Slimme "schoorsteen" verwarmt en koelt

Wat doet die zwarte toeter bij het Co-Creation Centre in de Green Village in Delft? Die toren naast het vergadergebouw zorgt voor warmte en verkoeling, met behulp van phase changing materials (PCM).

De klimaattoren, die nog het meest doet denken aan een schoorsteen, is bekleed met zonnepanelen. Dat is energetische bijvangst, want het eigenlijke wonder zit aan de binnenkant.

Phase changing materials

PCM benutten overtollige energie (warmte of koude) om van toestand te veranderen. Wanneer de opgeslagen energie nodig is, keert het proces zich om. Veel phase changing materials gebruiken daarvoor de overgang van vaste naar vloeibare fase. En omgekeerd, natuurlijk. In Delft wordt als PCM een zout gebruikt om mee te koelen.

In zomernachten koelt de nachtlucht het zout af. Ventilatoren zuigen de koele lucht aan en leiden die door de toren. Daardoor koelt het PCM af. Overdag wordt warme frisse lucht van buiten door de toren langs het PCM geleid. Daarbij koelt de lucht af, en warmt het PCM langzaam op. De afgekoelde lucht koelt het gebouw en ververst de binnenlucht.

Trukendoos vol passieve techniek

In de klimaattoren zit, behalve het PCM, ook warmteterugwinning (HRU), die de warmte uit ventilatielucht overdraagt aan verse lucht. Daarnaast benut het gebouw vooral passieve technieken om het klimaat te beheersen. Bij een buitentemperatuur tussen 10 en 20 graden wordt warmte afgevoerd door de ramen in de dakkappen te openen. De warmte stijgt dan op natuurlijke wijze het gebouw uit. Bij hogere temperaturen blijven die ramen gesloten.

De glazen gevels en ramen bestaan uit triple glas, voor een zo hoog mogelijke isolatiewaarde.

In de grond onder het gebouw zit nog een troef: energiepalen. Dit zijn heipalen, die fungeren als bodembron. De natuurlijke temperatuur van de bodem kan men daarmee gebruiken om te koelen of te verwarmen. Voor extreme kou en extreme hitte is er een warmtepomp, die naast de passieve technieken actief kan verwarmen en koelen.

Grote glazen doos

Het Co-Creation Centre vergadercentrum heeft aan vier zijden een glazen gevel. Met volledig glazen gevels loopt men het risico op oververhitting. Door het dak over te laten steken, en door automatische lamellenzonwering aan de buitenzijde, blijft de hitte-instraling beperkt. De koeling van ventilatielucht met PCM zorgt voor de rest. In de winter wordt de zoninstraling juist benut om aan de warmtevraag te voldoen.

Met dat glas is nog iets bijzonders: de glazen gevels dragen het betonnen dak. Zonder stalen kolommen, maar met glazen “vinnen”, die aan de binnenzijde haaks op de gevel staan. De glazen ruiten zijn aan elkaar verbonden met siliconen profielen. Het hele gebouw is volledig demontabel en bestaat uit herbruikbare en recyclebare materialen. Zelfs het betonnen dak – dat bestaat al uit Circuton, een beton op basis van gerecycled beton.

Onderzoeksobject

The Green Village is een onderdeel van de TU Delft, waar bedrijven en start-ups onderzoeksprojecten in de praktijk kunnen testen. Het CCC bestaat uit meerdere projecten in één. De klimaattoren is een project waaraan Orange Climate, een dochteronderneming van Van Dorp, meewerkt. De Energy Piles zijn een onderzoeksproject van universitair hoofddocent Phil Vardon en promovendus Ivaylo Pantev.

De glazen hoofdbouw en het dak zijn een project van onderzoeksconsortium Converge. Daarin zitten wetenschappers vanuit de faculteit Werktuigbouw van TU Delft onder leiding van professor Bart de Schutter, hoogleraar Systems & Control en marktpartijen, waaronder Priva, Hunter Douglas en Van Dorp Installaties.