EOS-LT project Renewable CoolingDoorkijk: Naar duurzame toekomst?AFSG Wageningen UR (Jan Broeze, Leo Lukasse)TNO Bouw en Ondergrond (Sietze van der Sluis)NVKLR&R Systems

Ambitie

Economisch haalbaar maken van klimaatneutrale koudetechnieken

door: import van kennis van Renewable Cooling principesuitwerken mogelijkheden voor NL condities +

toepassingen“ontwerpen”: optimale inzet van Renewable Cooling

systemen

Renewable Cooling principes

Renewable Cooling =koelen onder omgevingstemperatuur,gebruik makende van natuurlijke koudebronnen,stand-alone of in combinatie met mechanische koeling.

Optimaliseer haalbaarheid doorgebruik van buffersintelligent sturen + anticiperen

Potentie Renewable Cooling voor toepassingsgebieden

Utiliteit ++ beperkte behoefte koelzekerheidRC rendabel voor duurzame warmte en koude

Woningbouw + kleinschaligbeperkte schaalvoordelen investeringen

Industriële koeling

+/– noodzaak koelzekerheidbeperkt koelvermogen uit natuurlijke bronnen

Koeling detailhandel

+/– koelen + vriezen; noodzaak koelzekerheidhoge koellast

Intro Renewable Cooling techniekenVoorbeelden maken gebruik van:

verdampingskoeling (direct, indirect) absorptiekoeling, aangedreven door restwarmte + warmte

van zonlicht compressor, aangedreven door wind night radiation restkoude en natuurlijke koude (uit bodem, zee, nacht, …) koude buffering (o.a. aquifers, phase change materials) …

Algemene eigenschappen Renewable Cooling technieken

• vergen hoge investeringen• variabele kosten (energie) relatief laag• veelal ‘laagwaardige koude’

Biedt Renewable Cooling perspectief?

01002003004005006007008009001000

Outdoor temperature distribution The Netherlands (°C)

Ho

urs

per

yea

r

Gematigd klimaat NL:• veel ruimte voor duurzame klimatisering (div. opties)• koeltechniek vereist aanvullende maatregelen

RC koeling: verdampingskoeling

Rendabel voor klimatisering(knelpunt koelzekerheid)

Voor koeltechnische toepassingen: haalbaarheid lage temperaturen koelzekerheid

01002003004005006007008009001000

Outdoor temperature distribution The Netherlands (°C)

Ho

urs

per

yea

r

RC koeling: absorptie/adsorptiekoeling

Benutting warme bron:restwarmte:

(vissers)schepenauto-aircoindustrieeletc.

veelal rendabel en duurzaam bij “gratis” / CO2-vrije restwarmte

zon toenemende populariteit in ZO-Azië, USA, …daar rendabel voor klimatisering

RC koeling: vrije koelingstechnieken

Heat pipes: theoretisch geschikt voor kleinschalige systemen

(koelkast)nog niet marktrijp

Night radiation (omgekeerde zonnecollectoren)onderkoeling t.o.v. omgevingstemperatuursterk afhankelijk van weer

RC koeling: natuurlijke en rest-koude

WarmtewielToegepast in datahotels

(klimatisering met relatief hoge temp.)

Sea Water AirConditioningdiep zeewater: ± 2°C (voor kust Curaçao, Hawaï)niet beschikbaar in Noordzee

Nabij Amsterdam wordt koude uit meren gebruikt voor klimatisering

LNG terminal + gasexpansie => koudedistributie-net op Maasvlakte?

Beperkingen RC koeltechnieken=>Hybride oplossingen?

Integreren RC met mechanische koeling: liquid subcooling: nakoelen gecondenseerd koudemiddel

(tot 10% rendementswinst)

duurzaam koelen condensor warmteterugwinning van warmte condensor

Gangbare koeltechniek voor pieken/koelzekerheid

RC koeling: warmte/koude buffering

Seizoensbuffering (aquifers)Gevestigde techniekRendabel bij verwarming + koeling (klimatisering)Ontwikkelingslijnen:

rendement warmtepompwarmtewisselaars

Korte-termijn opslag (warmte, koude, phase change mat.):

kosten gaan omlaag, instelbare overgangstemp.driver: ontwikkelingen in ZO-Azië

Thermo-chemische opslag (geen warmteverlies bij opslag):

onderzoeksfase (bufferend vermogen, temp.niveaus)

Optimale inzet Renewable Cooling NLGa uit van dynamiek (weer, warmtelast, product, …)

Keuzes/optimaliseren: benuttingspatroon uit koudebuffer management koudebuffer:

veel laagwaardige of hoogwaardigere maar minder

wanneer moet het gangbare koelsysteem bijspringen?minimaliseren energiekosten, met onzekerheidacceptabele condities vanuit optiek ‘productkwaliteit’

Nieuwe sturingssoftware “Weer-In-Control” aardappelbewaring:

natuurlijke ventilatie vergelijkbaar resultaat met mechanische koeling

toepassing in glastuinbouw: 10% energiebesparing

Potentie van optimaal sturen dynamische koudevraag

Quest: innovatieve software voor koelcontainers

sturing koelunit op basis van productbehoefte

energiebesparing 50% NL-vinding; wereldwijde

uitrol (Maersk, Carrier Transicold, …)

eind 2008: 200.000 containers (emissiebesp. 350.000 ton CO2)

(op basis van onderzoek in EET project, gesteund door minlnv)

Toekomst van de koeltechniek

Natuurlijke koudemiddelenMinimale inhoud/micro channels (Miniref)Door-ontwikkeling nieuwe koeltechniekenHuidige technieken: haalbaar voor klimatiseringRenewable Cooling voor utiliteiten

verdampingskoeling, absorptiekoeling, e.a. buffering: warmte- en koudeopslag, phase change

materialssituatie-specifieke systeemoplossingen:

feitelijke koelbehoeftebeschikbare duurzame bronnen (koude, warmte, etc.)hybride oplossingenoptimaal sturen & bufferen

Renewable Cooling perspectieven 2020:Klimatisering utiliteitsbouw: volop gebruik van RCVriezen en commerciële koeling: specifieke

systeemoplossingen nodig

jan.broeze@wur.nl

© Wageningen UR