Download - Uitreiking Speurwerkprijs Noor van Andel 25 juni 2007 Harrie van den Akker 1 Een Delftse kijk op warmtewisselaars Harrie van den Akker Afdeling Multi-Scale.

Uitreiking Speurwerkprijs Noor van Andel 25 juni 2007 Harrie van den Akker

1

Een Delftse kijk op warmtewisselaars

Harrie van den Akker

Afdeling Multi-Scale Physics(Kramers Laboratorium voor Fysische Technologie)

Technische Universiteit Delft

[email protected]


1

Dr.ir. Noor van Andel1956-1963 studie TN aan TH Delft


1

Market Pull


1


1

“Ik ben blij dat ik nu weer kan doen waarvoor ik opgeleid ben”.

Dr.ir. Noor van Andel1956-1963 studie TN aan TH Delft

1999 stopt als directeur Corp. Research Akzo

Nobel

start van Fiwihex

Almelo1999 (Kramers) Laboratorium voor Fysische Technologiebestaat 50 jaar


1

T1 T0Q=h1A1(T1-T0)

T2 Q=h2A2(T2-T1)

Conventionele woningverwarming


1

d

v h=3.2(v/d)0.5

Warmteoverdracht aan een dunne draad

Q = h A ΔT


1

Fine Wire Heat Exchanger


1

v

h=10(v/d)0.5

(v=0.5m/s, D=100m→h=700W/m2K)

Warmteoverdracht aan draadweefsel

Q = h A ΔT


1

FIWIHEX Fine Wire Heat Exchanger


1

Specificaties Fiwihex

Max. warmteoverdracht 220 W/K (=1100W bij T=50C) (~n0.8)

Opwarmen ruimte 80m3 van 100C naar 200C in 10min

Electriciteitsverbruik 35W (~n3)

Prijs (bij kleine serie) 200 Euro

Maximaal benodigd verwarmingsvermogen voor rijtjeshuis ~2500W


1

Numerieke simulaties van de luchtstroming in een Fiwihex

Afstudeerproject van ir. Gerrit Tjallema (ST, 2001)


1

Simulatie luchtstroming door de fan


1

Experimentele Validatie

Eck B., 1973, Fans


1

Invloed van de hoek van de schoepen-50 +100

-+


1

Modified Fan Designs

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50flow number

pre

ssu

re n

um

be

r angle +10

current fanangle-10angle -20angle -30angle -40

-+


1

0.00

1.00

2.00

3.00

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30

flow number

pre

ssu

re n

um

ber

60 blades40 blades30 blades

Modified Fan Designs


1

1.5

1.7

1.9

2.1

2.3

2.5

1.6 1.8 2.0 2.2 2.4log (n)

log

()

factor 2.2

simulaties

experimenten

Warmteoverdracht


1

Dunne draad weefsel

Vlakke plaat

verhoogde turbulentie door draadweefsel


1

Experimentele bepaling van warmteoverdracht en frictie in een

Fiwihex

Afstudeerproject van ir. Marian Vlot

(TN, 2003)


1

Warmteoverdracht platen en draadweefsels

0

1

2

3

4

5

6

1.6 2 2.4 2.8 3.2

Q (W/K)

v (m/s)

2 – 2.5 x

draadweefsel

vlakke plaat


1

0

0.01

0.02

0.03

0.04

1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

f

Re

0.3-0.6 x

Wrijvingsweerstand platen en draadweefsels

vlakke plaat (theorie)

draadweefsel


1

Verhouding warmteoverdracht en frictie in de Fiwihex

1000 1500 2000 2500 3000Re0

0.5

1

1.5

2

StPr2/3

f

3-4x

theoretical maximum


1

Solar boiler, Fiwihex & storage

Fiwihex Fiwihex

Solar panel Solar panel

SUMMER WINTER


1

Energieverbruik tuinbouwkas

Jaargemiddelde ingevangen zonnestralingsenergie is 3x zo groot als de energiebehoefte voor verwarming

In principe heeft een kas dus een energieoverschot


1

Idee ontwikkeld door Noor van Andel

“Ei van Columbus” prijs 2003 voor duurzaamheid en innovatie

•Gesloten kas

•Fiwihex warmtewisselaars

•Warmteopslag in de freatische laag van de bodem (10+250C)

•Besparing op fossiele energie 93%

•Energieoverschot in de vorm van water van 300C

Kas als energiebron