PROJECT  
Cool and Comfort 86 – september 2020

Adiabatische koeling, ook in Herman Teirlinckgebouw

Adiabatische koeling heeft intussen haar plaats verworven op de HVAC-markt.

door Koen Vandepopuliere

Het Herman Teirlinckgebouw is het grootste vrijstaande kantoorgebouw in Brussel, en het grootste passief kantoorgebouw van België. Het haalde vier sterren op vlak van duurzaamheid volgens Handboek ‘Waardering van kantoorgebouwen’ van de Vlaamse overheid: de hoogste score. 2.500 ambtenaren zijn er actief. De vergaande duurzaamheid is onder meer te danken aan geothermie en betonkernactivering. Daardoor is in het gebouw bijna geen conventionele koeling of verwarming nodig. De verwarming gebeurt hoofdzakelijk door hoogrendement warmtepompen. En de koeling? Die gebeurt vooral passief, en ondersteund door adiabatische luchtgroepen met geïntegreerde warmtepomp.

Bewezen technologie

Adiabatische koeling zal voor de meesten intussen bekend zijn. We herhalen toch nog even kort waarover het gaat. Water, wanneer het verdampt, onttrekt aan zijn omgeving warmte en koelt die zo af. Denk maar aan verdampend zweet, dat helpt vermijden dat onze lichaamstemperatuur te hoog oploopt. Het principe ligt ook aan de basis van adiabatische luchtgroepen. Daarbij wordt doorgaans zogenaamde índirecte adiabatische koeling toegepast. Dan wordt bijvoorbeeld de retourlucht uit het gebouw in de warmtewisselaar door middel van verneveling bevochtigd met water. Dat water verdampt en onttrekt hierdoor warmte van die lucht en, indirect, van de warme buitenlucht die aan de andere zijde van de warmtewisselaar wordt aangezogen: die wordt daardoor afgekoeld tot bijvoorbeeld 21°C. Ook in het geval van het Herman Teirlinckgebouw wordt de retourlucht bevochtigd; daarbij wordt gebruik gemaakt van regenwater.

Kurt Corvers, COO bij Boydens Engineering: “Het voordeel is dat we geen compressorvermogen hoeven te gebruiken om de lucht te koelen, zodat we nauwelijks elektriciteit verbruiken. Het enige wat energie verbruikt, is een klein waterpompje dat zorgt voor de verstuiving van dat water. Zo wordt de elektriciteitsconsumptie tot quasi nul herleid. We hebben ook geen koelmiddelen nodig: we gebruiken enkel water dat we verdampen om de lucht naar 20° C te brengen. Nadeel is dat we er niet mee kunnen ontvochtigen. Dus meestal is een extra trap nodig om die lucht ofwel te ontvochtigen, of, nog wat verder gaand, te koelen. Vaak en ook bij Herman Teirlinck, worden daarvoor geïntegreerde warmtepompen ingezet; in combinatie met de adiabatische koeling draaien ze aan zeer hoge rendementen. Enkel die geïntegreerde warmtepomp bevat wat koelmiddel.”

Evenwicht

Boydens Engineering maakte voor het Herman Teirlinck-gebouw gebruik van een combinatie van geothermie en betonkernactivering: “Daarbij gaan we passief koelen: in de winter halen we warmte uit de bodem en slaan we koude op, en die koude gebruiken we in de zomer om het gebouw te koelen.”

In België heerst vanaf 18 meter diep in de bodem een evenwichtstemperatuur van 10 à 12°C. Dieper neemt de temperatuur verder toe met 2 à 3°C per 100 meter. Corvers: “Nadeel van geothermie is dat je tot een evenwicht moet komen als je in de zomer heel veel koude uit de grond haalt, en er in de winter warmte uithaalt of koude terug insteekt. Anders gaat de bodemevenwichtstemperatuur wegdrijven. Passieve kantoorgebouwen van tegenwoordig, zoals het Herman Teirlinckgebouw, vragen tot 50% meer koeling dan verwarming. Een oplossing die we dan graag toepassen is adiabatische koeling. Daardoor komen we tot een evenwicht tussen verwarming en koelenergie op jaarbasis. Dankzij die koeling hoeven we naast de geothermie geen koelmachine te plaatsen.”

Water versus PP

Een uitdaging is het optimaliseren van het waterverbruik: “Adiabatische koeling verbruikt gemiddeld ongeveer twee liter water per dag, per persoon. Hier hebben we gekozen om die te koppelen aan een grote regenwatertank. Ze hebben er een gemaakt van 600 m³, die opgedeeld is in twee delen, waarbij de adiabatische koeling altijd de voorrang heeft om van voldoende regenwater te kunnen genieten.”

In het gebouw staan luchtgroepen van Menerga: “Zij maken gebruik van een warmtewisselaar met polyproplyleen platen. Het water wordt rechtstreeks op de recuperator verneveld; doordat hij van polypropyleen is, zijn er geen corrosieproblemen. Ook is de warmtewisselaar minder onderhevig aan verstopping, omdat de openingen in de polypropyleen platen iets groter zijn dan iets wat we gewoon zijn bij een aluminium recuperator.”

GWP’s

Intussen is er een adiabatische luchtgroep op de markt met geïntegreerde warmtepomp die R718, dus water, als koelmiddel gebruikt, meldt Corvers. Water heeft GWP van nul. De luchtgroepen in het Herman Teirlinck-gebouw zijn wel nog met R410A compressoren uitgerust, luidt het, want de koelmiddelen met nog lagere GWPs zijn pas sedert kort op de markt beschikbaar. R410A heeft een GWP van 2088.

Terugverdientijd

En de terugverdientijd? “Die hangt af van oplossing tot oplossing. Stel dat ik in een gebouw alleen maar topkoeling wil, geen koelmachine en complexe regeling en dergelijke meer, dan kan een luchtgroep met adiabatische koeling voor een inblaastemperatuur van 20°C zorgen. Da’s een investering die zich zeer snel zal terugverdienen. Als we het puur bekijken op het vlak van beperken van het totale koelvermogen, zoals bij Herman Teirlinck, spreken we al gauw over een terugverdientijd die over meerdere jaren gaat. Tussen die zeer snelle terugverdientijd en deze over meerdere jaren, zijn er heel veel gradaties. Stel, de terugverdientijd van geothermie met betonkernactivering voor een kantoorgebouw is 6 à 8 jaar. Dat is een heel interessante investering die wat betreft energie, duurzaamheid, milieu. De duurdere adiabatische koeling vormt maar een onderdeel van die geïntegreerde oplossing. Als de totale terugverdientijd daarmee nog steeds 6 à 8 jaar is, denk ik dat het toch wel een interessante keuze is.”

Foto’s: Boydens

www.boydens.be