering van K Onderzoek. Katathermometer Katawaarde Een instrument dat het thermisch gedrag Koellast van het menselijk lichaam imiteert Koellastreductie Thermische waarde van het menselijk lichaam uitgedrukt in watt. Koudeschok Opgewekte warmte in een ruimte. Interne warmte door een geaccepteerde L temperatuurverhoging boven de ontwerp- Latente warmte ruimteconditie. Lumen Het ervaren van een te groot temperatuur- Lux verschil tussen de ruimtetemperatuur en de buitentemperatuur. M Metabolisme Warmte die is ontstaan door verdamping Missenard van een vloeistof. Eenheid van lichtstroom. N Eenheid van verlichtingssterkte. Normen Grondstofwisseling in het menselijk lichaam. o Franse geleerde die een speciale thermometer ontwikkelde voor het meten Optimum van gemiddelde wandtemperaturen. Orlentatle Regels. Hoogst haalbaar. Kompasrichting.7363_030 - 92-

(].. Reed Business OpLeidingen Warmtebelasting en koellastberekening voor ruimten en gebouwen Kli-C 3 p Procentueel of een deel van 100. Voorspelbaar positief gemiddelde. Percentage Voorspelbaar. PMV-index Predicted R Verminderingspercentage. Reductiefactor Percentage aanwezig vocht ten opzichte Relatieve vochtigheid van 100% verzadiging. s Uitgezonden warmte (zon). Vloeiing van warmte, afhankelijk van het Straling temperatuurverschil. Stroming Betrekking hebbend op. Het beschouwen van een situatie. Subjectief Subjectieve beoordeling T Warmte betreffend. Thermisch Waarneembare warmte. v De totale hoeveelheid warmte die door Voelbare warmte interne en externe bronnen aan een ruimte of gebouw wordt toegevoerd. w Het tegengestelde van koudeschok. De hoeveelheid warmte die aan een ruimte Warmtebelasting of gebouw wordt toe- of afgevoerd. Water in gasvormige toestand. Warmteschok Warmtestroom Cirkel die de zon in een jaar doorloopt. Waterdamp Een thermometer die de gemiddelde wandtemperatuur in een ruimte bepaalt. z Zonnebaan Zwartebolthermometer 08121937363_030 - 93-



(J.. Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie KIi-C 47363_040 INHOUD 4.0 Inleiding 4.1 Koeltechniek in de klimaattechniek 4.2 Wettelijke eisen koelinstallaties 4.3 Compressiekoelsysteem 4.3.1 Principe compressiekoelsysteem 4.3.2 Het koelproces 4.4 Koude-opwekking 4.5 Koudemiddelen 4.5.1 Het hllog p-diagram van koudemiddelen 4.5.2 Het proces in het hllog p-diagram 4.5.3 Energieberekeningen met het hllog p-diagram 4.5.4 Compressiearbeid 4.5.5 Koudefactor (COP) 4.5.6 Carnot-rendement 4.6 Koelcompressoren 4.6.1 Typen compressoren 4.6.2 Roterende compressoren 4.7 Condensors 4.7.1 Indeling condensors 4.7.2 Uitvoeringen van condensors 4.7.3 Regelingen luchtgekoelde condensors 4.7.4 Regeling watergekoelde condensors 4.7.5 Koeltorens 4.8 Expansieorganen 4.8.1 Expansieapparaten 4.9 Verdampers 4.9.1 Uitvoeringen van verdampers 4.9.2 Vloeistofkoelers 4.10 Energiebesparende mogelijkheden bij koelmachines 4.10.1 Beperking zuig- en persdrukken tussen verdamper en condensor 4.10.2 Deellast bedrijf 4.10.3 (Extra) onderkoeling van het koudemiddel 4.10.4 Vrije koeling 4.10.5 Warmteterugwinning 4.11 Samenvatting 4.12 Verwarmingstechniek 4.12.1 Warmteverliesberekening 4.12.2 Centrale verwarming 4.12.3 Brandstoffen 4.12.4 Warmteopwekking 4.12.5 Belangrijke begrippen bij verbranding (theorie) 4.12.6 Warmteverliezen bij ketels -0-

(!.., Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 4.12.7 Keuze warmteopwekking 4.12.8 Berekening(en) voor het jaargebruik van stookinstaliaties 4.12.9 Regelgeving 4.13 Vragen Bijlage 17363_040 - 01 -

(J.. Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 4.0 IN LEIDING In de klimaattechniek is het nodig om warmte en koude te produceren. Om een gebouw te conditioneren is verwarmen, koelen, bevochtigen en ontvochtigen nodig. Hiervoor is dus koel- en verwarmingsapparatuur nodig. Koudeproductie vindt plaats met behulp van koelinstallaties, waarbij lucht direct behandeld wordt (afgekoeld) of via een tussenmedium (water of water met een toevoeging bijvoorbeeld glycol). Hiermee kan men ook de te behandelen lucht afkoelen. Koelinstallaties zijn er in aile soorten en maten, maar het principe is voor allemaal gelijk: het afkoelen van een medium. In dit hoofdstuk worden de hoofdzaken van koeling behandeld. De koeltechnische basisbegrippen gel- den voor zowel de kleinste single split-airconditioningunit als voor de grootste schroef- of centrifugaalmachines. Warmteproductie kan plaatsvinden door het verbranden van fossiele brandstof- fen (aardgas, olie e.d.). Echter, er zijn ook alternatieven beschikbaar. De warm- tepomp, zonne-energie (warmte), opwekken van elektriciteit met windenergie (voor elektrisch verwarmen). Verder is ook biogas goed te gebruiken om elektri- citeit mee op wekken. Ook in de verwarmingstechniek is het mogelijk om de lucht direct te verwarmen (direct gestookte luchtverhitters). Deze worden vaak toegepast in magazijnen, productiefaciliteiten e.d. In de meeste gevallen vindt verwarming indirect plaats, met heet water dat is verwarmd door een warmtecentrale zoals een cv-installatie. Soms is er stoom beschikbaar en dan kan met een stoominstallatie warm water worden geprodu- ceerd om indirect te verwarmen. In dit hoofdstuk worden de basisbegrippen van de koel- en de warmtetech- niek behandeld. Omdat de koeltechniek en ook de verwarmingstechniek een specialistische vakkennis vraagt, gaat het te ver om in dit hoofdstuk aile ins en outs van deze technieken te behandelen. Hoe apparaten en machines precies werken is voor (koel)technici zeer interessant, maar voor een klimaattechnisch ontwerper zijn andere criteria van belang. Hoofdzaak bij het ontwerpen is meestal het budget, maar dit komt in dit hoofdstuk niet aan de orde. Behalve de benodigde basiskennis voor warmte- en koudeproductie worden in dit hoofdstuk ook de 'valkuilen' bij selectie van apparatuur, de wetenswaardighe- den van diverse producten en andere relevante items behandeld die belangrijk zijn voor het maken van de juiste keuze door ontwerpers. Wat uiteindelijk van belang is voor het maken van de juiste selectie van koude- of warmte-installaties is dat de keuze gebaseerd is op de juiste uitgangspunten, ontwerpcondities en selectieafspraken. Ais het vertrekpunt van de ontwerper vaststaat, dan moet het ontwerp een keuze zijn die is gebaseerd op feiten en niet op basis van gevoelens. De (eind)gebruiker is gebaat bij een energiezuinig, verantwoord en degelijk kli- maatsysteem. De klimaattechnisch ontwerper is verantwoordelijk voor de keuze van dit klimaatsysteem.7363_040 -1-

eReed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 4.1 KOELTECHNIEKIN DE KLiMAATTECHNIEK De titel van deze paragraaf 'Koeltechniek in de klimaattechniek' is een belang- rijk onderdeel in de hedendaagse klimaatbeheersing en in luchtbehandelings- installaties omdat er (bijna) altijd een of andere manier van koude-, warmte- of ontvochtigingstechniek wordt toegepast, die weer te maken heeft met koeltech- niek. Koeltechniek is niets anders dan warmte onttrekken aan een medium (dit kan lucht of water of een ander soort medium zijn) en deze onttrokken warmte ver- plaatsen naar een andere plaats. Het tot stand brengen van een warmtestroom kost (hulp)energie. NB: Om producten te koelen is vermogen (arbeid per tijdseenheid) nodig. Elke vorm van koeltechniek is eigenlijk het 'verpompen' van energie in de vorm van warmte: de warmtepomp. Om de benodigde verlaging van energie (temperatuur/enthalpie) te realiseren is een koudeopwekker (koelmachine) nodig, die door middel van een gesloten systeem koude en ook warmte transporteert. Voor verdampen is warmte nodig en bij condensatie van een koudemiddel komt warmte vrij. Wanneer een vloeistof (koudemiddel) in een gesloten circuit verdampt en con- denseert, dan ontstaat er een systeem, waarmee continu koude of warmte kan worden opgewekt. Voor deze systemen worden compressiekoelsystemen toegepast, maar ook absorptie- en thermo-elektrische systemen komen voor, Het meest toegepaste en in dit hoofdstuk behandelde koelsysteem is het compressiekoelsysteem. Het (ingeburgerde) begrip koeltechniek betekent eigenlijk het onttrekken van warmte en het transporteren van deze warmte met hulpenergie. In de koel- en klimaattechniek is de hoeveelheid van de verandering van de warmte-inhoud (enthalpie) van belang. Ais er energieverschil mogelijk is, dan kunnen we de juiste koelinstallaties of verwarmingsinstallaties te berekenen, te installeren en te onderhouden. Omdat koeltechniek - net als verwarmingstechniek - een specialistisch vakge- bied is, worden in dit hoofdstuk de principes en enkele voorbeelden behandeld zoals ze in de praktijk voorkomen.7363_040 Figuur 1 Buiten opgestelde koudwatermachine (chiller) - 2-

(J.. Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 4.2 WETTELlJKE EISEN KOELINSTALLATIES Aan koelinstaliaties zijn als de leverancier, instaliateur, maar ook aan de eige- naar/beheerder een aantal specifieke wetgevingen van toepassing, zoals de Pressure Equipment Directive (PED) en de F-gassenverordening. De PED en F-gassenverordening zijn Europese regelingen die in de Nederlandse regelge- ving zijn ge\"implementeerd. Deze twee regelingen zijn verplicht en het meest van toepassing. In Nederland controleert en handhaaft o.a. de Arbeidsinspectie en de Inspectie van VROM de naleving op de PED en F-gassenverordening. De PED stelt eisen aan het ontwerpen, instalieren, in bedrijf stelien en in stand houden van een koelinstaliatie. De F-gassenverordening geeft aan hoe en wie onderhoud en reparaties moeten uitvoeren en stelt eisen aan deze personen en bedrijven. De PED is in de Nederlandse regelgeving ge\"implementeerd als het Warenwet- besluit drukapparatuur. De eigenaar/beheerder is verantwoordelijk dat onderhoud en reparaties door de correcte instanties worden uitgevoerd en dat de instaliatie PED gekeurd is en blijft. Voldoet een instaliatie aan de eisen, dan zal de leverancier/instaliateur een CE-markering op de instaliatie aanbrengen. In het Warenwetbesluit drukapparatuur staat ook vermeld dat de eigenaar/be- heerder van een koelinstaliatie een zorgplicht heeft. Dit houdt in dat een eige- naar/beheerder alles moet doen wat redelijkerwijs mogelijk is om de instaliatie in goede conditie te houden. Voorbeelden hiervan zijn het periodiek uitvoeren van onderhoud en inspecties, maar hieronder vaIt ook de verplichting dat de werkzaamheden door gekwalifi- ceerde personen en bedrijven uitgevoerd worden. In koelinstaliaties wordt gebruikgemaakt van chemisch samengestelde koude- middelen. Deze koudemiddelen veroorzaken mede het broeikasgaseffect (zie figuur 2) en valien dus onder een Europese verordening inzake gefluoreerde stoffen (F-gassen).7363_040 Figuur 2 Broeikaseffect De F-gassenverordening is in Nederland ge\"implementeerd door middel van de rnlnlsterlele Regeling koeltechniek. Hierin staat vermeld aan welke eisen -3-

a.. Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 monteurs en koeltechnische bedrijven moeten voldoen, maar ook waaraan de eigenaar/beheerder van een koelinstallatie moet voldoen. Aanvullend is de Regeling lekdichtheid (RLK), die in de gebruikersfase van toepassing is op een koelinstallatie en waarin praktisch staat omschreven welke werkzaamheden en inspecties uitgevoerd dienen te worden. Eisen aan koelinstallaties: 1. koel- en airconditioninginstallaties mogen aileen door wettelijk erkende in- stallatiebedrijven worden samengebouwd (F-gasgecertificeerde bedrijven); 2. wettelijk verplichte controle-interval (zie ook tabel 1). Hoeveelheid Controlefrequentie 3-30 kg 1 x per 12 maanden 30-300 kg 1 x per 6 maanden 30-300 kg 1 x per 12 maanden, 1 x per 12 maanden controle (permanent lekdetectiesysteem) lekdetectiesysteem 300 kg of meer 1 x per 3 maanden 300 kg of meer 1 x per 6 maanden, 1 x per 12 maanden controle van het (permanent lekdetectiesysteem) automatisch lekdetectiesysteem Tabel1 L09boekverphchting De wettelijk verplichte controle bestaat uit: registratie van servicehandelingen; registratie van toegevoegde of afgevoerde hoeveelheden koudemiddel; erkenningsnummer van het uitvoerende bedrijf of technicus; registratie van de data en de resultaten van het bezoek (meetrapport). Aile ge\"installeerde installaties moeten minimaal voldoen aan de wettelijke eisen en normen. Afhankelijk in welke categorie een koelinstallatie is ingedeeld, dienen er voorzieningen en aanpassingen te worden gemaakt voor een veilige koelinstallatie. Daarnaast zijn er protocollen die de kwaliteit en veiligheid waar- borqen van de onder (hoge) druk staande koelinstallaties. Voor de klimaattechnisch ontwerper is het belangrijk om een selectie te maken van koudeapparatuur die voldoet aan de hiervoor omschreven eisen. Voldoet de leverancier/installateur niet aan de wettelijke eisen, dan wordt dat gezien als een economisch delict en kunnen de gevolgen hiervan voor de bedrijfsvoering ingrijpend zijn. Indien de (eind)gebruiker niet voldoet aan de wettelijke verplichtingen (on- derhoud, benodigde reparaties e.d.), dan kan dit worden aangemerkt als een milieudelict. Het (goed) onderhouden van koelinstallaties van de klimaatinstallaties is een terugkerende kostenpost, maar op de langere termijn rendeert goed onder- houd. Preventief onderhoud is op termijn altijd goedkoper dan correctief onder- houd.7363_040 - 4-

e.Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie KIi-C 4 4.3 COMPRESSIEKOELSYSTEEM 4.3.1 PRINCIPE COMPRESSIEKOELSYSTEEM Hoe werkt een koelinstallatie op basis van een compressiekoelsysteem? Het voorbeeld van een koelinstallatie die iedereen thuis heeft staan is de koelkast (zie figuur 3). De koelkast is een apparaat dat producten (maar ook de lucht in de koelkast) kan afkoelen en op temperatuur houden. Voor het uitleggen van het principe van een koelinstallatie is het nodig om eerst de natuurkundige basisbegrippen te raadplegen die eerder in de lesstof behan- deld werden. Om een vloeistof te verdampen tot gas is warmte nodig (water koken). Op het moment dat de vloeistof kookt spreken we van een kookpunt. Dit kookpunt is bij water koken afhankelijk van de luchtdruk. Op een berg (Iagere luchtdruk) kookt het water eerder (lager kookpunt) en in een snelkookpan (hogere lucht- druk) is het kookpunt hoger. Om een vloeistof te verdampen is warmtetoevoer nodig. De druk waarbij de vloeistof verdampt is mede bepalend voor het kookpunt.7363_040 Figuur 3 Het bekendste voorbeeld van een koelinstallatie is de koelkast Om een gas te laten condenseren tot vloeistof moet er warmte uit het gas worden onttrokken zodat dit gas gaat condenseren tot vloeistof. Net als bij ver- dampen (= omgekeerde proces van condenseren) is het punt waarop een gas condenseert (condensatiepunt) afhankelijk van de temperatuur en dus ook van de druk (zie ook figuur 4). Verschillende soorten koudemiddelen hebben verschillende soorten kook- punten bij verschillende drukken. Anders gezegd: voor elke toepassing in de koeltechniek is er een koelgas beschikbaar dat veilig en betrouwbaar is en die bepaalde fysische eigenschappen bezit. - 5-

(]... Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 47363_040 V rdamp 1'1 Con d enseren Figuur 4 Voorbeelden van verdamping en condensatie Terug naar de koelkast. In de koelkast is het mogelijk om warmte te transporte- renoAis er een warm product in de koelkast wordt geplaatst, dan zal dit warme product zijn warmte afgeven aan de koude koelkastlucht (energietransport van hoog naar laag) en de opgewarmde lucht in de koelkast moet zijn energie kun- nen overdragen. Dit kan doordat in de koelkast een verdamper is geplaatst, die een lagere temperatuur heeft dan de (gewenste) koelkasttemperatuur. Hierdoor kan de warme koelkastlucht zijn energie overdragen aan de verdamper. In de verdam- per verdampt koudemiddel doordat de compressor de druk continu verlaagt (compressor zuigt de gasvormige verdampte koudemiddel deeltjes af). Door de drukverlaging wordt er ook een kookpuntsverlaging bereikt. Er is immers een (bijna) vaste verhouding tussen verdamping en condensatietemperatuur en de druk waarbij dit plaatsvindt. De compressor perst de aangezogen gassen naar de condensor. Doordat de compressor het gas comprimeert, verandert de druk en dus ook het condensatiepunt. In de condensor condenseert het gas naar vloeistof onder hoge druk. Dit omdat over de condensor lucht (of water) stroomt die de energie van het warme gas opneemt en kan afvoeren. Deze energie kan worden benut voor bijvoor- beeld warmteterugwinning. Vanuit de condensor stroomt het onder hoge druk staande vloeibare koudemiddel naar een expansieorgaan. Een expansieorgaan kan een statisch expansieorgaan zijn zoals bij een koelkast. In dat geval spreken we van een capillair of een dynamisch expan- sieorgaan zoals in een koudwatermachine. Bij koelcellen, airconditioners in computerruimtes enz. spreken we over een thermostatisch geregeld (mecha- nisch of elektronisch) expansieventiel. Het doel van een expansieorgaan is het realiseren van een drukverlaging van het vloeibaar koudemiddel. Oat staat onder hoge druk en heeft een hogere temperatuur en stroomt naar een vloeibaar kouder koudemiddel, dat naar de verdamper stroomt om aldaar weer te kunnen verdampen. De koelkast thuis werkt dus op het principe van verdamping en condensatie van hetzelfde koudemiddel bij verschillende drukken en dus ook bij verschil- lende temperaturen. Door een koudemiddel in de vloeistoffase in de verdamper in de koelkast te laten verdampen, daalt de temperatuur. De onttrokken warmte wordt afgestaan aan de omgeving of een ander medium, zoals bij warmtepom- pen. De werking van een (mechanisch) koelsysteem is dus het transporteren -6 -

a.Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 van warmte bij verschillende drukken en temperaturen met behulp van hulp- energie (de compressor). Dat maakt dus elke koelinstallatie een warmtepomp. De meest voorkomende koelinstallaties in de klimaattechniek hebben hetzelfde werkingsprincipe als de koelkast thuis, met dit verschil dat de capaciteiten vele malen groter zijn. Verder zijn de installaties vaak uitgerust met diverse, al dan niet regelbare compressoren. Om een objectief te kunnen beoordelen of een koelinstallatie goed werkt (in vergelijking met de concurrent of ten opzichte van een eerdere meting) is de Coefficient Of Performance (COP), het rendement van een koelinstallatie be- langrijk. Dit is een verhoudingsgetal tussen geleverde koelcapaciteit en opgeno- men vermogen van de installatie. De COP wordt bij warmtepompen gemeten bij welbepaalde werkingstemperaturen. Een COP-waarde of een vermogen opgeven zonder vermelding van de om- gevingscondities is zinloos. Een buiten in de schaduw opgestelde condensor heeft een grotere condensorcapaciteit dan wanneer dezelfde condensor op een zwart plat dak staat. Ook spelen andere factoren zoals opgestelde hoogte, plaatsing in kuststreken of in het binnenland een rol bij het bepalen van de condensorcapaciteit. De Seasonal Performance Factor (SPF) of het seizoenrendement geeft aan hoe efficient een warmtepompsysteem gedurende een periode is. Het bepaalt het werkelijke rendement gedurende een jaarbedrijf en is dus niet aileen afhan- kelijk van de maximale ontwerpconditie in de zomer, maar houdt rekening met de condities gedurende het jaar. 4.3.2 HET KOELPROCES Een koelinstallatie die werkt op basis van compressiekoeling heeft een viertal componenten nodig: verdamper (vaak luchtkoeler); compressor; condensor; expansieorgaan. compressor condensor expanrsleorgaan Figuur 5 Directekoeling7363_040 -7-

a.. Reed Business OpLeidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 4.3.2.1 VERDAMPER In de verdamper verdampt het koudemiddel bij een lage druk (zie figuur 6). Het verdampte koudemiddel gaat over van vloeistof naar de gasfase. De beno- digde verdampingswarmte (energie) die hiervoor nodig is onttrekt het koude- middel aan zijn 'ornqevlnq' Deze omgeving kan een verdamper zijn die direct lucht afkoelt of een verdamper die door middel van een warmtewissellaar water of een andere koude drager afkoelt. De verdampingswarmte wordt dus onttrokken aan een medium en hierdoor kan het koudemiddel verdampen.7363_040 Figuur 6 Koelcelverdamper, platenwisselaar en een DX-verdamper in luchtbehandelings- kast Het principe kunnen we zichtbaar maken door een fles te vullen met een vloei- stof die bij een lage temperatuur verdampt, bijvoorbeeld benzine. Als we de fles niet zouden afsluiten en we verwarmen de fles met onze handen, dan zal de warmte hiervan, via de wand van de fles, de benzine doen verdampen. Hierbij wordt de warmte aan onze handen onttrokken. We zouden hiermee kunnen doorgaan totdat aile benzine verdampt is en dan tevens kunnen opmerken dat onze handpalmen koud geworden zijn. Zouden we de fles hebben afgesloten, dan was de benzine niet verdampt. Dit komt doordat de ruimte boven de benzine verzadigd raakt met benzinedamp, waardoor er verder geen benzine meer kan verdampen. In de afgesloten ruimte is dan het vloeistof-dampmengsel in evenwicht. Bij dit evenwicht behoort een bepaalde druk van de damp, die de verzadigde dampspanning wordt ge- noemd. De verzadigde dampspanning is afhankelijk van de temperatuur. In de verdamper is het tevens noodzakelijk om al het 'toegevoerde' koudemiddel te laten verdampen. De compressor mag immers aileen gasvormig koudemid- del aanzuigen. Als de compressor vloeistof in de compressieruimte krijgt, dan kan hij kapot gaan omdat vloeistof niet samendrukbaar is en gas weI. Om er zeker van te zijn dat het koudemiddel gasvormig is wordt het verdampte kou- demiddel extra 'verhit; zodat aile vloeistofdeeltjes zijn verdampt. Dit noemt men oververhitting van het zuiggas. Dus als een koudemiddel verdampt bij een temperatuur van 2 DC en er is een oververhitting van 10 K, dan is de zuiggas- temperatuur van 2 DC + 10 K = 12 DC. -8-

(J.. Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 4.3.2.2 COMPRESSOR De compressor in het koelsysteem is tussen de verdamper en de compressor gepositioneerd. Deze zorgt voor de drukverlaging in de verdamper. Het ver- dampte koudemiddel wordt continu afgezogen, waardoor het koudemiddel kan blijven verdampen. De compressor comprimeert het 100% gasvormige koudemiddel uit de verdam- per. Hierdoor stijgt de druk en daarmee ook de temperatuur van het gecompri- meerde gas. Dit gecomprimeerde gas wordt getransporteerd naar de condensor. Om het gas op een hoger energieniveau te brengen is vermogen nodig. Oit krijgt de compressor toegevoerd via de elektromotor, die inwendig in de compressor is ondergebracht (in dat geval spreken we van een dichte compressor) of via een externe overbrenging (open compressor) (zie figuur 7).7363_040 Figuur 7 Links een hermetisch gesloten compressor (bijv. in een koelkast); rechts een semi-hermetisch gesloten compressor (bijv. in een chiller of koudwatermachine) NB: De compressor moet dus gas van een lage druk naar een hogere druk brengen. Door de benodigde compressie-energie (hulpenergie) heeft het pers- gas een hogere energie-inhoud dan het zuiggas. 4.3.2.3 CONDENSOR In de condensor wordt het gecomprimeerde warme gas, vanaf de compressor, afgekoeld tot de condensatietemperatuur. Het gevolg hiervan is dat het (over- verhitte) gas overgaat van gasvormig naar een vloeistof. Eigenlijk is de werking van een condensor het omgekeerde van een verdamper. Zie figuur 8. Omdat het expansieorgaan 100% vloeistof nodig heeft om goed te functione- ren, is het noodzakelijk dat al het gas in de condensor gecondenseerd wordt. Om hier zeker van te zijn wordt het gecondenseerde gas extra onderkoeld, dus kouder dan de condensatietemperatuur. Dus als een koudemiddel conden- seert bij een temperatuur van 45 DC en er is een onderkoeling van 5 K, dan is de vloeistoftemperatuur bij uittreding 45 DC - 5 K = 40 DC. De (condens)warmte die vrijkomt door het condenseren van het gas moet wor- den afgegeven aan een medium. Net als bij een verdamper kan dit lucht zijn of een ander soort warmtewisselaar. -9-

aReed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 47363_040 Figuur 8 Voorbeeld van een luchtgekoelde condensor (links) en een platenwisselaar(condensor) (rechts) 4.3.2.4 EXPANSIEORGAAN Het expansieorgaan is nodig om het vloeibare koudemiddel met een hoge druk vanuit de condensor te laten overgaan in een vloeistof met een lagere druk, die naar de verdamper stroomt. De weer vloeistof geworden damp wordt nu via een expansieorgaan naar de verdamper gevoerd. Was dit expansieorgaan niet aanwezig, dan zou de pers- druk van de compressor gelijk worden aan de zuigdruk en zou de installatie niet kunnen werken. Het drukverschil wordt bereikt door de leidingdoorsnede te verkleinen. Voor het expansieorgaan heeft het koudemiddel een hoge druk (p1) en een hoge temperatuur (T1) (zie figuur 9). regelklep expansieorgaan Figuur 9 Werking van een expansieorgaan Doordat het koudemiddel plotseling een 'vernauwing' in de leiding moet passe- ren, zal de druk sterk dalen en lager worden dan de verzadigde dampspanning van het koudemiddel. Hierdoor verdampt een gedeelte van het koudemiddel onmiddellijk. Voor dit verdampen is warmte nodig, zodat ook de temperatuur van het koudemiddel daalt. Na het expansieorgaan ontstaat dus een vloeistof-dampmengsel met de (Ia- gere) druk p2 en de (Iagere) temperatuur T2. Het koudemiddel stroomt nu de verdamper binnen, waar het verdampt bij een constante druk, die gelijk is aan de zuigdruk van de compressor. Het proces is hiermee gesloten. Expansieorganen kunnen in verschillende uitvoeringen voorkomen. Zo is bij kleine installaties (koelkasten e.d.) vaak sprake van een capillair expansieor- gaan (= zeer dun kanaaltje). Bij grotere installaties worden vaak thermostati- sche expansieventielen of elektronische expansieventielen toegepast. - 10 -

(].. Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 Elektronische expansieventielen hebben de grootste nauwkeurigheid en zijn hierdoor energiezuiniger dan thermostatische expansieventielen. - Figuur 10 Kringloop koelinstallatie cQnd4lnior ··III compr Ilor =~--~--~~ /' ···III ....--~---'->~\"\" .n .... letoIlYOllr I Figuur 11 Kringloop compressiekoelsysteem7363_040 - 11 -

(J.. Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 4.4 KOUDE-OPWEKKING Wanneer men in de koeltechniek over een koudemiddel spreekt, bedoelt men een vloeistof die bij het opnemen van warmte bij een lage temperatuur gaat koken en verdampt. Met een koudedrager bedoelt men een stof die wei warmte opneemt, maar niet van aggregatietoestand verandert; vloeistof blijft dus vloeistof en gas blijft gas. Wanneer men bijvoorbeeld lucht wil afkoelen met behulp van een lamellenblok, kan men door de pijpen van dit lamellenblok een koudemiddel of een koudedra- ger laten circuleren. Laat men een koudemiddel circuleren, dan dient het lamellenblok als verdam- per in een koelkringloop. Men spreekt dan van directe koeling. Zie figuur 12. luchtkoeler compressor 5Zcondensor expansieorgaan Figuur 12 Directe koeling Circuleert een koudedrager door het lamellenblok, dan spreekt men van indirecte koeling. In de koudedragerkringloop (secundair circuit) is ook de verdamper van een koelmachine opgenomen. In deze verdamper draagt de koudedrager de uit de lucht opgenomen warmte over aan het koudemiddelcircuit (primair circuit).Zie figuur 13. luchtkoeler compressor condensor primair circuit secundaircircuit vloeistofkoeler pomp expansieorgaan Figuur 13 Indirecte koeling Het grote nadeel van indirecte koeling is, dat door het extra circuit een temperatuurval wordt ge\"introduceerd, omdat voor de warmteoverdracht een temperatuurverschil nodig is. Dit betekent, dat de koelmachine met een lagere verdampingstemperatuur moet werken, waardoor het energieverbruik hoger is dan het bij directe koeling zou zijn. Een ander nadeel is de noodzakelijke minimumsysteeminhoud aan de koude- dragerzijde om het pendelen van de compressor te voorkomen. Bij systemen met een geringe inhoud is vergroting door middel van een buffervat noodzakelijk. Indirecte koeling biedt ook voordelen, namelijk:7363_040 - 12 -

a Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 De veiligheid. Bij breuk of lekkages van het koudedragercircuit komt geen koudemiddel in de ruimte, waar mensen aanwezig zijn of producten zijn opgeslagen, zodat schade of ongelukken hierdoor wordt voorkomen. In indirecte airconditioningsystemen wordt water als koudedrager gebruikt. Naast het voordeel van de veiligheid behoeft het hiervoor benodigde leidingsysteem niet door een specialist, zoals een koelmonteur, te worden aangelegd. Daarnaast is het soms mogelijk gedurende de periode, dat verwarming nodig is, van hetzelfde watercircuit gebruik te maken voor de toevoer van warm water. Nauwkeurige modulerende regeling is eenvoudiger, omdat het om een hoeveelheidsregeling gaat, die met twee- of driewegkleppen kan worden uitgevoerd. Een indirect systeem aan de condensorzijde maakt warmteterugwinning van de condensatiewarmte op relatief eenvoudige wijze mogelijk. Bij een indirect systeem is het door buffering mogelijk de regelafwijking te beperken. In speciale installaties (klimaatkamers), waarbij zeer hoge eisen worden gesteld aan de constantheid van de luchttemperatuur, wordt daar- om ook vaak van indirecte koeling gebruikgemaakt. 4.5 KOUDEMIDDELEN Zoals eerder aangegeven bestaan er verschillende koudemiddelen, die elk eigen fysische eigenschappen bezitten. De keuze van een specifiek koudemid- del is voorbehouden aan de specialisten op het gebied van de koudetechniek. Meestal zijn dit de fabrikanten van apparatuur. Zij passen in samenspraak met de branche de juiste koudemiddelen toe. In de klimaattechniek zijn de luchtbehandelingsapparaten vaak voorzien van een koudemiddel dat veilig, betrouwbaar en energiezuinig is. Het gaat dan vaak om synthetische koelgassen zoals R407C, R410A, maar ook natuurlijke koelgassen staan steeds meer in de belangstelling. Het gaat voor deze cursus te ver om aile mogelijke koelgassen en hun toepassingsgebieden specifiek te benoemen. Voor een klimaattechnisch ontwerper is het van belang dat hij op de hoogte is van de wettelijke restricties en mogelijkheden. Daarnaast moet hij voldoende kennis hebben (aangeleverd door de brancheorganisaties e.d.) om het juiste koudemiddel te kiezen. De keuze voor het koudemiddel moet gebaseerd zijn op de toxiciteit en brandbaarheid in verband met de o.a. de PED-regeling. 4.5.1 HET HILOG P-DIAGRAM VAN KOUDEMIDDELEN De toestand waarin een vloeistof of gas bij constante druk of verschillende drukken zich in het koelsysteem zal bevinden, kan worden weergegeven in een zogenaamd enthalpie/drukdiagram, kortweg h/log p-diagram. Dit is een vrij gecompliceerd diagram, maar noodzakelijk om een goed inzicht te krijgen in het koelproces.7363_040 - 13 -

a.Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 Figuur 14 h-Iog/p-diagram koudemiddel R410a Wanneer de druk stijgt, wordt het kookpunt van de vloeistof hoger en omge- keerd. Tevens is er een verband tussen de enthalpie en deze genoemde begrip- pen. In figuur 15 is een h/log p-diagram getekend, waarin deze begrippen zijn opgenomen. M L t damp + vloeistof :a~ E (n~tte damp) F P2 4 5I .0 vloeistof .5 H ..10: P1 -c:::J '- vloelstoflljn [I verzadigde-damplijn enthalpie in kJ/kg ----;;;:- Figuur 15 Principe h/log p-diagram7363_040 - 14-

(J.. Reed Business OpLeidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 4.5.2 HET h/LOG p-DIAGRAM Ten behoeve van de berekening van koelinstallaties zijn de eigenschappen van de koudemiddeJen in grafiek- en tabelvorm vastgelegd. Vooral de grafiek- vorm (het zogenaamde h/log p-diagram) wordt in de koeltechniek veel gebruikt. In figuur 15 is de principiele opzet hiervan vastgelegd. p = koudemiddeldruk in bar (Iogaritmische schaal-log p). h = warmte-inhoud van het koudemiddel in kJ/kg. In het vloeistof/dampgebied lopen de temperatuur- en druklijnen evenwijdig. De op een manometer afgelezen druk is dus tegelijkertijd de indicatie voor de temperatuur. Het h/log p-diagram kunnen we een kringJoopdiagram noemen. Een koel- kringloop heeft vijf kenmerkende fasen: 1. Aanzuiging van verdampt (gasvormig) koudemiddel door de compres- sor bij lage druk. 2. Comprimeren dit koudemiddel tot gas met een hoge druk en tempera- tuur. Hiervoor is energie (aandrijfenergie van de compressor) nodig. 3. Afvoer van de compressie- en verdampingswarmte in een condensor met behulp van lucht of water, zodat het gasvormige koudemiddel tot vloeistof condenseert. 4. Expansie van het vloeibare koudemiddel met behulp va een expansie- orgaan (reduceerventiel) tot vloeistof met een lage druk en temperatuur. 5. Verdamping van deze vloeistof in een koeler (verdamper), waarbij de verdampingswarmte aan het af te koelen medium (lucht of water) wordt onttrokken, waardoor dit wordt afgekoeld. Hierna begint het proces opnieuw. Onder andere het verband tussen drukken en temperaturen kan ook, zoals reeds gezegd, uit een tabel worden afgelezen. Men kan het verloop van het koudeproces uitzetten. Wij volgen in het schema wat er met het koudemiddel gebeurt in een koelinstallatie (zie figuur 16 en figuur 17). Het systeem is gevuld met het koudemiddel R134a.7363_040 - 15 -

a.Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 condensor 3 2 expansieventiel compressor ---A---- 4 verdamper «rei Figuur 16 5 richting ............... warmtestroom !c --,/---~----- / G A B isotherm (verticaal) isenthalp isopykne (horizontaal) kringloop isobaar Figuur 17 Van 1 naar 2 Compressie van de oververhitte damp van 3,5 bar en 13 DC(punt 1) tot overver- hitte damp van 10 bar en 51 DC(punt 2). De hoeveelheid energie, die aan het gas wordt toegevoerd bedraagt A kJ/kg. Van 2 naar 3 Condenseren van de oververhitte damp van 10 bar en 51 DC(punt 2) tot vloeistof van 10 bar en 40 DC(punt 3).7363_040 - 16 -

a Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 Van 3 naar 3' Koelt men het vloeibare koudemiddel verder af, dan verkrijgt men onderkoelde vloeistof. De reden hiervoor is dat de vloeistofstroom van de condensor naar het expansieorgaan in de leiding een weerstand ondervindt. Door deze weer- stand daalt de druk en zal een gedeelte van de vloeisof gaan verdampen (rela- tie drukltemperatuur). Het gevolg hiervan is dat de capaciteit van de installatie afneemt. Door de vloeistof in de condensor te onderkoelen (temperatuur lager maken dan de bij de druk behorende verzadigingstemperatuur) wordt het voor- tijdig verdampen in de vloeistofleiding voorkomen. Van 3/3' naar 4/4' Expansie van de vloeistof. Hierbij blijft de enthalpie constant, omdat voor dit proces tijdens de drukval de warmte aan de vloeistof zelf onttrokken wordt. De druk daalt van 10 bar naar 3,5 bar. Het dampgehalte bij 4 bedraagt 27% en bij 4'19%. Van 4/4'naar 5 In de verdamper onttrekt het vloeistof/dampmengsel de warmte, die benodigd is voor het verdampen aan de omgeving. Tijdens het verdampen blijven druk en temperatuur constant. Het dampgehalte zal toenemen van 19/27% tot 100% (verzadigde damp). Van 5 naar 1 Verdere warmtetoevoer aan de verdamper zal de damp oververhitten. Damp van 3,5 bar 5 °C wordt oververhit tot damp van 3,5 bar 13°C (punt 1); de totale warmteopname in de verdamper bedraagt C kJ/kg. Uit het diagram blijkt duidelijk in welk deeI van de kringloop warmte moet wor- den afgevoerd. Dit geschiedt namelijk, als men in het diagram van rechts naar links gaat. Toevoer van warmte blijkt uit het van links naar rechts gaan in het diagram. Tevens is zichtbaar welk deel van de kringloop isothermisch, isoba- risch of isenthalpisch verloopt. Men kan op die manier in elk h/log p-diagram van een bepaald koudemiddel, waarmee de installatie werkt, nagaan hoe het proces verloopt. Met behulp van het diagram kan men eveneens nagaan waarom sommige apparatuur in de installatie is opgenomen en wat de invloed van deze apparatuur in de totale installatie is. Voorbeeld: filter: drukverlies. Samenvattend kan worden gesteld dat elk punt in een h/log p-diagram ons alles vertelt omtrent de condities van het koudemiddel in dat punt, zoals druk, tempe- ratuur, aggregatietoestand, warmte-inhoud, dampgehalte en soortelijk volume. De horizontale afstand tussen twee punten in het h/log p-diagram geeft aan hoeveel warmte moet worden toegevoerd (als men van links naar rechts gaat in het diagram) of afgevoerd (aIs men van rechts naar links gaat in het diagram) om van het ene naar het andere punt te gaan.7363_040 - 17-

a.ReedBusinessOpleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 3 3' a. vloeistofonderkoeling 4 5 extra overvemitting gelijk aan 1 -- l' \"\"\" h- b. Figuur 18 In figuur 17 is aangegeven dat de nakoeling van de vloeistof plaatsvindt in de condensor. Deze onderkoeling kan men ook verkrijgen door het toepassen van een warmtewisselaar tussen de zuig- en de vloeistofleiding (zie figuur 18a). Het nadeel van deze toepassing is, dat de warmte, die door de zuiggassen aan de vloeistofleiding wordt onttrokken, er in het oververhittingsgebied extra bij komt. 3 naar 3' is gelijk aan 1 naar l' (zie figuur 18b). 4.5.3 ENERGIEBEREKENINGEN MET HET hlLOG p-DIAGRAM Koelvermogen7363_040 Het benodigde koelvermogen wordt in de klimaattechniek uitgerekend door een warmtelastberekening die rekening houdt met de interne warmtelast, zoals personen, apparatuur e.d. Verder wordt de invloed van de zonbelasting e.d. meegerekend. De koelcapaciteit die uit deze berekening komt is de capaciteit benodigd in een ontwerpconditie. Voor een kantoor wordt dan bijvoorbeeld 28°C met 50% RV gerekend, maar voor een computerruimte geldt vaak de eis dat de buiten- luchtontwerpconditie 35°C met 30% RV moet zijn. - 18 -

(J. Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie KIi-C 4 De gewenste binnentemperatuur is ook van invloed op de benodigde koelcapa- citeit omdat het meer energie kost om een lagere binnenconditie te realiseren. Het enthalpieverschil (energieverschil) met de omliggende kantoren, ruimten en de buitenluchtconditie is dan groter dan wanneer er een hogere ruimteconditie wordt toegestaan. Vanuit het energieoogpunt moet de condensatietemperatuur laag zijn en de verdampingstemperatuur zo hoog als mogelijk. Dan is immers het energie- verschil het kleinst en kost het de minste energie om dit warmtetransport te realiseren. Ais de onttrokken warmte(condensor) hergebruikt kan worden voor bijvoorbeeld verwarmingsdoeleinden, dan wordt de bruikbare hoeveelheid energie van de koelinstallatie een stuk hoger. In figuur 19 is nogmaals het koelproces in het hIIog p-diagram uitgezet. In het hIIog p-diagram krijgt de ontwerper een overzicht van zijn koelproces. We halen dan ook een aantal gegevens uit het hIIog p-diagram. Voor een grotere nauwkeurigheid kunnen deze gegevens ook uit koudemiddeltabellen worden gehaald. t p vloeistoftijn -7363_040 verzadigde-damplijn h_ Figuur 19 A Hoeveelheid arbeid nodig voor het compressieproces in kJ/kg. De notatie voor dit enthalpieverschil in dit dictaat is Mlcomp in kJ/kg B De hoeveelheid warmte die in de condensor moet worden afgegeven. Deze warmteafgifte is nodig om: - het oververhitte persgas af te koelen; - het koudemiddel te condenseren; - de vloeistof na te koelen (onderkoelen). De notatie voor dit enthalpieverschil in dit dictaat is Mlc in kJ/kg. - 19 -

(].. Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 C De hoeveelheid warmte die in de verdamper aan de omgeving wordt onttrokken. Deze warmte wordt gebruikt om: - het vloeistof/dampmengsel verder te laten verdampen; - de koudemiddeldamp verder te oververhitten. Deze warmte wordt ook wei het koeleffect genoemd; als notatie gebruiken wij Mia in kJ/kg Om uit deze enthalpieverschilien het vermogen te berekenen moet het desbe- treffende enthalpieverschil worden vermenigvuldigd met de hoeveelheid kou- demiddel per seconde. Deze hoeveelheid wordt in dit dictaat aangeduid met massastroom qm in kg/so De volgende vermogens kunnen nu worden berekend: P Het compressievermogen dat tijdens het compressieproces aan het koude- middel wordt afgegeven. P = qm·tl.hcoflif; (kg/s·kJ/kg = kJ/s of kW) c Het condensorvermogen of de condensorcapaciteit: c = qm·Mic (kg/s·kJ/kg = kJ/s of kW) c Het verdamperkoelvermogen of de koelcapaciteit: c = qm·Mia (kg/s·kJ/kg = kJ/s of kW) Voorbeeld 1: Stel in een koelinstaliatie circuleert 2 kg/s koudemiddel R134a. De verdampingstemperatuur is +5 \"C. De oververhitting is 5 K. De condensatietemperatuur is 40 cC. De onderkoeling is 5 K. De compressie verloopt volgens de adiabaat. In het diagram van figuur 20 en figuur 21 is het proces uitgezet.7363_040 - 20-

a Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 I3.5 onderkoeling \ \a \"2\" I 10 't \- isotherm 48 ( \"C II +5't constant volume (isochoor) bar I,I isotherm 3.5 ) (constante tern peratu ur) II I t I I I 248,8 400,4 418,3 KTOl Figuur 20 400,3 428,37363_040 - 21 -

a. Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 oo\"') s N - - ~ fr-t--t--t--I- ,....OOlCOI'--COL() <t Figuur 21 h/log p-diagram voor R134a7363_040 - 22 -

aReed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-G 4 Het koudemiddel heeft voor het expansieorgaan een druk van 10 bar en een temperatuur van 35 \"C. Na het expansieorgaan is de druk 3,5 bar en de tempe- ratuur 5 \"C. Uit het diagram blijkt dat van het koudemiddel al 22% is verdampt om de temperatuur te verlagen van 35 tot 5 \"C, De drukval vindt plaats bij een constante enthalpie van 248,8 kJ/kg. Nadat aile vloeisof is verdampt, wordt het verzadigde gas oververhit van 5 tot 10 \"C. De enthalpie van het gas is dan 403,3 kJ/kg. De hoeveelheid warmte die per circulerende kg koudemiddel vrijkomt, bedraagt dan 403,3 - 248,8 = 154,5 kJ/kg. Dit noemt men het koeleffect. Onder het koel- effect verstaan we het aantal kJ/kg koudemiddel dat in de verdamper netto aan warmte wordt opgenomen Het koelvermogen van de installatie bedraagt dan 2 kg/s x 154,5 = 309 kJ/s = 309 kW. Om de condensatietemperatuur van 40 \"C te bereiken, moet het gas gecomprimeerd worden tot een druk van 10 bar. De temperatuur loopt door de toegevoerde energie op tot 48 \"C. Hierbij bedraagt de enthalpie 428,3 kJ/kg. Er is dus aan compressiearbeid 428,3 - 403,3 = 25 kJ/kg toegevoerd. Het toege- voerde compressievermogen van de compressor bedraagt dan: 2 kg/s x 25 kJ/kg = 50 kJ/s = 50 kW. Het oververhitte gas wordt bij een constante druk gekoeld tot de verzadigings- temperatuur van 40 \"C. Door verdere warmteonttrekking tijdens het condensa- tieproces wordt het gas weer vloeistof, waarna in het laatste gedeelte van de condensor de vloeistof verder wordt onderkoeld tot 35 \"C. In de condensor wordt dus aan warmte onttrokken 428,3 kJ/kg - 248,8 kJ/kg = 179,5 kJ/kg. Het condensorvermogen bedraagt dan 2 kg/s x 179,5 kJ/kg = 359 kJ/s = 359 kW. Dit is gelijk aan het koelvermogen + het compressievermogen (309 kW + 50 kW = 359 kW). 4.5.4 COMPRESSIEARBEID Het compressiekoelsysteem berust op het zogenaamde carnot-proces. Dit is een theoretisch uitgangspunt om de vele ingewikkelde processen bij het comprimeren en expanderen te kunnen verklaren. Het carnot-proces is een ideaal kringproces volgens de 2e hoofdwet, waarbij, afgezien van de energie, die nodig is voor het in stand houden van het proces, geen rekening wordt gehouden met verliezen, zoals wrijvingsverliezen in de compressor en stralingsverliezen. De aan het proces toegevoerde en van het proces afgevoerde hoeveelheden energie zijn daarbij gelijk. (Dit is altijd zo bij kringprocessen (stationair).) Wij hebben eerder vermeld, dat de toestandsverandering in de compressor niet volgens een isentroop (adiabaat) verloopt. Men neemt dan de compressiee- aindtemperatuur 5 10 K hoger dan de adiabatische temperatuur (punt 2'). Het gecondenseerde koudemiddel wordt meestal in de condensor nog eens onder- koeld, zodat punt 3 links van de vloeistoflijn komt te liggen.7363_040 - 23-

(]... Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 In figuur 22 is een, nog steeds enigszins schematisch, verloop van een com- pressiekoelproces in een h/log p-diagram weergegeven. In het diagram kunnen we verschillende gegevens aflezen: Condensatiedruk (3-2) = 10 bar. Verdampingsdruk (4-1) Zuiggastemperatuur (1) = 3,5 bar. Eindcompressietemperatuur (2) Vloeistoftemperatuur (3) = 10 ac. De in de verdamper opgenomen = 58 -c. warmte (koeleffect) !>.ha = 35 ac. De in de condensor afgevoerde = (h1, - h4) = warmte (!>.he) 403,3 kJ/kg - 248,8 kJ/kg = 154,5 kJ/kg. De compressiearbeid = =(h2, - h)3 (!>.heamp) 440 kJ/kg - 248,8 kJ/kg = 191,2 kJ/kg. = (h2, - h1) = 440 kJ/kg - 403,3 kJ/kg= 36,7 kJ/kg.7363_040 - 24-

aReed Business OpLeidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 ~ 1-1-+-1._+++ -- II 8\"\" 10 ~ s '<t 0.,. <f re(') ~v '<t (\") ~8 ~ '<t ~ ~ (') ~ 0 c:\I (\") 0 0 (\") 0 C!) c:\I -~ ~~ c:\I ~ 0 ~ @ 0c..o..7363_040 Figuur 22 h/log p-diagram voor R134a - 25-

(J.. Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 4.5.5 KOUDEFACTOR (COP) De voor de beoordeling van een koelproces belangrijke grootheid is de koudefactor E (epsilon) of COP (Coefficient of Performance). Onder de koudefactor E verstaan we de verhouding tussen het koelvermogen 0 en het aan de compressor toegevoerde vermogen P. COP = E= <1>0 of ook E = P voo: het in figuur 22 getekende proces is dus de koudefactor: E = 154,5 kJ/kg = 4 2 36, 7 kJ/kg , De theoretisch hoogst mogelijke koudefactor kan worden berekend uit de abso- lute temperaturen, waartussen het proces werkt. Deze koudefactor wordt dan de koudefactor van Carnot genoemd. In figuur 22 wordt dit: E = 278 = 278 = 7.94 o (313-278) 35 ' 4.6.6 CARNOT-RENDEMENT De koudefactor Evan ieder willekeurig koelproces kan worden vergeleken met Eodoor middel van het carnot-rendement: E 11C=- E C In het voorbeeld van figuur 22: = 4,2 \"\"a 53 11c 7,94 ' Het carnot-rendement 11cligt voor een compressiekoelsysteem tussen 0,5 en 0,6 en hoger naarmate de installatie beter wordt uitgevoerd en onderhouden. Met het carnot-rendement kan men op een eenvoudige wijze bepalen hoeveel aandrijfenergie voor de compressie nodig is voor een bepaald koelvermogen bij de heersende verdampings- en condensatietemperaturen.7363_040 - 26-

aReed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 4.6 KOELCOMPRESSOREN De eerste en belangrijkste taak van de compressor is het onderhouden van een lage druk in de verdamper en een hoge druk in de condensor. Aileen hierdoor is het mogelijk een lage temperatuur te verkrijgen in de verdamper en een hoge temperatuur in de condensor. Door dit drukverschil is het dus mogelijk warmte van een koele ruimte naar een warme ruimte te transporteren. De compressor verpompt als het ware warmte van een laag niveau (Iage temperatuur) naar een hoog niveau (hoge temperatuur). Elke koelcompressor is dus in wezen een warmtepomp. De tweede taak is ook een pompfunctie. Afhankelijk van het benodigde koel- vermogen moet per tijdseenheid een bepaalde hoeveelheid koudemiddel in het systeem worden rondgepompt. 4.6.1 TYPEN COMPRESSOREN We kunnen in de koeltechniek diverse typen compressoren tegenkomen, zoals: zuigercompressoren; roterende compressoren; centrifugaalcompressoren. Enkele andere, weinig voorkomende typen compressoren worden niet behandeld. De compressoren kunnen, wat de aandrijving betreft, onderverdeeld worden in: open compressoren; De compressor is voorzien van een uitgaande as, waaraan een krachtbron kan worden gekoppeld. semi-hermetisch gesloten compressoren; De compressor en de elektromotor zijn in een huis, dat demontabel is, samengebouwd. hermetisch gesloten compressoren; De compressor en de elektromotor zijn in €len niet-demontabel huis aange- bracht. 4.6.1.1 DE ZUIGERCOMPRESSOR (ZIE FIGUUR 23) Een zuiger, die door een krukas op en neer wordt bewogen in een cilinder, ver- groot en verkleint achtereenvolgens de ruimte in de cilinder. Bij de neergaande slag daalt de druk in de cilinder. Wanneer de druk in de cilinder lager wordt dan de druk in de zuigleiding, opent de zuigklep en wordt gas uit de zuigleiding in de cilinder gezogen. De kleppen zijn in wezen stalen ringen of veren, die door het drukverschil automatisch opengezogen of dichtgedrukt worden.7363_040 - 27-

(l.. Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 zuigklep persklep t zuigzijde perszijde olieretour- zuigslag kanaal olieretour- kanaal \"'.. Figuur 23 De zuigercompressor Wanneer de zuiger weer omhooggaat, stijgt de druk in de cilinder en wordt de zuigklep gesloten. Zodra de druk in de cilinder hoger is dan de druk in de persleiding, opent de persklep en wordt het koudemiddelgas naar de condensor geperst. De hoeveelheid koudemiddel, die op die manier wordt verplaatst, is afhankelijk van de navolgende factoren: de cilinderinhoud of eigenlijk het slagvolume; het toerental; het drukverschil tussen de zuig- en perszijde; het soortelijk volume van het koudemiddel bij zuigdruk. Individuele verschillen tussen compressoren treden op door lekverliezen van de kleppen, stromingsdrukverliezen in de klepdoorlaat en de invloed van de scha- delijke ruimte. De schadelijke ruimte is de ruimte, die in de cilinder overblijft, als de zuiger in de bovenste stand staat. 4.6.1.2 DE OPEN COMPRESSOR (ZIE FIGUUR 24) Het compressorhuis is voorzien van een doorgaande krukas om de aandrijving van een afzonderlijke krachtbron mogelijk te maken. Bij directe aandrijving wordt de motoras (meestal van een elektromotor) door middel van een elasti- sche koppeling aan de krukas verbonden. Wanneer de compressor en de motor verschillende toerentallen hebben, is de aandrijving indirect door middel van een V-snaaroverbrenging.7363_040 - 28 -

a.. Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 Door de doorgaande krukas moet de compressor worden voorzien van een asafdichting. Deze asafdichting moet onder aile omstandigheden gasdicht afsluiten. In de praktijk vormen de asafdichtingen een lekkagebron, die regel- matig op een goede afdichting moet worden gecontroleerd. Figuur 24 Voorbeeld van een open compressor De open compressor is de oudste uitvoeringsvorm van de zuigercompressor en wordt tegenwoordig voornamelijk toegepast in: grote koel- en vriesinstallaties; scheepsinstallaties; installaties, waarbij als krachtbron een verbrandingsmotor of turbine wordt toegepast; grote vloeistofkoelaggregaten (vaak voor lage temperaturen). 4.6.1.3 DE SEMI-HERMETISCH GESLOTEN COMPRESSOR (ZIE FIGUUR 25) Men spreekt van semi-hermetisch gesloten compressoren, indien de elektro- motor en het compressorgedeelte in €len huis zijn opgenomen. De kwetsbare asafdichting voor de uitgaande as komt hierdoor te vervallen. De benaming semi-hermetisch geeft aan, dat het huis hermetisch is gesloten, maar gede- monteerd kan worden voor reparaties. De elektromotor van de compressor uit figuur 25 wordt gekoeld door de zuiggassen, waardoor een goede motorkoeling wordt verkregen. Er zijn echter typen, die met behulp van lucht, in sommige gevallen met behulp van een ventilator, gekoeld worden. Op het motorgedeelte zijn dan veelal koel- ribben aangebracht. Ook worden er nog semi-hermetisch gesloten compresso- ren met waterkoeling uitgevoerd. Deze compressoren worden voornamelijk toegepast in: luchtbehandelingsinstallaties; koelinstallaties; vloeistofkoelaggregaten.7363_040 - 29-