NL2004107C2 - Koelinrichting. - Google Patents

Koelinrichting. Download PDF

Info

Publication number
NL2004107C2
NL2004107C2 NL2004107A NL2004107A NL2004107C2 NL 2004107 C2 NL2004107 C2 NL 2004107C2 NL 2004107 A NL2004107 A NL 2004107A NL 2004107 A NL2004107 A NL 2004107A NL 2004107 C2 NL2004107 C2 NL 2004107C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
air
wall
cooling
water
foregoing
Prior art date
Application number
NL2004107A
Other languages
English (en)
Other versions
NL2004107A (nl
Inventor
Matthijs Dirk Meulenbelt
Original Assignee
Matthijs Dirk Meulenbelt
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matthijs Dirk Meulenbelt filed Critical Matthijs Dirk Meulenbelt
Priority to NL2004107A priority Critical patent/NL2004107C2/nl
Publication of NL2004107A publication Critical patent/NL2004107A/nl
Application granted granted Critical
Publication of NL2004107C2 publication Critical patent/NL2004107C2/nl

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0007Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater cooling apparatus specially adapted for use in air-conditioning
    • F24F5/0035Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater cooling apparatus specially adapted for use in air-conditioning using evaporation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/32Cooling devices
    • B60H1/3202Cooling devices using evaporation, i.e. not including a compressor, e.g. involving fuel or water evaporation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0089Systems using radiation from walls or panels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0089Systems using radiation from walls or panels
    • F24F5/0092Systems using radiation from walls or panels ceilings, e.g. cool ceilings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00007Combined heating, ventilating, or cooling devices
    • B60H1/00207Combined heating, ventilating, or cooling devices characterised by the position of the HVAC devices with respect to the passenger compartment
    • B60H2001/00235Devices in the roof area of the passenger compartment
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/54Free-cooling systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Devices For Blowing Cold Air, Devices For Blowing Warm Air, And Means For Preventing Water Condensation In Air Conditioning Units (AREA)
  • Air Humidification (AREA)

Description

KOELINRICHTING
De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het teweeg brengen van een koelend effect 5 in een ruimte, bijvoorbeeld een verblijfsruimte, een kantoorruimte, een woonkamer, of een cabine in een vervoermiddel, zoals een auto, een boot of een vliegtuig.
Een dergelijke inrichting is in vele uitvoeringen bekend.
10 Koelinrichtingen voor het koelen van de lucht in een ruimte kenmerken zich door een substantiële luchtverplaatsing. In het bijzonder het gevoel, blootgesteld te zijn aan een koude luchtstroom wordt vaak als hinderlijk ervaren.
15 Het werkingsprincipe van bestaande koelinrichtingen is echter gebaseerd op luchtverplaatsing, zodat het probleem van blootstelling aan een koude luchtstroom en het corresponderende gevoel van gebrek aan comfort inherent aan is aan de oplossing. 20 De meeste gebruikte airco-installaties bezitten daarnaast een aantal algemeen bekende nadelen: ze zijn zwaar, ze verbruiken veel energie, ze maken gebruik van milieubelastende stoffen en verspreiden vaak milieubelastende stoffen. Daarnaast kunnen de meest 25 gebruikelijke koelinrichtingen ingesteld worden op een zeer groot verschil tussen de binnentemperatuur in de betreffende ruimte en de buitentemperatuur, hetgeen aanleiding kan geven tot klachten zoals verkoudheid en hoofdpijn. In het algemeen is het verstandiger, een 30 verschil van maximaal 4 a 5 °C tussen de binnenlucht en de buitenlucht aan te houden. Eventueel te droge lucht kan verder klachten veroorzaken zoals hoofdpijn, een droge keel, hoest of geïrriteerde ogen en ook vervuilde filters kunnen bij gebrek aan toereikend onderhoud 35 fysieke klachten veroorzaken.
Het is een eerste doel van de uitvinding, een koelinrichting te verschaffen, die zeer energiezuinig is, geen voor het milieu belastende, laat staan schadelijke 2 stoffen bevat of uitstoot, een gering gewicht vertoont, zeer eenvoudig geïnstalleerd kan worden en geen koude en oncomfortabele luchtstromingen doet ontstaan.
Een verder doel van de uitvinding is het 5 zodanig uitvoeren van een koelinrichting, dat deze geschikt is om zowel in vaste, stilstaande ruimten, bijvoorbeeld in een gebouw als in bewegende ruimten, bijvoorbeeld in vervoermiddelen, te worden toegepast.
Er zijn verschillende wijzen van koelen bekend, 10 die uitmunten door milieuvriendelijkheid en hoog energierendement. Een belangrijke mogelijkheid in dit verband is gelegen in de verdampingskoeler, die onder omstandigheden zelfs kan worden uitgevoerd als dauwpuntskoeler.
Het principe van de verdampingskoeler wordt ook 15 gebruikt door de fysieke mechanismen van het menselijk lichaam. Immers bij een hoge omgevingstemperatuur ontstaat transparatievocht, dat door langsstrijkende lucht kan verdampen, daardoor lokaal een aanzienlijke temperatuurverlaging veroorzaakt en aldus warmte aan de 20 huid doet onttrekken. Dit effect doet zich in sterkere mate voor bij sterker verdampende vloeistoffen, zoals methanol, ethanol of dergelijke. Als men deze vloeistof op de huid aanbrengt, voelt de betreffende plaats koud aan doordat als gevolg van verdamping van de vloeistof 25 veel warmte aan de huid wordt onttrokken.
Hetzelfde principe wordt gebruikt in een zogenaamde waterzak of een enigszins poreuze stenen kruik. De waterzak of de kruik, waarvan de wand in lichte mate vochtdoorlatend is, wordt in de wind gehangen. Het 30 doorsijpelende water verdampt aan de buitenzijde en onttrekt aldus warmte aan het water in de zak. Met name in woestijngebieden is dit een beproefde methode om water koel te houden. Dit principe wordt als sinds mensenheugenis gebruikt.
35 Meer recente en modernere toepassingen zijn te vinden in airco-installaties voor gebouwen en bijvoorbeeld campers, welke systemen gebruikmaken van verdamping van water en de bijbehorende warmte- 3 onttrekking. Hierbij wordt aan de ene zijde van een warmtewisselaar water onder invloed van een eerste luchtstroom verdampt en wordt aan de andere zijde een tweede luchtstroom gekoeld aan de warmtewisselaar en 5 vervolgens via een leidingenstelsel bijvoorbeeld door de cabine van de camper of zelfs een gebouw verspreid. De tweede luchtstroom kan bijvoorbeeld een deelstroom van de genoemde eerste of primaire luchtstroom zijn. Het nadeel van de duidelijk voelbare substantiële koude luchtstroom 10 blijft daarmee onverkort bestaan. Wel moet worden erkend, dat er bij een dergelijke verdampingskoeler geen sprake is van schadelijke stoffen en de inrichting kan werken met een zeer gering energieverbruik, namelijk niet meer dan de energie die noodzakelijk is om de luchtstroom op 15 te wekken en in stand te houden.
Er bestaan ook vele koelinrichtingen, die geen gebruik maken van een substantiële secundaire luchtstroom. Het meest bekende voorbeeld is de algemeen bekende koelkast, die in bijna elk westers huishouden te 20 vinden is. Meestal aan de achterzijde van de koelkast bevindt zich een warmtewisselaar die warmte afgeeft aan de omgevingslucht. Deze warmte wordt door gebruik van een tweefasen koelmiddel en een compressor onttrokken aan een koelende wand aan de binnenzijde van de koelkast.
25 Dergelijke inrichtingen bestaan ook op grotere schaal, bijvoorbeeld koelinstallaties met koelplaten in vrachtauto's die bestemd zijn om bederfelijke lading gekoeld te transporteren. Deze inrichtingen werken weliswaar zonder gedwongen secundaire luchtstroom, maar 30 maken gebruik van een koelmiddel, meestal een freon, en zijn thermisch weinig efficiënt, ofwel gebruiken veel energie.
Het is bekend, dat koeling door middel van stralingsabsorptie door mensen als zeer behaaglijk 35 ervaren wordt. Er bestaan vele voorbeelden van straling-absorberende koelers zoals bijvoorbeeld gebouwen, voorzien van betonkern-activering, waarbij in leidingen, opgenomen in de vloer en de vloer daarboven, dus het 4 plafond, worden gevoed met koud of warm water om te zorgen voor stralingsabsorptie respectievelijk -afgifte en ook koudeplafonds, metalen plafondplaten, voorzien van meanderende waterleidingen waardoor voor koeling ook koud 5 water wordt gevoerd. Een groot voordeel van deze koelingsmethode is, dat ze - in tegenstelling tot meer conventionele methoden van koeling door middel van koude luchtstromen - maar weinig gevoelig zijn voor de noodzakelijke ventilatie en het naar buiten verdwijnen 10 van de koeling dientengevolge.
Om een behaaglijk effect van deze stralingsabsorbers te verkrijgen, dient het verschil tussen stralingstemperatuur en ruimtetemperatuur binnen de perken te blijven. Volgens de diagrammen van Fanger en 15 de algemene beroepspraktijk is een verschil van 5° een richtlijn voor de grens van het comfortabele. Dat betekent, dat het koelend vermogen in termen van convectie of werkelijk lucht-koelend vermogen van deze oplossingen vrij beperkt is: Het verschil in afgegeven 20 straling tussen een plaat van 1 m2 van 27°C en een van 24,5°C is volgens q = σ (T24 - T24) , waarin T de temperatuur in Kelvin is en o de Stefan-Boltzmannconstante, is slechts 15 Watt. Het effectieve koelvermogen in termen van convectie is daarmee te 25 verwaarlozen.
Over het algemeen wordt bij de zogenaamde koudeplafonds een waarde gehanteerd van ca 60-70 Watt per m2. Deze waarde is in gebouwen maar moeilijk te realiseren onder zomerse omstandigheden omdat de temperatuur van een 30 plafondplaat voor het bereiken van een dergelijk koelvermogen lager zal zijn dan het dauwpunt onder de heersende omstandigheden met als gevolg condensvorming aan de gebruikerszijde van de plafondplaat. Dit kan dan weer leiden tot neervallende druppels, iets wat onder 35 veel omstandigheden zeer ongewenst is.
Bij de hierboven beschreven methodes is er sprake van koeling van buiten: Er wordt een koudemiddel (meestal water) van buiten toegevoerd en ook weer 5 afgevoerd naar buiten, dat daar opnieuw gekoeld wordt of althans geschikt gemaakt voor gebruik voor de koeling van de stralings-absorber.
Een alternatief daarvoor bieden elektrische 5 koelelementen zoals Peltier-elementen. Een zeer interessante uitvoering van een stralingsabsorber, voorzien van Peltierelementen geven EP-A-432 264 en WO-A-90/00240, waarbij zeer dicht in de nabijheid van de menselijke gebruiker een stralingsabsorberende wand wordt 10 voorgesteld, voorzien van elektrische koelelementen die de opgenomen warmte afgeven aan de binnenzijde van de hol uitgevoerde wand waar deze warmte door natuurlijke convectie of mechanische ventilatie wordt afgevoerd naar boven. Een klein tussen-plafond voorkomt, dat de 15 gebruiker van de ruimte tussen bij voorkeur twee van deze wanden, wellicht ten behoeve van de stralingssymmetrie opnieuw, geconfronteerd wordt met de afgevoerde warmte.
Elektrische koelers hebben natuurlijk geen rendement van 100%, wat per saldo betekent, dat de 20 ruimte-temperatuur ten gevolge van deze oplossing zal stijgen, zeker als ook het rendement van een ventilator in de berekening moet worden opgenomen. Weliswaar is er in eerste instantie een door de gebruiker waarneembaar verkoelend effect maar uiteindelijk wordt de 25 luchttemperatuur hoger.
Ook zijn er andere systemen bekend, waarin het koelend element niet bovenin de ruimte geplaatst wordt maar vrij in de te koelen ruimte wordt opgesteld, bijvoorbeeld volgens DE-A-1 012 381.
30 Hier wordt weliswaar niet expliciet aangegeven wat de bron van de koeling zelf is, maar de stroming van lucht maakt vrij duidelijk, dat er sprake is van koude "van buiten af". Voor de goede werking is er zelfs sprake van een warmtewisselaar die helemaal duidelijk maakt dat 35 er sprake is van warmte (of koude) van buiten af.
Misschien zou het een voordeel bieden een dergelijke inrichting dicht bij de gebruiker te plaatsen maar daarvan is in de omschrijving geen sprake.
6
Desalniettemin bestaat de mogelijkheid.
Een nadeel van de oplossing is, dat ook op plaatsen (de naar het plafond gekeerde zijde) van de voorgestelde relatief hoge oplossing, een groot deel van 5 de stralingsabsorptie zal worden aangeboden op een relatief ongunstige plaats: Het plafond van de omgeving, waarmee het geen voordeel biedt voor de zichthoek van koude voor de gebruiker die zich onder de voorgestelde, lager in de ruimte opgestelde koeler. Het effect van deze 10 tweede wand, naar het plafond gekeerd, is daarmee voor een eventuele directe gebruiker van de koeling, afwezig.
Zoals hierboven al aangegeven, zijn er om het probleem van de afvoer van energie te ondervangen al lang andere koelmethodes bekend. De oudste is misschien wel de 15 huid van de mens: Door transpiratievocht van de huid te laten verdampen, ontstaat directe verkoeling van het huidoppervlak, een niet onaanzienlijk middel ter verkoeling van de mens. Dit is bijzonder interessant toegepast in GB-A-1 937 041 en GB-A-464 415, waarbij 20 wordt voorgesteld een lading van een vrachtauto te koelen, vergelijkbaar met de werking van zweet op de huid. Indien geen enkel probleem wordt ondervonden door de condensvorming die hierboven al genoemd werd, is dit een prachtige oplossing: Verdampt men onder zeer grote 25 luchtstroom zeer veel water, dan verwerft men aanzienlijke koelcapaciteit. Als deze moet worden overgedragen middels een betrekkelijk uitgestrekt maar vlak oppervlak als het plafond van een laadruimte van een vrachtauto, dan treden al snel beperkingen op. Als in de 30 laadruimte alleen de lucht langskomt ten gevolge van convectie, dan zal al snel condensvorming optreden. Dat hoeft op zich geen beperking te zijn maar is het onder omstandigheden waar mensen gekoeld moeten worden wel. Dezen zullen het vallen van druppels als onacceptabel 35 ervaren. Als men ook een tweede luchtstroom in de laadruimte van het voertuig tot stand brengen, dan zal de temperatuur inderdaad enigszins dalen maar waarschijnlijk veel te weinig om bijvoorbeeld geslacht vlees op 7 temperatuur te houden. Dit is dus een zeer beperkte toepassing. Bovendien zal de temperatuur van de warmtewisselende plafondplaat niet dalen onder de dauwpuntstemperatuur, hoewel de capaciteit bij zeer grote 5 luchtsnelheden in het koelende deel aanzienlijk zal zijn. Nog steeds geldt dan de behaaglijkheidsregel: veel meer dan de richtlijn 5°C temperatuursverschil tussen de omgevingstemperatuur en de stralingstemperatuur ervaart de mens meestal als onaangenaam.
10 Voor de koeling van mensen zou men kunnen volhouden, dat deze methoden prima stand houden: bij toepassing in een bus volgens US-A-2 552 819, zou men het systeem heel zachtjes kunnen zetten om niet de ruimte te koelen maar alleen de passagiers te koelen door het 15 absorberen van hun straling. Maar nog steeds is er sprake van gebruik van lucht van buiten en zal aan de binnenzijde gemakkelijk condensvorming optreden, bijvoorbeeld doordat de luchtvochtigheid in de bus snel toeneemt door vochtige kleding en/of het 20 transpiratievocht van de passagiers.
De uitvinding stelt zich ten doel op een uiterst energie-efficiënte manier het gevoel van welbehagen van een mens te verbeteren door een combinatie van verdampingskoeling en stralings-absorptie.
25 Daartoe omvat de inrichting volgens de uitvinding een huis met een warmtegeleidende wand, welk huis een voor lucht doorstroombare kamer begrenst; een aan de kamer aansluitende luchttoevoer die aan de genoemde ruimte aansluit; 30 een aan de kamer aansluitende luchtafvoer; luchttransportmiddelen, bijvoorbeeld ventilatormiddelen, voor het van de luchttoevoer via de kamer naar de luchtafvoer transporteren van lucht; en bevochtigingsmiddelen voor het met een 35 verdampbare vloeistof, bijvoorbeeld water, bevochtigen van het binnenoppervlak van de genoemde wand; een en ander zodanig, dat door de luchttransportmiddelen getransporteerde lucht via de 8 luchttoevoer in de kamer wordt ingevoerd, in de kamer langs het bevochtigde binnenoppervlak van de genoemde wand strijkt en via de luchtafvoer uit de kamer wordt afgevoerd, waardoor aan het warmtegeleidende 5 binnenoppervlak aanwezig water verdampt en door de langsstromende lucht wordt meegevoerd, en de genoemde wand wordt afgekoeld.
Eerst schetsen we de contour:
Nemen we als rekenvoorbeeld een mooie zomerse 10 dag in Nederland:
De temperatuur bedraagt 27°C, een mooie gemiddelde waarde, en de luchtvochtigheid ca 78%, idem dito.
Bij verdampingskoeling is de laagst haalbare 15 temperatuur van de lucht 24,5°C. Op dat moment is er sprake van verzadigde lucht in termen van vochtigheid: Er verdampt niet meer water van het koelende element. De temperatuur van de lucht in de ruimte wordt onder de gunstigste omstandigheden natuurlijk niet lager dan het 20 maximaal (minimaal) haalbare. Veel te weinig effect om lading te koelen. Deze berekening leert, dat de methode voor zogenaamde proceskoeling volledig ongeschikt is.
Het voorbeeld van 24,5°C als eerder vermeld is dan ook geen arbitraire keuze: Op een goede zomerse dag 25 in Nederland is niet meer haalbaar vanwege het dauwpunt. Dat is vergelijkbaar met water in een pan dat overal 100°C is als het kookt en waarbij de temperatuur pas stijgt als het water verdampt is, tenzij de druk wordt opgevoerd zoals bij een snelkookpan.
30 Maar stel nu dat we opnieuw een uitgestrekt oppervlak voorzien van een vochtvasthoudende laag, dit oppervlak vrij dicht bij de gebruiker, een mens of dier, aanbrengen om de zichthoek te maximaliseren:
Dan geldt: 35 Nemen we aan, dat het menselijk lichaam per saldo 70-100W aan energie dissipeert via convectie, conductie, verdamping via het ademen en straling; Nemen we daarbij in aanmerking dat de mens 30-70% van zijn 9 warmte verliest door middel van straling waarbij onder warme omstandigheden bijvoorbeeld de helft van 70-100% via de huid moet worden uitgestraald, dan is te voorzien, dat het hoofd, een relatieve bolvorm, veel warmte via 5 straling zal moeten verliezen als we bedenken, dat alle straling via blote armen en hoofd het lichaam moet verlaten, ervan uitgaand, dat de gebruiker verder min of meer gekleed is.
Als rekenvoorbeeld: een hoofd, beschouwd als 10 ideale warmtestraler met een diameter van 020 cm geeft 58 W aan warmte af bij een huid-temperatuur van 30°C. Het hoofd ontvangt natuurlijk ook veel straling van de omgeving: Wanden, plafond, bomen, wat dan ook. Ieder lichaam geeft straling af, tenzij bij het absolute 15 nulpunt.
Doorgaand op het gestelde, reële voorbeeld van 27°C en 78% relatieve luchtvochtigheid.
Als we nu een dubbelwandige verdampingskoeler van 1 m2 aanbrengen, die aan de binnenzijde van de 20 verkoelende, naar de gebruiker gerichte zijde voorzien is van een vochtvasthoudende laag met voldoende water, dan kunnen we zoals hiervoor al aangegeven volgens q = o (T24 - Ti4) berekenen, dat de plaat een straling van 15 W kan absorberen. Dat is 1/4 van de totale uitgezonden straling 25 van een hoofd. Het hoofd ontvangt uit zijn totale omgeving straling ten gevolge van de temperatuur van 27 °C dus er is sprake van een sterk gevoel van behaaglijkheid, ondanks dat er geen sprake is van een gevoel van koelte, omdat het temperatuurverschil tussen de stralingswarmte 30 en de omgevingstemperatuur onder de 5°C blijft. Verder is er geen sprake van een warmtestroom in termen van convectie.
Stel nu, dat we de verdampingskoeler uitvoeren als een dunne kamer, aan de binnenzijde van de naar de 35 gebruiker gerichte zijde voorzien van een vochtig gemaakte, vochtvasthoudende zijde waarover lucht, betrokken uit de gebruiksruimte, wordt gevoerd met een snelheid die volledige verdamping garandeert, dan is te 10 berekenen uit de verdampingswarmte van water (2258 kj/1 of kJ/kg) , dat voor 15 W of J/seconde koelvermogen slechts 24 gram water per uur (3600 seconden) nodig is (15 J/s/2258000J/kg) x 3600 seconden = 0,0239 kg).
5 Als we nu - op basis van de heersende omstandigheden van 27°C en 78% relatieve luchtvochtigheid - in één uur bij de per persoon geldende minimale ventilatie van 20 per uur berekenen, dat we 24 gram water aan de lucht toevoegen, dan kan de lucht, gebruikt 10 voor het verdampte water toegevoegd worden aan de omgevingslucht. Dit levert een toename van de relatieve luchtvochtigheid van maar circa 2%, hetgeen niet significant is.
Eigenlijk is het effect nog gunstiger: Ten 15 gevolge van het verdampen van het water zal de temperatuur van de proceslucht nauwelijks stijgen en in gunstige gevallen zelfs dalen en daarmee zal de temperatuur van de ruimte ook nog eens dalen, in tegenstelling tot bijvoorbeeld WO-A-90/00240.
20 Verder is er geen regeling ter voorkoming van condensvorming meer nodig: houden we de wand niet meer dan vochtig, dan is te begrijpen, dat de wand nooit kouder wordt dan de heersende dauwpuntstemperatuur. Dan stopt de werking aan de binnenkant. Daardoor treedt nooit 25 condensvorming op, omdat gebruik gemaakt wordt van de lucht uit de ruimte in tegenstelling tot de andere voorgestelde oplossrngen waarbij gebrurk gemaakt wordt van lucht uit een tweede ruimte (de buitenwereld) waar de omstandigheden geheel anders kunnen zijn. Daarmee is het 30 systeem intrinsiek condensvrij zonder dat er enige vochtsensor-gerelateerde regeling hoeft worden toegepast.
Als nu ook nog eens gekozen wordt voor een zeer dunne kamer, dat wil zeggen een kamer waarbrj de koude-absorberende zijde en de andere zijde zeer dicht bij 35 elkaar zijn, bijvoorbeeld zogenaamde kanaalplaat, bijvoorbeeld gemaakt van polypropyleen, en één kant van de kanaaltjes, gericht naar de uitgestrekte zijde van de plaat, aan de binnenzijde voorzien wordt van een 11 absorberende laag, kan de plaat zo nu en dan even met water gevuld worden of zou door ieder kanaaltje een druppel "geblazen" kunnen worden ter bevochtiging van de vochtvasthoudende laag. Daarna wordt weer lucht door de 5 kanaaltjes geblazen die, zoals boven werd aangetoond, gewoon aan de lucht in de gebruiksruimtekan worden toegevoegd. Een uitstroomopening naar de buitenwereld is bij zo weinig waterdamp niet nodig.
De koeler zelf is dan maar een paar millimeter 10 dik.
Natuurlijk is dit ook te bereiken met bijvoorbeeld een metalen plaat met daaronder/daarboven een structuur van kanalen die bijvoorbeeld een U-vorm bezitten. Dat scheelt de helft van de kanaaltjes en 15 plaatst de in- en uitstroomopening aan dezelfde kant, hetgeen voordelen kan bieden. Het metaal versterkt de warmte/koudegeleiding hoewel de buitenwanden van de kanaalplaat zo dun bestaan, dat de isolerende waarde van de kunststof geen grote rol speelt. Een metalen, 20 bijvoorbeeld geanodiseerd aluminium plaat is esthetisch beter en ook duurzamer.
Als men deze zeer dun uit te voeren koeler, die bijvoorbeeld aan één zijde voorzien wordt van een klein voorraadvat water en een zeer dunne en daarmee stille 25 ventilator, nu ophangt met de koelende wand naar beneden gericht, dan heeft men een plafond-eilandje dat ook voorzien kan worden van verlichting. Ook zou het goed mogelijk zijn, het eilandje als geluiddempend 'paneel' te gebruiken.
30 Als de koeler boven een tafel geplaatst wordt, absorbeert de koeler ook stralingswarmte van het tafelblad, waardoor de tafel min of meer een passieve stralmgskoeler wordt voor de warmtestraling die het hoofd naar beneden afgeeft. De werking wordt daardoor in 35 belangrijke mate versterkt omdat de zichthoek van de dichtbij hangende koeler t.o.v. een regulier gekoeld plafond op grotere afstand al goed is en dan ook nog effect sorteert door de absorptie naar het tafelblad. Dit 12 voordeel werkt natuurlijk ook bij een gebruikelijk koudeplafond, omdat zo'n koudeplafond ook de stralingswarmte van een tafelblad opneemt. De voorgestelde koeler is echter veel compacter en levert 5 alleen stralingsabsorptie, precies waar deze gewenst wordt.
De dunne versie van de koeler kan zelfs op het tafelblad gelegd worden, vergelijkbaar met een bureau-onderlegger: Dan absorbeert de koeler de stralingswarmte 10 die naar beneden wordt afgegeven direct. Bij gecombineerd gebruik van een boven- en onderkoeler is het effect natuurlijk veel sterker. Eventueel zouden ook nog zijwanden en een achterwand kunnen worden toegevoegd hoewel de capaciteit dan waarschijnlijk te groot wordt en 15 de eenvoud verloren.
De COP (dit is de verhouding van het koelvermogen en het toegevoerde vermogen) van een verdampingskoeler, gebaseerd op water, is erg hoog vanwege de hoge verdampingswarmte van water, grofweg een 20 factor 10 hoger dan van conventionele koeling. De proceslucht is niet of nauwelijks warmer en onder gunstige omstandigheden zelfs koeler dan de instromende lucht en daarmee is de proceslucht bruikbaar als koellucht hoewel de capaciteit uiterst gering zal zijn.
25 Reken daar bij, dat alleen maar op stralingswarmte wordt gerekend, dan is het energieverbruik dubbel voordelig:
Een hoge COP en een zeer gering nodig koelvermogen en ook nog geheel ongevoelig voor luchtstroming ten gevolge van ventilatie.
30 De uitvinding biedt een ideale koeler voor moderne huizen die zeer energie-zuinig zijn en waar het huiskantoor erg warm wordt. Met deze koeler is een aangename werkplek te creëren.
Ook bijvoorbeeld op scholen, waar vaak geen 35 ruimte is voor het later inbouwen van centrale luchtbehandeling, biedt de koeler een oplossing; conventionele compacte airconditioners sorteren hier weinig effect vanwege de hoge ventilatiebehoefte.
13
Het systeem is in temperatuur regelbaar door het aanpassen van de sterkte van de luchtstroom: Zeer lage luchtsnelheden leveren een langzamere verdamping van het water op en daarmee een kleinere temperatuurdaling.
5 Uiteraard gaat de werking verloren als het water uit de vocht-vasthoudende laag verdwenen is.
In een voorkeursuitvoering vertoont de inrichting de bijzonderheid, dat de luchtafvoer buiten de te koelen ruimte uitmondt. Met een dergelijke uitvoering 10 wordt voorkomen, dat de bevochtigde luchtstroom, die waterdamp meevoert, de relatieve vochtigheid in de te koelen ruimte te substantieel verhoogt, hetgeen als onaangenaam kan worden ervaren, hoewel hierboven al werd uitgelegd, dat de verhoging van de luchtvochtigheid onder 15 de meeste omstandigheden zeer beperkt zal zijn, maar onder bepaalde omstandigheden tot condensvorming kan leiden.
Volgens weer een ander aspect van de uitvinding kan de inrichting het kenmerk vertonen, dat de wand 20 althans min of meer horizontaal opgesteld is. Een dergelijke uitvoering heeft het voordeel, dat de inrichting zich volgens in hoofdzaak natuurlijke patronen kan voegen naar de lijnen en vlakken die in de ruimte aanwezig zijn. De inrichting kan hiermee min of meer 25 "optisch wegvallen" in zijn omgeving, hetgeen uit esthetisch oogpunt een zekere voorkeur kan genieten.
Met het oog op een efficiënte verdamping met een zo gering mogelijk debiet van de doorstromende lucht en om er voor te zorgen dat de inrichting zo weinig 30 mogelijk ruimte inneemt, kan de inrichting de bijzonderheid vertonen, dat het huis is uitgevoerd als een hol paneel met een lineaire afmeting dwars op de wand, die ten hoogste 1/10, bij voorkeur 1/20 of met de kanaalplaat misschien zelfs 1/30 tot 1/50, van een 35 representatieve lineaire afmeting, bijvoorbeeld de lengte of de breedte, van de genoemde wand bedraagt.
Deze laatste uitvoering kan in het bijzonder in combinatie met het hiervoor besproken aspecthet kenmerk 14 vertonen, dat de wand althans min of meer horizontaal opgesteld is, bijvoorbeeld als verlaagd plafondpaneel zijn uitgevoerd. Dit kan praktisch en esthetisch sterk de voorkeur verdienen.
5 Het zal duidelijk zijn, dat het van het grootste belang is, dat de langsstromende lucht m staat is met een zo hoog mogelijk rendement aan het binnenvlak van de wand aanwezig water te verdampen om de wand aldus te koelen. Daarom wordt er de voorkeur aangegeven, dat de 10 inrichting zodanig is uitgevoerd, dat het genoemde binnen-oppervlak zodanig is uitgevoerd, dat water zich daarover verspreidt zonder druppelvormmg.
Bijvoorbeeld kan ter bereiking van dit doel de inrichting het kenmerk vertonen, dat het genoemde binnen-15 oppervlak vooraf is onderworpen aan een corona-behandeling.
Als alternatief kan de inrichting zodanig zijn uitgevoerd dat het genoemde binnen-oppervlak is voorzien van een hydrofiele deklaag.
20 In een andere uitvoering kan de inrichting het kenmerk vertonen,dat het genoemde binnen-oppervlak is voorzien van een poreuze deklaag, bijvoorbeeld van een cement, zoals Portland-cement, of een vezelige mat. Als vezelmateriaal voor een mat kan bijvoorbeeld worden 25 gedacht aan een minerale vezels, zoals glaswol of steenwol. Ook kunststofvezels of natuurlijke vezels kunnen worden toegepast.
Om de groei van schimmels en algen en het zich ophopen van kiemen te voorkomen kan aan de deklaag 30 bijvoorbeeld een middel worden toegevoegd, dat deze ongewenste verschijnselen tegengaat. In de literatuur wordt tevens de mogelijkheid geopperd, de relevante oppervlakken te voorzien van een deklaag van Ti02. Een dergelijke deklaag dient continu, althans met enige 35 regelmaat, te worden bestraald met ultraviolette (UV) straling. Het Ti02 werkt als katalysator en de combinatie met ultraviolette straling zorgt voor een zeer sterke kiemdodende werking.
15
De bevochtigingsmiddelen kunnen op elke geschikte wijze worden uitgevoerd. De voorkeur verdient een uitvoering, waarin de bevochtigingsmiddelen een aantal druppelaars of sproeiers omvatten.
5 Om de effectiviteit van de inrichting groter te doen zijn dan mogelijk is met een enkelvoudige, bijvoorbeeld vlakke, wand, kan in een specifieke uitvoering de inrichting de bijzonderheid vertonen, dat althans aan de binnenzijde en althans aan een deel van de 10 warmtegeleidende wand warmtegeleidende oppervlakte-vergrotende middelen toegevoegd zijn, bijvoorbeeld vinnen, welke oppervlakte-vergrotende middelen in rechtstreeks thermisch contact met de wand verkeren.
De inrichting volgens deze laatste uitvoering 15 kan het kenmerk bezitten, dat de oppervlakte-vergrotende middelen aan het binnenoppervlak van de wand zijn toegevoegd. Daarmee wordt het buitenoppervlak niet aangetast, terwijl niettemin het koelrendement van de inrichting aanzienlijk kan verbeteren. Dit aspect zal dan 20 ook het effect hebben, dat de gemiddelde temperatuur van de wand aanzienlijk zal dalen, hetgeen het rendement of de COP (coefficient of performance = prestatie-coëfficiënt) nog verder zal doen toenemen. Hierbij wordt aangetekend, dat bijvoorbeeld een airco-inrichting in een 25 auto een COP (= de verhouding tussen het effectieve koelende vermogen en het toegevoerde, meestal elektrische, vermogen) niet groter dan 2-3 zal zijn. Voor gebruikelijke airco-installaties in vaste opstellingen, dus in huizen, kantoren, fabrieken en dergelijke, wordt 30 met de betere modernere installaties een COP in de orde van 3-6 gerealiseerd. De verdampings-koeler volgens de uitvinding maakt, voorzover nodig, uitsluitend gebruik van een elektrische ventilator en de grote verdampingswarmte van water, zonder dat enige vorm van 35 compressie van een tweefasen-medium noodzakelijk is. Daarmee kan de COP spectaculair hoger zijn dan in het geval van de bekende airco's, bijvoorbeeld 10-20 of zelfs nog meer, bedragen.
16
Hiermee moet tevens worden bedacht, dat de koelinrichting volgens de uitvinding nagenoeg geheel geluidloos werkt.
In een specifieke optionele uitvoering vertoont 5 de inrichting het kenmerk, dat de bevochtigingsmiddelen alleen werkzaam zijn in de stroomopwaartse zone van de wand, zodanig, dat de in die zone gekoelde lucht de resterende, stroomafwaartse zone van de wand afkoelt. Als de proceslucht in deze eerste zone geheel verzadigd zou 10 zijn met water, dan is er nog steeds geen gevaar voor condensvorming in de stroomafwaardse zone van de wand omdat deze tweede zone warmer zal zijn dan de eerste en de oplosbaarheid van waterdamp in lucht toeneemt met de stijging van de temperatuur van de lucht.
15 De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van bijgaande tekeningen van twee willekeurige uitvoeringsvoorbeelden.
In de tekeningen tonen: figuur 1 een ten dele opengewerkt 20 perspectivisch aanzicht van een carrosserie van een auto, die is voorzien van een koelinrichting met elektrische ventilatoren; figuur 2 een met figuur 1 corresponderend aanzicht van een uitvinding die werkt zonder elektrische 25 ventilatoren, maar uitsluitend is gebaseerd op een luchtstroom die optreedt tijdens het rijden van de auto; figuur 3 een met de figuren 1 en 2 corresponderend aanzicht van een uitvoering die zowel op elektrische ventilatoren als op rijwind kan werken; 30 figuur 4 een met de figuren 1, 2 en 3 corresponderend aanzicht, waarin zich uitsluitend aan de stroomopwaartse zijde van de onderwand een vloeistof vasthoudende laag met de bijbehorende bevochtigingsmiddelen aanwezig is; 35 figuur 5 een met de figuren 1-4 corresponderend aanzicht van een uitvoering met een alleen stroomopwaarts aangebrachte vocht vasthoudende laag met bijbehorende bevochtigingsmiddelen, en stroomafwaarts voorzien van 17 oppervlakte-vergrotende middelen, in het bijzonder vinnen; figuur 6 een met de figuren 1-5 corresponderend aanzicht van een uitvoering met voorzieningen voor het 5 gebruik van hemelwater; figuur 7 een gedeeltelijk opengewerkt perspectivisch aanzicht vanaf de onderzijde van een als plafondpaneel uitgevoerde inrichting volgens de uitvinding ten gebruike in een kamer of vergelijkbare 10 ruimte; figuur 8 een gedeeltelijk opengewerkt perspectivisch aanzicht vanaf de bovenzijde van de inrichting volgens figuur 7; figuur 9 een kunststof kanaalplaat, die een 15 grote gelijkenis vertoont met bijvoorbeeld golfkarton; figuur 10 een metalen plaat waarop een plaat is aangebracht met min of meer U-vormige kanalen; figuur 11 een koeler volgens de uitvinding die op een tafelblad is gelegd, voorzien van een 20 waterreservoir en ventilator; en figuur 12 een gedeeltelijk opengewerkte aanzicht van een koeler die gebruikt kan worden op een tafelblad, voorzien van een kleine axiale ventilator en een druppelreservoir.
25 Figuur 1 toont de carrosserie 1 van een auto met een koelinrichting 2 volgens de uitvinding. De koelinrichting is uitgevoerd als een ondiep paneel met een binnenruimte 10 en wordt aan de bovenzijde begrensd door het auto-dak 3 en aan de onderzijde door een 30 horizontale wand 4, die ten opzichte van gebruikelijke auto's de plaats inneemt van het zogenaamde "hemeltje". Het binnenoppervlak van de onderwand 4 is voorzien van een vloeistof vasthoudende laag 5, bijvoorbeeld bestaande uit Portland-cement of een dunne laag vezelmateriaal. De 35 laagdikten kunnen bijvoorbeeld in de orde van 0,1-0,3 mm zijn. Aan de laag 5 wordt een geschikte, gemakkelijk verdampende vloeistof, bijvoorbeeld water, toegevoerd door een patroon van sproeiers 6, die zorgen voor een 18 gelijkmatige bevochtiging van de laag 5. De sproeiers ontvangen water via een niet-getekend leidingsysteem, aangesloten op een leiding 24 en een voorraad-tank 22 met een vuldop 28. Door middel van een eenvoudige pomp 23, 5 bijvoorbeeld een pomp van het type dat wordt gebruikt voor het afgeven van ruitensproeier-vloeistof, kan intermitterend, al naar gelang de behoefte water onder druk aan de sproeiers 6 worden toegevoerd.
Op een geschikte locatie zijn ventilatoren 7 10 aangebracht, die met pijlen 8 aangeduide lucht, betrokken uit de cabine van de auto, via de holle stijlen 9 inblazen in de ruimte 10, zodanig dat de ingeblazen lucht 8 over de bevochtigde laag 5 stroomt en aan de achterzijde de inrichting 2 verlaat, volgens pijlen 11, 15 eveneens via holle stijlen 9. Als gevolg van het over de natte laag 5 stromen van een stroom niet-verzadigde lucht verdampt het in die laag 5 aanwezige water, hetgeen op bekende wijze een sterk koelend effect heeft. Daardoor koelt de wand 4 af.
20 Zo is een wand in de nabijheid van het hoofd van de gebruikers geplaatst, die een lagere temperatuur heeft dan de lucht waarnaar deze gericht is, waardoor een netto stralingabsorberend effect ontstaat, bovendien in de buurt van het hoofd, relatief de grootste straler en 25 zeker het meest gevoelig voor de perceptie van koude en warmte. In de getoonde uitvoering wordt de proceslucht naar buiten afgevoerd. De reden daarvoor is, dat de ruimte van de cabine van een auto zo beperkt is, dat de luchtvochtigheid door het vanwege het koelen verdampte 30 water hier wel snel kan toenemen, hetgeen onprettig kan zijn.
De ventilatoren 7 zijn als overdruk-ventilatoren geplaatst, derhalve aan de stroomopwaartse zijde van de inrichting 2. Als alternatief zouden de 35 ventilatoren 7 ook als onderdruk- of zuigventilatoren kunnen worden geplaatst en derhalve aan de stroomafwaartse zijde van de inrichting 2 kunnen zijn opgesteld.
19
Figuur 2 toont een variant, waarin de invoer-luchtstroom 8 niet wordt gegenereerd door ventilatormiddelen, zoals in figuur 1, maar via gunstig geplaatste uitstroomopeningen naar de buitenwereld 125 en 5 126 die geplaatst zijn op een plek in de buitenzijde van de auto waar gedurende het rijden onderdruk heerst of een zeer hoge luchtsnelheid waardoor de uitstromende lucht 11 wordt weggezogen en daarmee de luchtstroom 8 de ruimte 10 ingezogen wordt. Aan de achterzijde van de ruimte 10 10 bevinden zich afvoeropeningen 113, die door middel van kleppen 125, die worden bediend door actuatoren 126, kunnen worden geopend en gesloten. Uitsluitend in geval van enige substantiële voertuigsnelheid zal de koelinrichting volgens figuur 2 functioneren.
15 Figuur 3 toont een uitvoering, waarin zowel gebruik is gemaakt van de ventilatoren 7 als de uitstroomopeningen 113. De kleine ventilator in de middenstijl is weggelaten, terwijl de luchtstroom van de aan de voorzijde van het voertuig aangebrachte ventilator 20 desondanks zorgt voor luchtstroming ter plaatse.
Overigens zouden de ventilatoren 7 rechtstreeks in onderwand 4 kunnen worden opgenomen.
Figuur 4 toont een uitvoering, waarin de warmtegeleidende onderwand over ongeveer de helft van 25 zijn lengte in de stromingsrichting van de lucht vanaf de invoerzijde is voorzien van een waterverspreidende en/of watervasthoudende laag, bijvoorbeeld een dunne laag Portland-cement. Uitsluitend in die zone zijn de sproeiers 6 geplaatst. In de uitvoeringen volgens de 30 figuren 1, 2 en 3 zijn die in een regelmatig patroon verspreidt over het gehele oppervlak geplaatst. De tweede helft van de onderwand, warmer dan de eerste helft, kan de doorgevoerde, bevochtigde en onder ideale omstandigheden afgekoelde lucht vervolgens weer opwarmen, 35 waardoor de temperatuur van de tweede helft van de onderplaat afneemt, terwijl door de gestegen luchttemperatuur de oplosbaarheid van waterdamp toeneemt waardoor gevaar op condensvorming in ruimte 10 afneemt.
20
Figuur 5 toont een variant van de uitvoering volgens figuur 4, waarin aan de stroomafwaartse zijde oppervlakte-vergrotende middelen 14 zijn aangebracht aan de warmtegeleidende onderwand. Dergelijke vinnen kunnen 5 bijvoorbeeld zijn vervaardigd van een warmtegeleidend materiaal als koper of aluminium.
Figuur 6 toont een uitvoering, waarin hemelwater, in het bijzonder regenwater, wordt verzameld via een opvangbak 29 die afwatert in een reservoir 22, 10 dat bovendien voorzien kan worden van een vuldop, via een leiding 30 en via de dakgoot 31 via een leiding 30 in bijvoorbeeld een tweede reservoir 22, dat ook is voorzien van een vuldop 28 met een pomp 23 en een leiding 24, die aansluit op het niet-getekend leidingensysteem en de 15 sproeiers 6, waarbij de verbindingsleiding 32 het water uit de dakgoot 31 aan de andere zijde aanvoert.
De inrichting volgens figuur 3 in een auto kan aldus zonder externe energietoevoer werken, of eventueel op met zeer gering energieverbruik, namelijk het 20 optionele verbruik van de ventilatormiddelen 7. Dat schept additionele mogelijkheden: Stel dat de auto wordt geparkeerd in de zon en het dak zou zijn voorzien van foto-voltaïsche panelen. Dergelijke panelen, ingebouwd in een dak van een auto, zijn bijvoorbeeld bekend van de 25 Duitse autofabrikant Audi. Audi levert als optie een zonnedak dat bij een toereikende instraling van zonlicht een elektrische ventilator voedt die het interieur tijdens het parkeren ventileert, waardoor de temperatuur in het interieur minder extreem toeneemt dan in het geval 30 van een niet-geventileerde cabine. Een dergelijk bekend systeem koelt feitelijk niet, maar ventileert slechts.
Als de van het zonnepaneel afkomstige elektrische energie nu in de configuratie volgens figuur 1 wordt gebruikt in combinatie met de inrichting 2, wordt een koelend effect 35 gerealiseerd met een fractie van de energie, benodigd voor spui-ventilatie. Er vindt koeling plaats op de positie waar hij het meeste invloed heeft, namelijk aan de bovenzijde waar zich na het instappen van personen hun 21 hoofden bevinden zodat deze personen het behaaglijke effect van stralingsabsorptie beleven.
Opgemerkt wordt, dat het als zinvol wordt beschouwd, in deze toepassing het binnenoppervlak van het 5 dak 3 van de ruimte 10 te isoleren, bijvoorbeeld door middel van een laag geëxpandeerd polystyreen-schuim. Hiermee wordt voorkomen, dat het koelende effect als gevolg van de werking van de koelinrichting ten dele teniet wordt gedaan door een te sterke opwarming onder 10 invloed van zonne-instraling.
De figuren 7 en 8 tonen een paneelvormige koelinrichting 15 volgens de uitvinding, bestemd om bijvoorbeeld aan een plafond te worden opgehangen of daarin verdiept te worden geplaatst. Waar toepasselijk en 15 zinvol, zijn voor de figuren 7 en 8 dezelfde verwijzingsgetallen gebruikt als in figuur 1.
In plaats van een op afstand geplaatste ventilator omvat de inrichting 15 twee tangentiële ventilatoren 16 die een geringe diameter hebben en een 20 lengte bezitten, die ongeveer de helft bedraagt van de breedte van de inrichting 15. Omwille van de mechanische stijfheid vertoont de inrichting twee compartimenten die door een verticale scheidingswand 17 van elkaar gescheiden zijn. Dit principe is in het kader van de 25 uitvinding meer algemeen toepasbaar in het kader van het gebruik van modulariteit.
Aan de uitblaaszijde vertoont de bovenwand 18 twee afvoerspleten 19, die uitmonden in respectieve plenumkamers 20, die de gekoelde bevochtigde lucht 11 30 afvoeren via een afvoeropening 21, die bijvoorbeeld via een leiding buiten de gebruiksruimte uitmondt. In een niet-getekende alternatieve uitvoering zouden de ventilatoren 16 ook aan de afvoerzijde geplaatst kunnen zijn en wordt lucht ingezogen via de plenumkamers 20.
35 In een verdere, niet-getekende alternatieve uitvoering zouden de plenumkamers achterwege gelaten kunnen worden, omdat de door verdamping van water bevochtigde, door kamer 10 gestroomde lucht onder 22 gebruikelijke omstandigeheden weinig invloed zal hebben op de relatieve luchtvochtigheid in gebouwen.
Deze inrichting zou ook kunnen worden aangesloten op de ventilatie-inrichting of ontluchting 5 van een gebouw of een eventueel aanwezige "zonneschoorsteen", waarbij op basis van een thermosifonwerking de gehele afzuiging volledig passief kan plaatsvinden.
Figuur 9 toont een zogenaamde kanaalplaat 39, 10 een paneel, dat is opgebouwd uit twee platen met daartussen onderling evenwijdige ribben, een grote gelijkenis vertoont met golfkarton, en op een vergelijkbare manier als behuizing voor de koeler zou kunnen worden gebruikt als de behuizing van de koeler 15 volgens figuur 7 en figuur 8.
Waar toepasselijk en zinvol, zijn voor de figuren 9, 10, 11 en 12 dezelfde verwijzingsgetallen gebruikt als in de figuren 1 tot en met 9.
De in de figuur onderste plaat 4 is aan de naar 20 de binnenzijde van het paneel gerichte zijde voorzien van een vochtvasthoudende laag 5. De tweede plaat van de kanaalplaat vormt de wand 18. De tussenliggende ribben zijn te vergelijken met de verstevigingen 17.
Kanaalplaten zijn bijvoorbeeld te verkrijgen uitgevoerd 25 in PMMA (PolyMethylMethAcrylaat), PC (PolyCarbonaat) en PP (PolyPropyleen). De laatste uitvoering is overwegend zeer dunwandig. Gangbare uitvoeringen wegen 300-500 gram per vierkante meter bij een paneeldikte van 3-5 mm.
Figuur 10 toont een variant van de kanaalplaat 30 volgens figuur 9. De onderste plaat 4 is nu bijvoorbeeld een metalen plaat waarop een tweede metalen plaat 40 is aangebracht met min of meer U-vormige kanalen. In de kanalen is aan de naar de tweede plaat 40 gerichte zijde van uitgestrekt vlak 4 een vochtvasthoudende laag 5 35 aangebracht.
Door eerst het koelende medium, bijvoorbeeld water, volgens pijlen 41 door de U-vormige kanalen te voeren en af te voeren volgens pijlen 42 wordt de 23 vochtvasthoudende laag 5 bevochtigd. Vervolgens wordt lucht uit de gebruiksruimte volgens pijlen 41 door de U-vormige kanalen gevoerd en afgevoerd volgens pijlen 42.
Figuur 11 toont een koeler, vergelijkbaar met 5 die van figuur 8 en 9, die is neergelegd op een tafelblad 44.
De plaat 4 is nu, in tegenstelling tot de plafondplaat volgens figuur 8 en 9, naar boven gericht. Vanuit het waterreservoir 43 wordt intermitterend 10 koelmiddel, bijvoorbeeld water, toegevoerd naar de kanalen van kanaalplaat 39 volgens figuur 9 om de niet-getekende vochtvasthoudende laag 5 te bevochtigen. De tangentiële ventilator 16 voert lucht door de kanalen van kanaalplaat 39 zodat de plaat 4 door de onttrekking van 15 verdampingswarmte door verdamping van het koelmiddel afkoelt.
Figuur 12 toont een gedeeltelijk opengewerkt aanzicht van een koeler, vergelijkbaar met die van figuur 11, waarbij een axiale ventilator 48 via een plenum kamer 20 47 lucht door kanaalplaat 39 blaast. De plaat 4 is hier weer naar boven gericht.
Koelmiddel, bijvoorbeeld water, druppelt via geschikt gedimensioneerde gaten uit het reservoir 45 in de kanalen van kanaalplaat 39 ter bevochtiging van de in 25 de tekening niet zichtbare vochtvasthoudende laag 5. Eventueel overtollig koelmiddel wordt opgevangen in het reservoir 46. Uit het reservoir 46 kan het koelmiddel worden teruggepompt naar het reservoir 45 of door middel van capillaire werking terugvloeien naar het reservoir 30 45. Ook is het denkbaar, dat het overtollige koelmiddel handmatig wordt teruggeschonken in reservoir 45.
Deze koeler zou in deze uitvoering opnieuw op een tafelblad gelegd kunnen worden. Als de kanaalplaat 39 over 180° gedraaid wordt om de lengte-as van de kanalen, 35 ontstaat opnieuw een plafondplaat.
Voor zowel de getekende uitvoering van de figuren 1 tot en met 6 voor toepassing in bijvoorbeeld voertuigen, figuren 7 en 8 als plafondplaat en 9 tot en 24 met 12 als zeer dun uitgevoerde koeler, zowel als plafond- als bijvoorbeeld tafelbladkoeler geldt, dat, onder gebruikmaking van bijvoorbeeld glas, PMMA en PC als materiaal voor de voor de werking belangrijke platen van 5 de kamer waardoorheen lucht gevoerd wordt, waarop op de relevante zijden volgens 5 een vochtvasthoudende laag wordt aangebracht die transparant is, zoals bijvoorbeeld een doorzichtige, hygroscopische polymeer, een doorzichtige koeler gemaakt kan worden.
10 In plaats van een vochtvasthoudende laag 5 zou ook een ander middel ter verkleining van de oppervlaktespanning van het koelmiddel, bijvoorbeeld water, gebruikt kunnen worden. Hierbij kan worden gedacht aan een langzaam zelf-opofferende laag van een 15 zeepachtige substantie, een oppervlaktebehandeling als een corona-behandeling of oppervlakte-ruwing.
Ook deze alternatieven voor de vochtvasthoudende laag kunnen geheel doorzichtig zijn, zeker als ze enigszins bevochtigd zijn.
20 Het zichtbaar zijn van het koelmiddel, bijvoorbeeld water, zou bovendien een placebo-effect kunnen opwekken bij de personen in de gebruiksruimte.

Claims (12)

1. Inrichting voor het teweeg brengen van een koelend effect in een ruimte, bijvoorbeeld een 5 verblijfsruimte, een kantoorruimte, een woonkamer, of een cabine in een vervoermiddel, zoals een auto, een boot of een vliegtuig of dergelijke, gekenmerkt door een huis met een warmtegeleidende wand, welk huis 10 een voor lucht doorstroombare kamer begrenst; een aan de kamer aansluitende luchttoevoer die aan de genoemde ruimte aansluit; een aan de kamer aansluitende luchtafvoer; luchttransportmiddelen, bijvoorbeeld 15 ventilatormiddelen, voor het van de luchttoevoer via de kamer naar de luchtafvoer transporteren van lucht; en bevochtigingsmiddelen voor het met een verdampbare vloeistof, bijvoorbeeld water, bevochtigen van het binnenoppervlak van de genoemde wand; 20 een en ander zodanig, dat door de luchttransportmiddelen getransporteerde lucht via de luchttoevoer in de kamer wordt ingevoerd, in de kamer langs het bevochtigde binnenoppervlak van de genoemde wand strijkt en via de luchtafvoer uit de kamer 25 wordt afgevoerd, waardoor aan het warmtegeleidende binnenoppervlak aanwezig water verdampt en door de langsstromende lucht wordt meegevoerd, en de genoemde wand wordt afgekoeld.
2. Inrichting volgens conclusie 1, waarin de luchtafvoer buiten de te koelen ruimte uitmondt.
3. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarin de wand althans min of meer horizontaal opgesteld is.
4. Inrichting volgens een der voorgaande 5 conclusies, waarin het huis is uitgevoerd als een hol paneel met een lineaire afmeting dwars op de wand, die ten hoogste 1/10, bij voorkeur 1/20, meer bij voorkeur 1/30 tot 1/50, van een representatieve lineaire afmeting, bijvoorbeeld de lengte of de breedte, van de genoemde wand bedraagt. 10
5. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarin het genoemde binnen-oppervlak zodanig is uitgevoerd, dat water zich daarover verspreidt zonder druppelvorming. 15
6. Inrichting volgens conclusie 5, waarin het genoemde binnen-oppervlak vooraf is onderworpen aan een corona-behandeling.
7. Inrichting volgens conclusie 5, waarin het genoemde binnen-oppervlak is voorzien van een hydrofiele deklaag.
8. Inrichting volgens conclusie 5, waarin het 25 genoemde binnen-oppervlak is voorzien van een poreuze deklaag, bijvoorbeeld van een cement, zoals Portland-cement, of een vezelige mat.
9. Inrichting volgens een der voorgaande 30 conclusies, waarin de bevochtigingsmiddelen een aantal druppelaars of sproeiers omvatten.
10. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarin althans aan de binnenzijde en althans aan een deel van de warmtegeleidende wand warmtegeleidende oppervlakte-vergrotende middelen toegevoegd zijn, bijvoorbeeld vinnen, welke oppervlakte-vergrotende middelen 5 in rechtstreeks thermisch contact met de wand verkeren.
11. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarin de oppervlaktevergrotende middelen aan het binnenoppervlak van de wand zijn toegevoegd. 10
12. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarin de bevochtigingsmiddelen alleen werkzaam zijn in de stroomopwaartse zone van de wand, zodanig, dat de in die zone gekoelde lucht de resterende, stroomafwaartse 15 zone van de wand afkoelt.
NL2004107A 2009-01-18 2010-01-18 Koelinrichting. NL2004107C2 (nl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2004107A NL2004107C2 (nl) 2009-01-18 2010-01-18 Koelinrichting.

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2002424 2009-01-18
NL2002424 2009-01-18
NL2004107 2010-01-18
NL2004107A NL2004107C2 (nl) 2009-01-18 2010-01-18 Koelinrichting.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NL2004107A NL2004107A (nl) 2010-07-20
NL2004107C2 true NL2004107C2 (nl) 2010-11-10

Family

ID=41263994

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL2004107A NL2004107C2 (nl) 2009-01-18 2010-01-18 Koelinrichting.

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9829207B2 (nl)
EP (1) EP2379949B1 (nl)
ES (1) ES2791424T3 (nl)
NL (1) NL2004107C2 (nl)
PL (1) PL2379949T3 (nl)
WO (1) WO2010082828A2 (nl)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9517681B2 (en) * 2009-08-21 2016-12-13 Martin A. Alpert Apparatus and method for radiant heating and cooling for vehicles
EP2413050A1 (en) * 2010-07-28 2012-02-01 Hendrik Boekhout System for influencing temperature of buildings or apparatus
US9370882B2 (en) * 2010-10-22 2016-06-21 Tata Technologies Pte Limited Cost effective and efficient air circulation system for a vehicle having rotomolded body assembly
CN102358143A (zh) * 2011-07-29 2012-02-22 齐峰 汽车空调系统
CN102358144B (zh) * 2011-08-23 2014-08-20 童明伟 水循环式车用辐射板空调系统
US9958173B1 (en) * 2011-09-08 2018-05-01 Northwest Renewable Energy Corp. Solar powered roof ventilation system
WO2013145172A1 (ja) * 2012-03-28 2013-10-03 トヨタ自動車株式会社 車両用空調装置
JP6289881B2 (ja) * 2013-11-26 2018-03-07 株式会社前川製作所 車両用空調装置
CN121621245A (zh) * 2015-12-16 2026-03-10 普渡研究基金会 用于冷却动物的系统和方法
CN106864214B (zh) * 2017-04-10 2023-03-31 福建农林大学 汽车仪表台降温装置及其工作方法
AT521450A1 (de) * 2018-06-17 2020-01-15 Enio Gmbh Kompakte adiabatische kühlanlage mit strahlungsanteil
DE102021204387A1 (de) 2021-04-30 2022-11-03 Volkswagen Aktiengesellschaft Fahrzeug mit Brennstoffzellenantrieb, wobei der Brennstoffzellenantrieb eine Wasserableitung aufweist und eine mittels Verdunstung von Wasser gekühlte Fahrgastzelle
WO2025217540A1 (en) * 2024-04-12 2025-10-16 Whiskey Lima Corporation System and method for monitoring and purging atmosphere in a confined space

Family Cites Families (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL56913C (nl) *
US2151097A (en) * 1935-09-09 1939-03-21 Evans Prod Co Means and method for cooling vehicle bodies
GB464415A (en) 1935-10-17 1937-04-19 Frank Herbert Improvements in and relating to the cooling of moving vehicles
US2213421A (en) * 1937-06-16 1940-09-03 Niagara Blower Co Evaporative cooling system
US2276970A (en) * 1940-04-23 1942-03-17 Hibberd Frederick Hyde Air conditioning system
FR938013A (fr) * 1944-08-05 1948-09-02 Ingbureauv H E Handl Nv Frigidaire
US2552819A (en) 1946-07-08 1951-05-15 Schwarzmayr Ludwig Refrigerating device for cars
FR935697A (fr) * 1946-10-31 1948-06-28 Appareil rafraichisseur ménager
BE510847A (nl) 1951-04-23
US3524398A (en) * 1968-06-17 1970-08-18 John C Winfrey Air conditioning system for vehicle operator enclosure
US3738621A (en) * 1969-11-10 1973-06-12 Everkool Inc Evaporative cooler
US3606982A (en) * 1969-11-10 1971-09-21 Everkool Inc Evaporative cooler
US3964268A (en) * 1974-10-03 1976-06-22 Diperi Leonard J Energy conservation housing
US4261930A (en) * 1976-06-14 1981-04-14 Byco Sales, Ltd. Evaporative cooling system
US4094935A (en) * 1976-12-03 1978-06-13 Walker Manufacturing Company Evaporative cooling system
FR2467761A1 (fr) * 1979-10-18 1981-04-30 Lyon Roland Climatiseur par evaporation d'eau pour cabines d'engins
JPS57179553A (en) * 1981-04-27 1982-11-05 Mitsubishi Electric Corp Air-cooling method through evaporation and cooling of water
US6327994B1 (en) * 1984-07-19 2001-12-11 Gaudencio A. Labrador Scavenger energy converter system its new applications and its control systems
JPH0759993B2 (ja) 1988-06-30 1995-06-28 株式会社小松製作所 輻射型局所冷房機
IL85817A (en) * 1988-03-22 1993-03-15 Dsb Eng Ltd Evaporative cooler
WO1990015956A1 (fr) 1989-06-15 1990-12-27 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Lieu de travail equipe d'une paroi de climatisation radiante
US4953831A (en) * 1989-06-21 1990-09-04 Cool Pet Industries, Inc. Evaporative air cooler
US5112535A (en) * 1990-09-07 1992-05-12 Roberson Joe E Vehicle having a cooling system
US5361600A (en) * 1991-08-02 1994-11-08 Kelley Franklyn F Evaporative cooler with scrubber system
US5168722A (en) * 1991-08-16 1992-12-08 Walton Enterprises Ii, L.P. Off-road evaporative air cooler
US5187946A (en) * 1991-09-24 1993-02-23 Yefim Rotenberg Apparatus & Method for indirect evaporative cooling of a fluid
US5315843A (en) * 1992-08-13 1994-05-31 Acma Limited Evaporative air conditioner unit
US5529536A (en) * 1994-06-07 1996-06-25 Sizemore; Timothy J. Evaporative cooling/humidifing of a motor vehicle's interior air, utilizing the vehicle's as designed powered ventalation system
US5453223A (en) * 1994-09-12 1995-09-26 Acma Limited Method of air cooling and heat exchange apparatus
DE19512048A1 (de) * 1995-03-31 1996-10-02 Behr Gmbh & Co Fahrzeugklimatisierungseinrichtung
GR1002913B (el) * 1997-05-15 1998-05-25 Συστημα ατμοψυξεως
ES2159486B1 (es) * 1999-04-12 2002-05-01 Col Ven Sa Climatizador de aire para cabinas de transportes y metodo para instalarlo sobre un techo inclinado.
ES2159485B1 (es) * 1999-04-12 2002-05-01 Col Ven Sa Unidad evaporadora para climatizador de aire
AU6228999A (en) * 1999-10-22 2001-04-30 Seft Development Laboratory Co., Ltd. Cooling device
US6776001B2 (en) * 2000-02-07 2004-08-17 Idalex Technologies, Inc. Method and apparatus for dew point evaporative product cooling
US6497107B2 (en) * 2000-07-27 2002-12-24 Idalex Technologies, Inc. Method and apparatus of indirect-evaporation cooling
US6408633B1 (en) * 2000-08-08 2002-06-25 Instatherm Company Interfacing of thermal storage systems with air conditioning units
JP4423792B2 (ja) * 2000-09-14 2010-03-03 株式会社デンソー 沸騰冷却装置
CN100380082C (zh) * 2000-09-27 2008-04-09 埃达雷克斯技术公司 用于露点蒸发冷却器的方法和板设备
US6705096B2 (en) * 2000-09-27 2004-03-16 Idalex Technologies, Inc. Method and plate apparatus for dew point evaporative cooler using a trough wetting system
US20020078704A1 (en) * 2000-12-26 2002-06-27 Stich John L. Two stage evaporative cooling apparatus
US6915654B2 (en) * 2001-06-20 2005-07-12 Ross Johnson Portable cooling mechanism
US6669556B2 (en) * 2001-10-16 2003-12-30 James Cameron Gautney Outdoor fan system
US20030136143A1 (en) * 2002-01-24 2003-07-24 Robert Edwin Johnson Evaporative cooling device
US6546744B1 (en) * 2002-02-28 2003-04-15 Billy Cavender Recreational vehicle heat transfer apparatus
US6546743B1 (en) * 2002-07-02 2003-04-15 Marcus Ray Sullivan Mobile cooling apparatus
US20060032258A1 (en) * 2002-08-23 2006-02-16 Roger Pruitt Cooling assembly
DE20312603U1 (de) * 2003-08-14 2004-01-15 Kickelhayn, Horst Anordnung zur Verbesserung der Raumatmosphäre in einem Tunnelbau, insbesondere einer U-Bahnstation
GB0324348D0 (en) * 2003-10-17 2003-11-19 Oxycom Bv Heat exchange laminate
FR2865795B1 (fr) * 2004-01-30 2006-04-07 Dominique Christian Ausseil Refroidisseur/conditionneur d'air
ATE468516T1 (de) * 2004-02-18 2010-06-15 Idalex Technologies Inc Plattenmassen- und -wärmetauscher mit randverlängerung
KR100607204B1 (ko) * 2004-06-18 2006-08-01 (주) 위젠글로벌 냉각유체의 증발 냉각방법 및 그 장치
JP3796505B2 (ja) * 2004-07-29 2006-07-12 シャープ株式会社 冷却庫
US7395676B2 (en) * 2004-08-10 2008-07-08 Steve White Collapsible misting fan apparatus
BRPI0520640A2 (pt) * 2005-10-18 2009-10-06 Medclan sistema de climatização para a climatização de uma ou várias peças ou de habitáculos fechados
US20070089448A1 (en) * 2005-10-20 2007-04-26 Portable Misting Systems, Llc Portable misting system
GB0600274D0 (en) * 2006-01-09 2006-02-15 Oxycell Holding Bv Cooling and ventilation device
US7654307B2 (en) * 2006-01-18 2010-02-02 Delphi Technologies, Inc. Evaporative cooler assisted automotive air conditioning system
US20080041083A1 (en) * 2006-08-15 2008-02-21 Al-Garni Ahmed Z Low-cost air conditioning system for open area
KR101013896B1 (ko) * 2007-10-25 2011-02-14 현대자동차주식회사 차량용 쿨링시스템
US20100018234A1 (en) * 2008-07-21 2010-01-28 Idalex Technologies, Inc. Fabrication materials and techniques for plate heat and mass exchangers for indirect evaporative coolers
AU2008359842B2 (en) * 2008-07-22 2013-05-02 A.T.E. Enterprises Private Limited Systems and methods for indirect evaporative cooling and for two stage evaporative cooling
KR101367021B1 (ko) * 2012-05-23 2014-02-24 삼성전기주식회사 전력 모듈용 방열 시스템
US20150343881A1 (en) * 2014-05-27 2015-12-03 Alliance For Sustainable Energy, Llc Evaporative cooling cycling using water condensate formed in a vapor-compression a/c system evaporator
US10336160B2 (en) * 2015-08-11 2019-07-02 Fernando Celso Sodre Vergamini Vehicular cooling system

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010082828A2 (en) 2010-07-22
NL2004107A (nl) 2010-07-20
EP2379949B1 (en) 2020-02-26
EP2379949A2 (en) 2011-10-26
US20110269388A1 (en) 2011-11-03
ES2791424T3 (es) 2020-11-04
WO2010082828A3 (en) 2010-10-07
US9829207B2 (en) 2017-11-28
PL2379949T3 (pl) 2020-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL2004107C2 (nl) Koelinrichting.
US8079898B1 (en) Air cooling system for a building structure
EP2679922B1 (en) Heat pump system and air-conditioner
US20150338108A1 (en) Air conditioning system and operation method for air conditioning system
JP2009079783A (ja) 換気空調装置
CN107995944B (zh) 用于对房间进行空气调节的装置和方法
CN102230648A (zh) 一种由循环空气载能的天花板辐射换热空调方法
CA2583276A1 (en) Cooling assembly
JP5272360B2 (ja) 換気空調装置
JP5967581B2 (ja) 空気調和機
JP5285179B1 (ja) 空気調和機
WO2018066994A1 (en) Method and devices for building cooling
CN216114414U (zh) 除湿装置及具有除湿功能的取暖器
JP6208194B2 (ja) 空調換気システム
JP5228344B2 (ja) 換気空調装置
JP6811543B2 (ja) 放射冷暖房装置
JP6811542B2 (ja) 放射冷暖房システム
US8006962B2 (en) Humidifier with louvered air intake
WO2021038893A1 (ja) クールベンチシステム
JP4698204B2 (ja) 建物の室内空調システム
JP2008281285A (ja) 空気調和システム及び建物
RU2282108C1 (ru) Поквартирная система вентиляции, отопления и кондиционирования в многоэтажных жилых зданиях
JP2008075922A (ja) 調湿冷暖房装置及びそれを用いた空間構造
JP2011085373A (ja) 屋外設置型ヒートポンプ式加湿装置
JP5802039B2 (ja) 蓄冷・放冷及び蓄湿・放湿による天井放射冷房システム

Legal Events

Date Code Title Description
SD Assignments of patents

Effective date: 20121219

MM Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20220201