Hallo allemaal,
Wij zijn studenten aan de Hogeschool Rotterdam en zijn bezig met het afstuderen op een onderwerp over ventileren op thermische trek. Wij zijn van plan een gebouw te ventileren door opwarming van lucht. We weten inmiddels hoeveel de lucht in temperatuur zal stijgen, alleen willen nu nog berekenen hoeveel thermische trek dit opleverd. Op internet zijn er een aantal formules te vinden. Al deze formules zijn gebaseerd op de gasconstante wet of op de wet van Bernoulli.
Bij ons is de vraag hoe op deze formules is gekomen en of iemand ons kan vertellen op welke methode dit het best wiskundig op te lossen is. Inmiddels zijn wij met andere software CFD bezig om de werking te simuleren alleen de resultaten zijn naar ons weten niet juist en dit willen wij graag bevestigen met een formule.
Hartelijk dank.
Laatste berichten
-
23:25
2013 – Augustus Vraag 3
-
23:07
Rood laserlicht 2
-
23:04
Bruine vlekken op treinaanwijzerbord 5
-
15:28
Vraag 2009 Juli Vraag 5 5
-
12:51
positie 2
-
10:44
Schroefdraad berekening 8
-
24 apr
[scheikunde] Kan chloorgas de geleiding van elektriciteit belemmeren? 9
-
23 apr
Weerfrustratie 9
-
23 apr
geen minkowski-ruimte toch? Doe ik dit nou fout? 15
-
23 apr
do-re-mi-fa-so vliegtuigen 7
-
23 apr
Kunnen quantum Zonnecellen 190% quantum efficiënt zijn 3
-
23 apr
De Euro Nederlandse 100 qubit computer komt eraan
-
23 apr
projectiel 8
-
23 apr
Verschil tussen deze 2 vragen 5
-
23 apr
[scheikunde] berekeningen labo vitamine c bepaling 1
-
22 apr
[wiskunde] rode en witte ballen verdelen 8
-
22 apr
Rotatie van het heelal 41
-
22 apr
Muntje opgooien 14
-
21 apr
Reactiviteit silyl enol ethers 1
-
21 apr
Criterium voor vochtretentie
Nieuwsberichten
-
04 mar
Een nieuw soort magnetisme: altermagnetisme
-
31 okt
AI kan via stem diabetes vaststellen 11
-
21 okt
Einstein krijgt wéér gelijk 45
-
07 feb
witter dan wit 20
-
19 jun
irrigatie en de aardas
Thermische trek
Moderator: physicalattraction
-
- Pluimdrager
- Berichten: 4.167
Re: Thermische trek
Wat hiermee bedoeld wordt is voor buitenstaanders niet te begrijpen zonder een plaatje....ventileren op thermische trek. Wij zijn van plan een gebouw te ventileren door opwarming van lucht. We weten inmiddels hoeveel de lucht in temperatuur zal stijgen, alleen willen nu nog berekenen hoeveel thermische trek dit opleverd. ...
Hydrogen economy is a Hype.
-
- Berichten: 6
Re: Thermische trek
Het duidelijkst is ons idee terug te vinden op de website www.zelfademendgebouw.nl Hierop staat een uitleg over hoe we ons concept willen toepassen, ook is hier een animatie terug te vinden, waar bij verteld moet worden dat de thermische trek moet ontstaan door het toetreden van zonnen warmte achter een glazen wand.
Hoeveel thermische trek er ontstaat in Pascal's is voor onze berekening belangrijk om aan te tonen, ook moeten wij de formule kunnen onderbouwen door middel van elementaire basisregels.
Ik hoop dat je hierdoor de situatie beter begrijpt.
Iig bedankt voor je reactie.
Hoeveel thermische trek er ontstaat in Pascal's is voor onze berekening belangrijk om aan te tonen, ook moeten wij de formule kunnen onderbouwen door middel van elementaire basisregels.
Ik hoop dat je hierdoor de situatie beter begrijpt.
Iig bedankt voor je reactie.
-
- Pluimdrager
- Berichten: 4.167
Re: Thermische trek
Dat is niet wat jullie in de klimaatshow en op jullie website beweren. Daar hoor ik dat jullie een simulatie hebben gedaan waaruit zou blijken dat er maar liefst 60 % op het energieverbruik (van de ventilatie) bespaard kan worden. En dat het zelfs werkt als de zon niet schijnt.....We weten inmiddels hoeveel de lucht in temperatuur zal stijgen, alleen willen nu nog berekenen hoeveel thermische trek dit opleverd. Op internet zijn er een aantal formules te vinden. Al deze formules zijn gebaseerd op de gasconstante wet of op de wet van Bernoulli. Bij ons is de vraag hoe op deze formules is gekomen en of iemand ons kan vertellen op welke methode dit het best wiskundig op te lossen is. Inmiddels zijn wij met andere software CFD bezig om de werking te simuleren alleen de resultaten zijn naar ons weten niet juist en dit willen wij graag bevestigen met een formule.
Zit in die simulatie een reële berekening van het drukverlies van het hele systeem van ingevoerde koude lucht die via een filter, een buizensysteem en warmtewisselaar in het plafond de ruimte binnen moet stromen en dan de "vuile" lucht uit de ruimte ook weer via buizen en een warmtewisselaar naar de zonneschoorsteen?
Aangezien de volledige luchtverversing van het gebouw door de zonneschoorstenen moet zal de opwarming daarin zelfs op zonnige dagen niet spectaculair zijn, ongeacht wat jullie simulatie beweert, en het lijkt me dan ook dat het kleine beetje trek dat daardoor ontstaat nihil is ten opzichte van de totale drukverlies van dat plafond-systeem.
Eventuele trek wordt veroorzaakt door het dichtheidsverschil van de warme lucht in de schoorsteen en de koude omgevingslucht erbuiten. Zo simpel is het. Niks geen Bernoulli.
Mijn oordeel: dit werkt niet.
Hydrogen economy is a Hype.
-
- Berichten: 6
Re: Thermische trek
Het is juist dat het effect van de zon niet zelfstandig het gebouw kan ventileren. Toch zijn er meer factoren waar rekening gehouden mee gehouden is om tot deze waarden te komen. Zo is er rekening gehouden met de wind effecten, de energie welke vanuit het gebouw de lucht verwarmd in de zonnen schoorsteen en ook de warmte welke op een aantal situaties in de gevel massa zullen worden opgeslagen.
De thermische trek neemt toe als de gebouwhoogte dit ook doet. Hierdoor is er een optimaal te vinden tussen gebouwhoogte en thermische trek in combinatie met windbelasting.
Voor de opmerking over filtering zijn we in discussie gegaan met diverse deskundige binnen het vakgebied. Hieruit is gebleken dat het filteren van lucht geen wettlijke eis is. Deze weerstand is dus niet meegenomen in de weerstandberekening. Wel zijn andere vormweerstand factoren meegenomen in de berekening.
Een opmerking dat het systeem niet zou werken is een opmerking welke wij vaker te horen krijgen. Inmidels is het onderzoek in afrondende fase en hopen we binnen korte tijd de website te voorzien met de onderbouwing van de werking van het systeem.
Wij vinden het fijn dat er meegedacht wordt over ons afstudeer onderwerp en zien de opmerkingen zeker als stimulans helderder onze stantpunten en onderbowingen (inclusief wetenschappelijke onderbouweingen) te omschrijven. Wij hopen alleen ook zeker dat er iemand is die antwoord kan geven op ons als eerst gestelde vraag.
Met vriendelijke groet,
Richard
De thermische trek neemt toe als de gebouwhoogte dit ook doet. Hierdoor is er een optimaal te vinden tussen gebouwhoogte en thermische trek in combinatie met windbelasting.
Voor de opmerking over filtering zijn we in discussie gegaan met diverse deskundige binnen het vakgebied. Hieruit is gebleken dat het filteren van lucht geen wettlijke eis is. Deze weerstand is dus niet meegenomen in de weerstandberekening. Wel zijn andere vormweerstand factoren meegenomen in de berekening.
Een opmerking dat het systeem niet zou werken is een opmerking welke wij vaker te horen krijgen. Inmidels is het onderzoek in afrondende fase en hopen we binnen korte tijd de website te voorzien met de onderbouwing van de werking van het systeem.
Wij vinden het fijn dat er meegedacht wordt over ons afstudeer onderwerp en zien de opmerkingen zeker als stimulans helderder onze stantpunten en onderbowingen (inclusief wetenschappelijke onderbouweingen) te omschrijven. Wij hopen alleen ook zeker dat er iemand is die antwoord kan geven op ons als eerst gestelde vraag.
Met vriendelijke groet,
Richard
-
- Pluimdrager
- Berichten: 7.933
Re: Thermische trek
Jullie idee is niet helemaal nieuw. Ik heb zelf in een gebouw gewerkt waar natuurlijke ventilatie werd toegepast. Maar dan zonder zonneschoorsteen.
Het principe was eigenlijk heel eenvoudig: de kantoorruimtes zijn ongeveer een meter hoger dan de gangen. Daardoor is de hele ruimte boven het plafond van de gang een grote luchtkoker. Bovenin de wand van de kantoren zitten roosters die verbinding geven naar deze luchtkokers. De luchtkokers zijn allemaal aangesloten op een toren die ongeveer 2 keer zo hoog is als het kantoorgebouw. De toren werkt feitelijk als schoorsteen. De trek ontstaat vanzelf doordat het in het gebouw doorgaans warmer is dan buiten.
Het probleem van eventuele luchtweerstanden is elegant omzeild door niet te beknibbelen op de afmetingen van de luchtkanalen.
Om het concreet te maken, het gebouw is het hoofdkantoor van DELTA (voorheen PZEM) in Middelburg, gebouwd in de oorlogsjaren.
Het principe was eigenlijk heel eenvoudig: de kantoorruimtes zijn ongeveer een meter hoger dan de gangen. Daardoor is de hele ruimte boven het plafond van de gang een grote luchtkoker. Bovenin de wand van de kantoren zitten roosters die verbinding geven naar deze luchtkokers. De luchtkokers zijn allemaal aangesloten op een toren die ongeveer 2 keer zo hoog is als het kantoorgebouw. De toren werkt feitelijk als schoorsteen. De trek ontstaat vanzelf doordat het in het gebouw doorgaans warmer is dan buiten.
Het probleem van eventuele luchtweerstanden is elegant omzeild door niet te beknibbelen op de afmetingen van de luchtkanalen.
Om het concreet te maken, het gebouw is het hoofdkantoor van DELTA (voorheen PZEM) in Middelburg, gebouwd in de oorlogsjaren.
-
- Berichten: 691
Re: Thermische trek
Men moet de formulen van luchtkanalen berekeningen toepassen en daarop wat correcties aanbrengen i.v.m. de weerstand.
Men moet daarbij de ruimte(n) verdelen in secties en al deze ruimte formaten in een computerprogramma inbrengen.
Hierbij moet men ook de temp verschillen en energie input en output opnemen.
(men bekomt dan als eindresultaat een luchtkanalen systeem met allemaal verschillende maten en weerstanden)
Is nogal een technisch probleem maar wel oplosbaar.
Tijdens de computerberekening kan men dan de luchtsnelheden inzien en de temperaturen.
Bij een grote simulatie kan men ook verschillende zonneschijn patronen invoeren om te kijken wat de stroming doet.
(door het toepassen van een grote wand die de zonnewarmte opvangt kan men de volgende dag nog deze warmte toepassen voor het bekomen van de natuurlijke ventilatie)
Ook moet men goed opletten op de volgende regel:
Voor uitblaas is ook inblaas nodig om te zorgen dat de uitblaas geen onderdruk veroorzaakt.
Het hebben van onderdruk gaat gepaard met energieverliezen.
In een goede kas heeft men bovenin een raam en onderin ook ramen of gaten (met hetzelfde openingsformaat)
zodat bij een warme dag de luchtstroming goed op gang kan komen.
Men moet daarbij de ruimte(n) verdelen in secties en al deze ruimte formaten in een computerprogramma inbrengen.
Hierbij moet men ook de temp verschillen en energie input en output opnemen.
(men bekomt dan als eindresultaat een luchtkanalen systeem met allemaal verschillende maten en weerstanden)
Is nogal een technisch probleem maar wel oplosbaar.
Tijdens de computerberekening kan men dan de luchtsnelheden inzien en de temperaturen.
Bij een grote simulatie kan men ook verschillende zonneschijn patronen invoeren om te kijken wat de stroming doet.
(door het toepassen van een grote wand die de zonnewarmte opvangt kan men de volgende dag nog deze warmte toepassen voor het bekomen van de natuurlijke ventilatie)
Ook moet men goed opletten op de volgende regel:
Voor uitblaas is ook inblaas nodig om te zorgen dat de uitblaas geen onderdruk veroorzaakt.
Het hebben van onderdruk gaat gepaard met energieverliezen.
In een goede kas heeft men bovenin een raam en onderin ook ramen of gaten (met hetzelfde openingsformaat)
zodat bij een warme dag de luchtstroming goed op gang kan komen.
Een computertaal is voor mensen, niet voor de computer.
-
- Pluimdrager
- Berichten: 4.167
Re: Thermische trek
Tja, er zijn ook nu nog veel (kantoor)gebouwen die überhaupt geen luchtverversingssysteem hebben maar waar men gewoon wat (klap)raampjes open zet. Ook allemaal zelfademende gebouwen dus. Niks nieuws inderdaad. Zo oud als de mensheid zelfs.
In het door klazon beschreven DELTA kantoor zal de verse lucht ook wel gewoon door raampjes of roosters het gebouw binnen komen. De schoorsteen hoeft nauwelijks meer trek te leveren dan zijn eigen drukverlies.
In het ontwerp van de afstudeerders wordt een deel van de trek veroorzaakt door het opwarmen van de verse lucht, vóór die de desbetreffende verdieping binnen komt, en de rest van de trek komt van het opwarmen van de vuile lucht ná het verlaten van het gebouw. Een warmtewisselaar in de plafonds zorgt ervoor dat warmte teruggewonnen wordt doordat de vuile lucht eerst afkoelt tot een paar graden boven de binnenkomende koude lucht. De trek moet dus, op een paar graden na, komen van de opwarming van de verse en de vuile lucht in de zonneschoorsteen. Tenminste: als de zon schijnt. Anders is de opwarming slechts wat warmteverlies van het gebouw via de achterwand van de zonneschoorsteen.
Hoe groot zal het bereikte temperatuursverschil tussen buitenlucht onderaan de zonneschoorsteen en vuile lucht boven uit de schoorsteen nou werkelijk zijn? Een paar graden op bewolkte dagen en op zonnige dagen rond het middaguur misschien 20 graden? Bedenk dat het hier niet om stilstaande maar om stromende lucht gaat.
De dichtheid van lucht bij 15 oC is 1,21 kg/m3 en bij 35 oC is die 1,13 kg/m3.
De gemiddelde dichtheid in de zonneschoorsteen is het gemiddelde tussen inlaat en uitlaat, oftewel 1,17 kg/m3.
De drijvende kracht voor de trek is dan het verschil met de buitenlucht, zijnde 1,21 - 1,17 = 0,04 kg/m3.
Voor een gebouw van zes verdiepingen met een zonneschoorsteen van zeg 30 meter hoog geeft dat een trek van 0,04 kg/m3 * 9,81 m/s2 * 30 m = 12 N/m2 = 12 Pa = ~ 1 mm waterkolom.
Dat is dan enkele procenten van de benodigde trek van een normaal luchtverversingssysteem met een ventilator.
En dat is dan alleen op de zonnigste momenten. De jaargemiddelde trek zal nog veel lager zijn. 60 % energiebesparing op de ventilator zoals beweerd in de klimaatshow en op de website? Vergeet het maar.
Ook dient men te bedenken dat de verschillende verdiepingen op verschillende plaatsen aan de zonneschoorsteen verbonden zijn en de trek per verdieping iets zal verschillen (als het systeem zou werken althans) hetgeen ertoe zou leiden dat er via gangen, trappenhuizen en liftkokers een luchtstromen tussen alle verdiepingen optreden, waardoor het overgrote deel van de (toch al geringe) schoorsteentrek teniet gedaan wordt.
In het door klazon beschreven DELTA kantoor zal de verse lucht ook wel gewoon door raampjes of roosters het gebouw binnen komen. De schoorsteen hoeft nauwelijks meer trek te leveren dan zijn eigen drukverlies.
In het ontwerp van de afstudeerders wordt een deel van de trek veroorzaakt door het opwarmen van de verse lucht, vóór die de desbetreffende verdieping binnen komt, en de rest van de trek komt van het opwarmen van de vuile lucht ná het verlaten van het gebouw. Een warmtewisselaar in de plafonds zorgt ervoor dat warmte teruggewonnen wordt doordat de vuile lucht eerst afkoelt tot een paar graden boven de binnenkomende koude lucht. De trek moet dus, op een paar graden na, komen van de opwarming van de verse en de vuile lucht in de zonneschoorsteen. Tenminste: als de zon schijnt. Anders is de opwarming slechts wat warmteverlies van het gebouw via de achterwand van de zonneschoorsteen.
Hoe groot zal het bereikte temperatuursverschil tussen buitenlucht onderaan de zonneschoorsteen en vuile lucht boven uit de schoorsteen nou werkelijk zijn? Een paar graden op bewolkte dagen en op zonnige dagen rond het middaguur misschien 20 graden? Bedenk dat het hier niet om stilstaande maar om stromende lucht gaat.
De dichtheid van lucht bij 15 oC is 1,21 kg/m3 en bij 35 oC is die 1,13 kg/m3.
De gemiddelde dichtheid in de zonneschoorsteen is het gemiddelde tussen inlaat en uitlaat, oftewel 1,17 kg/m3.
De drijvende kracht voor de trek is dan het verschil met de buitenlucht, zijnde 1,21 - 1,17 = 0,04 kg/m3.
Voor een gebouw van zes verdiepingen met een zonneschoorsteen van zeg 30 meter hoog geeft dat een trek van 0,04 kg/m3 * 9,81 m/s2 * 30 m = 12 N/m2 = 12 Pa = ~ 1 mm waterkolom.
Dat is dan enkele procenten van de benodigde trek van een normaal luchtverversingssysteem met een ventilator.
En dat is dan alleen op de zonnigste momenten. De jaargemiddelde trek zal nog veel lager zijn. 60 % energiebesparing op de ventilator zoals beweerd in de klimaatshow en op de website? Vergeet het maar.
Ook dient men te bedenken dat de verschillende verdiepingen op verschillende plaatsen aan de zonneschoorsteen verbonden zijn en de trek per verdieping iets zal verschillen (als het systeem zou werken althans) hetgeen ertoe zou leiden dat er via gangen, trappenhuizen en liftkokers een luchtstromen tussen alle verdiepingen optreden, waardoor het overgrote deel van de (toch al geringe) schoorsteentrek teniet gedaan wordt.
Hydrogen economy is a Hype.
