eduweb.hhs.nl15071359/bestanden/verslag... · web viewin figuur 4 wordt laten zien dat met een...

Verslag leertaak 2S

14-10-2016

Student: Student nr.:

Don Dijkhuizen 15071359Mathijs Dirks 14029685Tom Evenblij 15098346Roel Daatselaar 15089703Stef Koster 16140389

Leertaak 2

Gegevens studentenDon Dijkhuizen 15071359Mathijs Dirks 14029685Tom Evenblij 15098346Roel Daatselaar 15089703Stef Koster 16140389

OpleidingsgegevensHaagse Hogeschool

Opleiding WerktuigbouwkundeRotterdamseweg 137, 2628 AL Delft

DocentDhr. H van Coblijn

Datum: 14-10-2016 2Hbo Werktuigbouwkunde Leertaak 2

InhoudsopgaveInhoudsopgave.......................................................................................................................................3

1. Inleiding..............................................................................................................................................4

2. Leertaak 2.1........................................................................................................................................5

2.1 Schema van het verwarmingsnet.................................................................................................5

2.2 Tabel met gebruikte formules......................................................................................................6

2.3 Concepten per student.................................................................................................................8

3. Leertaak 2.2......................................................................................................................................14

3.1 Simulink model...........................................................................................................................14

3.2 Sankey diagram..........................................................................................................................24

3.3 Tabel met gebruikte formules....................................................................................................24

4. Leertaak 2.3......................................................................................................................................25

4.1 Gegevens en aannames..............................................................................................................25

4.2 Warmtestroom water.................................................................................................................25

4.3 Massastroom water....................................................................................................................26

4.4 Brandstofvermogen....................................................................................................................26

4.5 Brandstof massastroom..............................................................................................................26

4.6 CO2-emmisie...............................................................................................................................27

4.7 Schematische weergave HR-ketel...............................................................................................28

4.8 Tabel met formules en uitvoer waardes.....................................................................................28

5. Leertaak 2.4......................................................................................................................................30

5.1 Kasverwarming m.b.v. een WK – installatie................................................................................30

5.2 Tabel met de gebruikte formules...............................................................................................31

5.3 Inventortekening........................................................................................................................33

6. Conclusie..........................................................................................................................................34

Bijlage...................................................................................................................................................35

Logboek............................................................................................................................................35

Reflectieverslagen............................................................................................................................36

Excursieverslag.................................................................................................................................42

Planning............................................................................................................................................44

Leertaak 2 Eindrapport 14-10-2016

1. InleidingDit rapport is geschreven naar aanleiding van leertaak 2. Deze leertaak wordt ondersteund door het vak Energieleer 2, van het tweede jaar Werktuigbouwkunde aan de Haagse Hogeschool Delft. In de leertaak wordt er gekeken naar een praktische toepassing van warmteleer, namelijk een tuinbouwkas.Voor het verwarming, belichten en ventileren van een tuinbouwkas is veel energie nodig. In het huidige tijdperk wordt er, ook in deze sector heel veel geïnnoveerd. Toch loopt men in de tuinbouw vaak nog op achter in de huidige techniek. Er wordt namelijk nog in veelvoud gebruik gemaakt van conventionele verwarmingsketels, terwijl dit systeem niet altijd even efficiënt is. Het toevoegen van een Warmtekrachtkoppeling in het systeem kan de efficiënte van een kasverwarmingssysteem aanzienlijk bevorderen. In dit rapport zal een door ons bezochte kas geanalyseerd worden. Hier vanuit zullen een aantal eigen concepten bedacht worden. Vervolgens wordt er aan één concept verder gewerkt. Hiervoor worden berekeningen gedaan van een conventioneel warmteafgiftesysteem, en een warmteafgiftesysteem met een warmtekrachtkoppeling. De resultaten hiervan zullen worden vergeleken in de conclusie.In het tweede hoofdstuk is het eerste deel van de leertaak te vinden, leertaak 2.1. Hier zijn een aantal kasverwarmingsconcepten bedacht. In het derde hoofdstuk is leertaak 2.2 te vinden. Hier wordt de benodigde energie berekend voor een kassysteem. Respectievelijk zijn in hoofdstuk 4 en 5 leertaken 2.3 en 2.4 te vinden. In hoofdstuk 4 wordt gerekend aan een systeem met een verwarmingsketel, en ik hoofdstuk 5 aan een warmtekrachtkoppeling. Het rapport wordt afgesloten met een conclusie. Deze is in hoofdstuk 6 te vinden.

4


2. Leertaak 2.12.1 Schema van het verwarmingsnetBij het schema geldt:Aanvoerleiding heeft een diameter van 87 mm, de afvoerleidingen 19 mm. De warmtevraag is 200kWh/m3 en het piekvermogen is 559 kJ/s.

Dit is het schema van het kas model waarvoor de leidingdiameters zijn bepaald. Dit is gedaan door een aantal aannames te maken:

De warmtevraag per jaar is 200 kWh/m3; De instroomtemperatuur en respectievelijk de uitstroomtemperatuur is 80 en 65 *C De buitentemperatuur op het slechtste moment van de slechtste dag is -15 *C De gewenste temperatuur ligt vast op 35 *C De afmetingen van de kas zijn 50m lang bij 50m breed. De nok ligt op 6 meter hoogte en is 1 meter hoger dan het plafond, 5m breed en de noklijn

ligt parallel aan de lengte-zijde van de kas. De stroomsnelheid door de hoofdleiding is 1,5 m/s De convectiewaarde van de wanden en de panelen op het plafond is 0,5 W/m2K Het ventilatievoud van 2 volumes per uur Er zijn 20 banen van planten in de kas

5


2.2 Tabel met gebruikte formules1. Beschrijving Formule Eenheid

Warmte toe/af Q = m * c * ∆T JMassastroom ɸm = ɸv * ρ kg/sOppervlakte cirkel A = ¼ * D2 * π m2

Totale energievraag E = Warmtevraag * Kasvolume JConvectie U * A * ∆T J/sAantal dagen piekvermogen # = E / PiekvermogenVolume V = lengte * breedte * hoogte m3

Berekeningen:Totale warmtevraag per jaar bepalen:

KasVolume=Kaslengte∗Kasbreedte∗(Nokhoogte−(nok2 ))=50∗50∗(6−( 12 ))=13750m3Tot .Warmtevraag=KasVolume∗Warmtevraag∗3600000=9,9∗106MJ

Piekvermogen bepalen (slechtste dagberekening)Verliezen bepalen:

Convectiemuren=2∗(Lengte∗(nokhoogte−(nok2 ))−breedte∗(nokhoogte−( nok2 )))∗U∗(Tbinnen−Tbuiten )=A∗U∗∆T

¿2∗(50∗(6−0,5 )−50∗(60−0,5 ) )∗0,5∗(35−−15 )=27500 J / s

Convectie plafond=U∗(Tbinnen−Tbuiten )∗¿

¿0,5∗(35−−15 )∗(√1+ (0,5∗5 )2∗2∗( 505 ))=67314,6 J /s

Ventilatie= Kasvolume∗ventilatievoud3600

∗ρ∗c∗(Tbinnen−Tbuiten )

¿ 13750∗23600

∗1,21∗1005∗(35−−15 )=464463,5 J /s

Totaal verliezen=Convectiemuren+convectie plafond+ventilatie¿27500+67314,6+464463,5=559278 J / s

Het piekvermogen moet gelijk zijn aan de verliezen dus piekvermogen is 559 kJ/sMet de warmtevraag kan er voor 204 dagen worden gestookt op piekvermogen als het permanent 35 graden moet zijn in de kas. (Aantal dagen = Warmtevraag / (Piekvermogen * 3600 * 24) )Diameters van de aanvoer- en afvoerleidingen voor het piekvermogen

ɸm= Piekvermogenc∗(Twaterin−Twateruit )

= 559∗103

(4180∗(80−65 ) )=8,92kg /s

ɸv=ɸmρ

=A∗v=¿ A= ɸmρ∗v

Diameter aanvoer=√ 4 Aπ =√ 4∗ɸmρ∗v∗π=√ 4∗8,921000∗1,5∗π

=0,087m=87mm

6


Diameter afvoer=√ 4∗ɸmρ∗v∗π∗aantal banen

=√ 4∗8,921000∗1,5∗π∗20

=0,019m=19mm

7


2.3 Concepten per student

Voor deze leertaak heeft elk van de groepsgenoten een concept bedacht van een afgiftesysteem voor een kas. In elk van deze concepten is uitgegaan van een kas met de dezelfde afmetingen: (LxBxH)50x50x6, zodat de bedachte afgiftesystemen allemaal voor dezelfde kas ontworpen zijn. Hierdoor kunnen we ze goed met elkaar vergelijken. Bij deze concepten is er geen rekeningen gehouden met een bepaald type beplanting. Wel is er achteraf gekeken welke planten er eventueel in onze concepten gekweekt zouden kunnen worden.De concepten zijnniet gebaseerd op formules, maar op de informatie die verkregen is bij het bezoek aan de kas en informatie van het internet.

Concept 1: DonIn dit concept is de kas opgedeeld in twee gelijke helften. Het concept lijkt erg op een ontwerp van een tomaten kas. In elk pad ligt een 20 meter lange U-constructie van buizen. Aan de ene kant van de U-bocht wordt het warme water toegevoerd en aan de andere kant wordt het wat ‘koelere’water weer afgevoerd. Ook wordt er in dit concept gebruik gemaakt van verwarmingsbuis op 2 meter hoogte, op elk pad zit er één. Deze verwarmingsbuis hangt tussen planten. In het ketelhuis komen de in- en uitgevoerde buizen samen.Er is voor dit ontwerp gekozen omdat de kas volledig verwarmt dient te worden. Er moet vloerverwarming aanwezig zijn en de planten moeten ook directe warmte krijgen doormiddel van de verwarmingsbuis tussen de planten.

8


Concept 2: MathijsEen manier om een kas te verwarmen is door vloerverwarming. De instroom zal plaatsvinden aan de zijkanten van het buizennetwerk. Het warme water zal van buiten de kas naar binnen stromen. Het “koude” water in het midden van het buizennetwerk uitstromen.Het water wordt opgewarmd in een stoomketel en daarna gecondenseerd. Het gecondenseerde water wordt vervolgens door de leidingen gepompt. Het relatief koude uitvoerwater zal worden opgevangen in een buffer of direct naar de stoomketel worden gevoerd. De buffer kan opgewarmd worden met een Warmtekrachtkoppeling (WKK).

9


Concept 3: RoelDeze ontwerpkeuze concentreert zich op de vloerverwarming. Deze heeft de grootste overdrachtswaarde in het midden van de ruimte, waarmee er bij verspreiding van warmte relatief de meeste afstand nodig is om tot een koele plaats te komen. Dit zou betekenen dat de warmte theoretisch langer binnen in de kas blijft hangen dan wanneer je het vanaf een wand zou laten binnenstralen. Door de afvoerleidingen goed te isoleren kun je voorkomen dat de warmtestroom dichtbij de bron wordt overgedragen aan het afvoerwater van lagere temperatuur. In het basis systeem wordt er verwarmt met één stoomketel op gas maar voor de piekmomenten kan er nog een Warmtekrachtkoppeling worden gebruikt. De WKK verwarmt water in een tank en dit water kan worden toegevoerd aan het totaal systeem.

De hoofd aan- en afvoerbuis ligt door het midden.

10


Concept 4: Stef

In dit concept is gekozen voor een buizenconfiguratie in het verticale vlak. De uitvoerbuis is boven de invoerbuis geplaatst. Dit betekend dat de verwarmde invoer onder moet worden ingebracht onder een druk die hoog genoeg is om dit verschil in hoogte te overbruggen. Er is voor dit ontwerp gekozen omdat je zo een systeem hebt dat helemaal rondom het gewas gaat, waardoor de temperatuur plaatselijk goed te reguleren is.

In het figuur hieronder is ervoor gekozen de tweede helft van de buis aan te geven met een blauwe kleur. Dit symboliseert alleen het feit dat de buis afkoelt naarmate deze weer richting de ketel gaat en hoeft dus niet te betekenen dat de buis daar “koud” is.

11


Concept 5: TomVoor dit concept is er gezocht naar een afgiftesysteem dat de warmte evenredig verdeelt en dat dicht op de beplanting staat zodat de warmte direct en efficiënt gebruikt wordt. Hiervoor is er gekozen voor een vloerverwarming en een verstelbare groeibuisverwarming. De vloerverwarming zorgt voor een stijgende warmte die de kas op temperatuur houdt. Dit bestaat uit buizensysteem met een U-vorm. Doordat de buizen over de hele vloer verspreid zijn wordt de warmte evenredig verdeeld over de kas. Het warme water aan het begin van elk van de U-vormige buizen wordt gecompenseerd door de het afkoelde water wat aan de andere kant de afvoerbuis in gaat. Er is voor de groeibuisverwarming gekozen, omdat deze dicht op de beplanting hangt. Dit zorgt ervoor dat de warmte in de praktijk efficiënter gebruikt. Het systeem wordt van warmte voorzien door een stoomketel, wanneer nodig wordt er voor extra warmte gebruik gemaakt van een Warmtekrachtkoppeling.

12


ConceptkeuzeNa het maken van de individuele concepten van een afgiftesysteem hebben is er met de groep gekeken naar de verschillende concepten. Elk concept is toegelicht en beargumenteerd door zijn ontwerper. Uiteindelijk is er gekozen voor het warmteafgiftesysteemvan Don(alhoewel het systeem van Tom nagenoeg hetzelfde is). De concepten die niet zijn gekozen zijn hieronder opgewogen tegen concept 1 van Don.Concept 2: Mathijs:In het ontwerp van Mathijs wordt de warmte niet evenredig verdeeld. Dit komt doordat de warme buizen aan de buitenkant zitten en naar binnen lopen, waardoor het in de praktijk aan de randen van de kas wel warm wordt, maar in het midden een stuk minder. Concept 3: Roel: Het ontwerp van Roel bestaat alleen uit vloerverwarming. Dit is niet compleet genoeg aangezien in de praktijk er veel warmte niet efficiënt gebruikt wordt met alleen een vloerverwarming.Concept 4: Stef: Het ontwerp van Stef voldoet naar ons inzicht niet omdat in zekere zin alleen de onderste buizen echt van nut zijn, aangezien de bovenste buizen al behoorlijk afgekoeld zijn. Dit komt doordat de buizen over de hele lengte van de kas liggen, wat een behoorlijke afstand is. Er is dus geen afzonderlijke vloer- en buisgroeiverwarming, wat wij toch denken nodig te hebben. Concept 5: Tom: We hebben uiteindelijk voor Dons ontwerp gekozen, omdat hij een vaste groeibuisverwarming heeft in tegenstelling tot Tom’s ontwerp. Een hijsbare groeibuisverwarming kost weer extra energie die niet perse nodig is.

Concept 1 van Don is dus uiteindelijk gekozenomdat dit het best werkende ontwerp is naar ons inzicht. In dit ontwerp zit het afgiftesysteem dicht op de beplanting met als voordeel dat de temperatuur rondom de platen heel consistent blijft en niet de hele kas dezelfde temperatuur hoeft te zijn. Ook de invoer en uitvoer vanuit de zijkanten van de kas en de U-constructie van de buizen zorgen ervoor dat de warmte goed verdeeld wordt. Het water dat de buizen in gaat heeft aan het begin van het buizensysteemde hoogste temperatuur en neemt naarmate je richting het einde gaat af doordat het onderweg zijn warmte heeft afgestaan aan de omgeving.

13


3. Leertaak 2.23.1 Simulink model.Leertaak 2.2.2

Wij zijn bezig geweest met het simulink model voor leertaak 2. Het idee is om een bestaand model te gebruiken dat door de Haagse Hogeschool wordt aangeboden. In het model zijn verschillende input waardes die wij kunnen aanpassen zoals het vermogen van de ketel, begin temperatuur en op welke temperatuur de kas gehouden moet worden.

Welke buiten temperatuur het op een bepaald moment is wordt uit de gegevens van het KNMI gehaald. In het model kan worden ingevoerd op welke dag het model gerund wordt.

Het thermisch grensvermogen waarmee een bepaald kasconfiguratie niet meer gewenst is wordt bepaald met deze opdracht. De data waarin we dit gaan doen zal van 1-3 januari zijn en van 1-3 juli.

Vaste waardes: 1-3 januari (zonnewering uit)

Lengte kas 50mBreedte 50mHoogte 6mStart temperatuur van de kas 20°CΔT (verschil temp dag en nacht) 10 KMinimale dagtemperatuur kas 22°CMaximale dagtemperatuur kas 26°CZonnewering UitVermogen 500 W/m2

Glasdikte 4mmKoeling Uit

In de grafiek is in het geel de temperatuur aangegeven van de kas. Overdag wordt de kas op z’n 22°C gehouden en wanneer het nacht wordt daalt de

temperatuur naar z’n 12°C.

14

Figuur 1 Temperatuur 1-3 januari


Wanneer het vermogen van het HVAC-systeem van 500 W/m2 wordt verlaagd naar 250 W/m2 is te zien dat het langer duurt om de kas op de te warmen.

In figuur 3 is duidelijk in te zien dat het langer duurt om op te warmen en dat het HVAC-systeem ook langer aanstaat. Met 500 W/m2 staat het systeem in het begin aan, maar gaat uiteindelijk uit terwijl wanneer het HVAC-systeem 250 W/m2 levert het systeem 2 keer aan gaat.

In figuur 4 wordt laten zien dat met een HVAC vermogen van 100 W/m2 de minimale warmte van 22°C niet meer gehaald word. Het systeem moet dus meer dan 100 W/m2 leveren om de kas warmer dan 22°C te krijgen.

Figuur 4 Temperatuur HVAC 100W/m2

15

Figuur 3 Temperatuur HVAC 500W/m2 Figuur 2 Temperatuur HVAC 250W/m2


Vaste waardes: 1-3 januari (zonnewering aan)

Lengte kas 50mBreedte 50mHoogte 6mStart temperatuur van de kas 20°CΔT (verschil temp dag en nacht) 10 KMinimale dagtemperatuur kas 22°CMaximale dagtemperatuur kas 26°CZonnewering AanVermogen 500 W/m2


In de grafiek is de temperatuur van de kas aangegeven wanneer het zonnescherm is ingeschakeld. De temperatuur blijkt hetzelfde te zijn wanneer het scherm wel of niet in ingeschakeld. Een reden hiervoor kan zijn dat het glas genoeg warmte vasthoudt, want het HVAC gaat nier meer stoken dan wanneer het scherm niet is ingeschakeld.

Figuur 5 Temperatuur 1-3 januari, scherm aan

In figuur 6 is te zien hoe de temperatuur van de kas zich gedraagt en wanneer het HVAC-systeem aanstaat met een vermogen van 500 W/m2. De warmte in de kas en het HVAC-systeem gedraagt zich hetzelfde wanneer het scherm wel of niet uitstaat.

16

Figuur 6 Temperatuur HVAC 500W/m2


Vaste waardes: 1-3 januari (zonnewering uit)



Doordat de glasdikte in het model kan worden aangepast kan gekeken worden of het zin heeft de ramen van de kas dikker te maken. In het model gaan we uit van een glasdikte van 8mm.

In figuur 7 is te zien dat wanneer het glas 2 keer zo dik gemaakt wordt de temperatuur in de kas

niet veranderd.

In figuur 8 is te zien dat vergeleken met een glasdikte van 4mm het HVAC-systeem minder lang aangaat. Dit is ook logisch, want een dikker raam laat minder warmte door.

Vaste waardes: 1-3 juli (zonnewering uit)

Lengte kas 50mBreedte 50mHoogte 6m

17

Figuur 8 Temperatuur kas, HVAC 500W/m2

Figuur 7 Temperatuur kas


Start temperatuur van de kas 20°CΔT (verschil temp dag en nacht) 10 KMinimale dagtemperatuur kas 22°CMaximale dagtemperatuur kas 26°CZonnewering UitVermogen 500 W/m2

Glasdikte 4mmKoeling Aan

In de volgende simulatie hebben we een periode van 1-3 juli genomen. In figuur 10 is te zien dat wanneer de koeling niet aanstaat de temperatuur in de kas warmer is dan de maximale temperatuur. In figuur 9 is de temperatuur van de kas te zien wanneer deze gekoeld wordt. Wanneer de kas warmer wordt dan 26°C zal deze gekoeld worden.

Figuur 11 Temperatuur kas + plantjes met koeling

In figuur 11 is te zien dat de plantjes rond de maximale aanvaardbare temperatuur komen wanneer er een vermogen van 500W/m2 gebruikt wordt.

Vervolgens gaan we het vermogen van het HVAC-systeem verlagen naar 100 W/m2.

18

Figuur 10 temperatuur kas zonder koeling

Figuur 9 Temperatuur kas met koeling

Figuur 12


Aan de temperatuur van de kas veranderd niet heel veel. Het HVAC-systeem kan het makkelijk met een vermogen van 100 W/m2. Het verschil is wel dat na 3 dagen de kas niet gekoeld wordt.

Figuur 13 Temperatuur kas + plantjes, 100 W/m2

Vaste waardes: 1-3 juli (zonnewering aan)


19



In de volgende simulatie zal het zonnescherm aangezet worden. De temperatuur in de kas zal niet veranderen T.O.V. de simulatie van de kas zonder scherm.

De temperatuur van de plantjes is ook exact hetzelfde T.O.V. van de simulatie zonder scherm wat ook logisch is, omdat de kas temperatuur ook hetzelfde is gebleven.

In de volgende simulatie wordt het HVAC-systeem ingesteld op 100 W/m2.

Daarin is te zien dat het HVAC-systeem net zolang aanblijft als wanneer deze

500 W/m2 levert. Hieruit kan geconcludeerd worden dat de buiten temperatuur meer invloed heeft op de temperatuur van de kas dan het HVAC-systeem.

20

Figuur 15 Temperatuur kas + plantjes, met zonnescherm




Wanneer het HVAC-systeem uitgezet wordt zal de kas ook warm genoeg worden. In figuur 17 is te zien dat de temperatuur van de kas op blijft lopen wanneer het HVAC-systeem uitstaat.

Vaste waardes: 1-3 juli (zonnewering uit)



21

Figuur 17 Temperatuur kas, 0W/m2


De glasdikte is in deze simulatie 8mm geworden en voor het gemak hebben we het HVAC-systeem op 0 gezet, omdat gebleken is dat de kas door de omgeving al genoeg opgewarmd wordt.

Wanneer de glasdikte naar 8 mm gaat zal de kas wel gekoeld worden. Het is dus gunstiger om dunner glas te nemen.

In figuur 19 is te zien dat de

temperatuur in de kas hetzelfde blijft wanneer de dikte van het glas wordt aangepast, maar er moet wel gekoeld worden in de kas.

Kortom, wanneer het vermogen van de HVAC verlaagd wordt naar 100 W/m2 in de winter zal de kas niet de benodigde temperatuur meer halen. Of de zonnewering wel of niet ingeschakeld is maakt niks uit in voor de temperatuur in de kas en de tijd het HVAC-systeem staan ingeschakeld. Wanneer het glas van 4mm naar 8mm gaat zal het HVAC-systeem minder lang aanstaan. In de zomer moet er wel gekoeld worden en de verwarming uitgezet worden. Of het zonnescherm ingeschakeld is maakt niet uit T.O.V. een uitgeschakeld scherm. De kas zal met een glasdikte van 4mm niet gekoeld worden en met een dikte van 8mm wel.

22




3.2 Sankey diagram.In een sankey-diagram kan op een schematische wijze een kas worden nagebootst. De kas heeft een percentage van 100% en heeft een instroom en een uitstroom. In het model gaat er geen warmte naar de plantjes, omdat er in het model geen rekening gehouden wordt met planten in de kas.

De kastemperatuur wordt uit drie energiebronnen gehaald. Voor een groot deel zal de kamertemperatuur uit verbranding van fossiele brandstof ontstaan(60%), een deel van de warmte komt door de zon(30%) en uit interne winsten wordt z’n 10% gehaald om de kas op te warmen. De warmte zal door bewusten en onbewuste ventilatie ontsnappen en door transmissieverliezen van de leidingen, condensator, muren en het plafond.

3.3 Tabel met gebruikte formules.2. Beschrijving Formule Eenheid

Warmte toe/af Q = m * c * ∆T JMassastroom ɸm = ɸv * ρ kg/sOppervlakte cirkel A = ¼ * D2 * π m2

Totale energievraag E = Warmtevraag * Kasvolume JConvectie U * A * ∆T J/sAantal dagen piekvermogen # = E / PiekvermogenVolume V = lengte * breedte * hoogte m3

24

Figuur 20Sankey-diagram


4. Leertaak 2.3Voor dit onderdeel van leertaak 2 moet er uitgerekend worden wat het aardgasverbruik en de bijbehorende CO2-emissie van een conventionele ketel is. Ook moeten de daarbij behorende gegevens en aannames vermeld worden. Zowel gemiddelde waardes als piek waardes worden hier in dit hoofdstuk berekend.

4.1 Gegevens en aannamesVoor het maken van de verschillende berekeningen moeten er eerst een aantal gegevens vastgesteld worden en een aantal aannames gedaan worden. Hieronder staan in een tabel een aantal vaste waardes en een aantal in het project vastgestelde waardes. Deze staan gelijk aan de invoer waardes.

Gegeven: Hoeveelheid: Eenheid:Inhoud kas 13750 m3

Warmtevraag(gem. op jaarbasis) 200 kWh/m3

Aanvoertemperatuur 35 ˚CRetourtemperatuur 30 ˚CSoortelijke warmte water 1008 J/(kg*K)Ketelrendement 0,9 -Verbrandingswarmte aardgas 50,00 MJ/kgBenodigde warmtestroom bij piek 559278 J/sTabel 2.3.1 Tabel met invoerwaardes

Wat betreft het stralingsverlies; deze heb ik op internet opgezocht voor een conventionele ketel. Er wordt over het algemeen aangenomen dat er gemiddeld stralingsverlies is van 5%.

4.2 Warmtestroom waterVoor het berekenen van het aardgasverbruik, moet er eerst duidelijk zijn wat er de gemiddelde benodigde warmtestroom is per jaar. Hieronder wordt uitgerekend welke warmtestroom er gemiddeld nodig is in de kas, met de bepaalde maten. De gemiddelde warmtevraag per jaar is 200 kWh/m3. Als je dit vermenigvuldigt met de inhoud van de kas, heb je de gemiddelde warmtevraag van onze kas per jaar.

kWh= kWhm3 ∗m3=200∗13750=2750000 kWh

De gemiddelde warmtevraag per jaar is dus 2750000 kWh. In één jaar zijn er:

365∗24=8760uur, hieruit volgt фwwater=( kWhh )∗1000=( 27500008760 )∗1000=313927 J / s

De piekwarmtestroom is al berekend bij leertaak 2.1, deze wordt hier dus ook gebruikt, de piekwarmtestroom is 559278 W(J/s).

25


4.3 Massastroom waterAan de hand van de benodigde warmtestroom kan er berekend worden wat de massa stroom van het water moet zijn. Hieronder staat de gemiddelde massastroom berekend.

фmwater=фwwater

cwater∗(T uit−T ¿)= 3139271008∗(35−30 )

=62,29 kg /s

Hieronder staat de massastroom bij piekvermogen berekend.

фmwater−piek=фwwater−piek

cwater∗(T uit−T¿ )= 5592781008∗(35−30 )

=110,97kg /s

4.4 BrandstofvermogenWe hebben de warmtevraag bepaald. Hiermee kan het benodigde brandstofvermogen berekend worden. Dit kan met de volgende gegevens: de benodigde warmtestroom, het rendement van de ketel en het stralingsverlies. Eerst wordt er met het ketelrendement berekend wat het warmtestroom van de brandstof moet zijn. Dan is er nog een stralingsverlies wat over het andere totaal genomen is.Hieronder is het gemiddelde aardgasverbruik per jaar te zien.

фwbrandstof=

фwwater

ηketelη straling

=

3139270,90,95

=367166 J /s

Hieronder is het aardgasverbruik te zien, als de ketel op piekvermogen draait.

фwbrandstof−piek=

фwwater− piek

ηketelηstraling

=

5592780,90,95

=654126 J /s

4.5 Brandstof massastroomMet de verbrandingswarmte van aardgas en de warmtestroom van de brandstof kan de massastroom uitgerekend worden. Als de onderwaarde van de verbrandingswarmte gebruikt wordt, is er gelijk rekening gehouden met het verbrandingsproces in een conventionele ketel. Het gemiddelde brandstofverbruik staat hieronder uitgerekend.

фmaardgas=фwbrandstof

H aardgas= 36716650,00∗106

=0,007343 kg /s

Hieronder staat de berekening voor de massastroom van de aardgas bij piekvermogen.

фmaardgas− piek=фwbrandstof −piek

H aardgas= 62769750,00∗106

=0,01308 kg /s

26


4.6 CO2-emmisieAls het gas verbrand ontstaat er CO2. De CO2-emissie ontstaat uit de chemische reactie van methaan met zuurstof. De CO2-emissie kan berekend worden met scheikundige formules. Hieronder staat berekend hoeveel CO2-emissie er is als de ketel op gemiddeld vermogen draait.C H 4+2O2=2H2O+CO2 ,hieruit volgt dat de mol verhouding van CH4:CO2 = 1:1.De molaire massa van C H 4=12,01+(4∗1,008 )=48,42432mol /g.

De molaire massa van CO2=12,01+(2∗16,00 )=384,32mol /gVoor de gemiddelde waardes geldt:

mols

=

gaardgas

sgmol

=0,007343∗100048,42432

=0,15165mol /s

k gCO2

s=

mols

∗g

mol=0,15165∗384,32=58,2803

gCO2

s=209,8

k gCO2

uur

De CO2-emissie bij gemiddeld vermogen is dus 209,8 kg/uur.De uistoot bij piek vermogen is als volgt:

mols

=

gaardgas− piek

sg

mol

=0,01308∗100048,42432

=0,2701mol /s

k gCO2− piek

s=

mols

∗g

mol=0,2701∗384,32=103,81

gCO2−piek

s=373,7

k gCO 2−piek

uur

Als de ketel op piekvermogen draait is de CO2-emissie dus vanzelf sprekend groter, deze uitstoot is 373,7 kg/uur CO2.

27


4.7 Schematische weergave HR-ketel

4.8 Tabel met formules en uitvoer waardesFormules:

kWh= kWhm3 ∗m3

фwwater=( kWhh )∗1000

фmwater=фwwater

cwater∗(T uit−T ¿)

фwbrandstof=

фwwater

ηketelη straling

фmaardgas=фwbrandstof

Haardgas

mols

=

gaardgas

sgmol

Фm_water = 62,29 kg/s

Фm_aardgas = 0,007343 kg/s

Фm_CO2 = 209,8 kg/uurStralingsverlies = 5%

Temp. Rookgassen = 200 ˚C

Temp_waterin = 30 ˚C

Temp_wateruit = 35 ˚C

Фm_CO2(piek) = 373,7 kg/uur

Фm_aardgas(piek) = 0,01308 kg/s

Фm_water = 110,97 kg/s

28


k gCO2

s=

mols

∗g

molTabel 2.3.2 Gebruikte formules

29


Gegeven: Hoeveelheid(gem.): Hoeveelheid(piek): Eenheid: Opmerking:Warmtestroom water 313927 559278 J/s BerekendBrandstof vermogen 367166 654126 J/s BerekendMassastroom water 62,29 110,97 kg/s BerekendMassastroom aardgas 0,007343 0,01308 kg/s BerekendMassastroom CO2 209,8 373,7 kg/uur BerekendStralingsverlies 5 5 % Op internet opgezochtRookgastemperatuur 200 200 ˚C Op internet opgezochtTabel 2.3.3 Tabel met uitvoerwaardes

Grafiek 2.3.1 Sankey diagram conventionele ketel

30


5. Leertaak 2.45.1 Kasverwarming m.b.v. een WK – installatie

KVV schematische weergave

WKK Warmte kracht koppeling 200 kW/m3

Hulpketel Voor de piekdagen -Warmte-wateropslag Verwarmde water opslaan 500 m3

net Stroomnet van de kas -1 Brandstof toevoer WKK Massastroom: 0,0188 m3/s2 Verliezen (10 %) 53,7kJ/s rookgassen

13,4kJ/s straling3 Netstroom (terug verkopen) -Rode leiding Warme water (diameter:200mm) 2,01 kg/s Gele leiding Elektriciteit -Blauwe leiding Koude water (diameter: 150mm) 2 kg/s

De WKKDe WKK werkt op brandstof, door de draaiing van de dynamo in de KWW wordt er energie opgewekt. Deze energie wordt afgevoerd het stroomnet van de tuin en een rest naar een elektriciteitsopslag. Op deze energie werken de verschillende pompen van de tuin maar ook het licht en de verschillende apparaten die in de tuin worden gebruikt. De energie die daarna overblijft wordt terug verkocht aan het net. Door de draaiing van de dynamo wordt er ook warmte opgewekt, deze warmte wordt gebruikt om het water wat uit een bassin komt te verwarmen. Dit warme water wordt op de juiste temperatuur opgeslagen in een warmte wateropslagtank, om dit water op het juiste moment te gebruiken voor de verwarmingen.

HulpketelVaak wordt er ook gebruik gemaakt van een hulpketel, die kan zorgen voor extra energie en warmte als de tuin op zijn piekvermogen moet werken. Dit gebeurt maar enkele uren per jaar en meestal ’s winters als het temperatuurverschil heel groot is. Deze hulpketel werkt in principe hetzelfde als de WKK. Verder zorgt deze ketel dat er altijd een buffer is.

31


Het rendement van de WKKDe WKK zet 100% brandstof om in 50% warmte en 40% elektriciteit. Het overige wordt beschouwd als de rookgassen die vrijkomen 8% en het stralingsverlies 2%. De 8% van de rookgassen neemt de tuinder vaak door een bypass om de CO2 uit deze rookgassen te halen en die te gebruiken voor de producten in de kas.

5.2 Tabel met de gebruikte formulesBeschrijving Formule EenheidWarmte toe/af Q = m * c * ∆T JMassastroom ɸm = ɸv * ρ kg/sConvectie U * A * ∆T J/sMassastroom brandstof V= P/Uaardgas m3/sCO2 emissie m= Vaardgas*CO2/m3 kg

aanvoertemperatuur cv water 80 oC retour temperatuur 60oC warmte opwekkingsrendement 50% elektrisch rendement 40 % Warmtevraag 200 kWh/m3

verbrandingswaarde aardgas 35,71 MJ/s CO2 waarde verbranding aardgas 1,9 kg/m3

Voor het vermogen te bereken wordt dezelfde berekening als bij 2.1 gebruikt, alle convectie verliezen bij elkaar, alleen nu is de buitentemperatuur 0°C, omdat vanaf 0°C de WKK al het vermogen levert, Als de buitentemperatuur onder het vriespunt komt wordt de hulpketel ingeschakeld waardoor het piekvermogen gehaald kan worden.

Dus Pgem= 335566,86 J/s

Omdat de warmteproductie een rendement heeft van 50% moet dat nog bij het totaal vermogen bijgerekend worden, zodat je het totaal vermogen van de WKK heb.

Ptot= 335566,86/0,5= 671133,72 J/s

De massastroom van het water wat hieruit volgt is te berekenen door: m= Q/(c*∆T), met als de c waarde van water: 4180 en met ∆T: 80 °C, hieruit komt de maximale massastroom omdat de WKK tot 0 °C alleen blijft werken en de leiding temperatuur is 80 °C. Hierbij wordt er 671133,72 J/s gebruikt waardoor er een massastroom uitkomt

ɸm= 671133,72/(4180 * 80) = 2,01 kg/s

De volumestroom van aardgas is gelijk aan het Vermogen / Verbrandingswaarde van aardgas

ɸV=671133,72 / 35710000 = 0,0188 m3/s

Hiermee kunnen we het totale volume van de aardgas bepalen er vanuit gaand Dat de WKK 15 per dag aanstaat

Het volume aan aardgas kunnen we bepalen door van de volumestroom naar jaarbasis te gaan.

V= 0,0188*3600 * 15 * 365 = 370429,72 m3 op jaarbasis

32


Bij verbranding van 1m3 aardgas komt ongeveer 1,9kg CO2 vrij, dus de CO2 emissie:

m = 370429.72 * 1,9 = 703.8 ton CO2 vrij

De rookgassen die vrijkomen zijn op ongeveer 130 °C, waardoor de stookgassen eerst naar een bypass gaan om af te koelen tot minimaal 60 °C waarna het CO2 daaruit weer wordt onttrokken en door een PVC leiding wordt gevoerd naar de tuin.

Verder hebben we gesteld dat op elke 100% brandstof die gebruikt wordt een 2% verlies aan straling heeft. Doordat de WKK niet 100% geïsoleerd is en de leidingen ook niet is er vastgesteld dat er daaraan 2% verlies is

Stralingsverlies= Ptot * straling verlies rendement

= 671133,72 * 0,02 = 13,4 kJ/s verlies aan straling

De elektriciteitsproductie beslaat een deel van de uitvoerenergie van de WKK, namelijk 40%. Met andere woorden, 40% alle energie die je erin stopt krijg je terug in de vorm van elektrische energie. De totale toevoer energie van de WKK is Ptot=671133,72 Watt, ofwel 671 KW.

Pelektrisch=0.4*Ptot=268.5 KW. Dit komt uit op: Pelektrisch*3600=966432kWh.

Energiebalans WKK

33


5.3 InventortekeningIn deze leertaak zal een korte beschrijving gegeven worden van een Warmtekrachtkoppeling(Wkk). Een Warmtekrachtkoppeling is een installatie die chemische energie omzet in elektrische energie en arbeid, met als eindproduct elektriciteit en warmte. Een toepassing van een Wkkin een kas zorgt voor een efficiënter verwarmingssysteem. De geleverde warmte wordt gebruikt om de kas te verwarmen en de stroom wordt bijvoorbeeld gebruikt om een pomp aan te drijven, of lampen van stroom te voorzien.In figuur 2 hieronder is schematische weergave van een warmtekrachtkoppelingsinstallatie. De zwarte leiding is aardgas dat als brandstof fungeert voor zowel de Wkk als de ketel. De Wkk en de ketel levert warmte dat in de kas wordt gestopt. Het afgekoelde water wordt weer terug naar de Wkk en de ketel gepompt. Naast warmte levert de Wkk dus ook stroom. Deze stroom gaat onder naar de kas en/of naar wordt terug gestopt in het stroomnet.

34

Figuur 21 WKK systeem schematisch weergegeven

LegendaWkk PaarsKetel OranjeWarme leiding RoodAfgekoelde leiding BlauwStroomkabel GeelStroomnet BruinAardgas Zwart


6. Conclusie We hebben bij deze leertaak ons gericht op verschillende onderdelen van het afgiftesysteem van een kas. We hebben ons beziggehouden met het leidingwerk in een kas, de ketel, de WKK en een simulink model van een kas. We hebben hierdoor meer inzicht gekregen in het berekenen van warmtestromen m.b.t. de praktijk en factoren die meespelen in deze berekeningen. Door het bezoek aan een kas en het onderzoek dat we gedaan hebben, zijn we er achter gekomen dat er een heleboel verschillende soorten afgiftesystemen zijn. Zo zijn we er ook achter gekomen dat de WKK zuiniger en milieu vriendelijker is dan een conventionele ketel. Ook hebben we gezien dat er in de praktijk nog veel meer factoren meespelen, dan wij in onze eigen berekeningen rekening gehouden hebben; in het simulink model is hier nog wel een beetje rekening meegehouden. Tot slot kunnen we dus zeggen, dat we door dit proces meer inzicht gekregen hebben in hoe thermische energie gebruikt en beïnvloed wordt.

35


BijlageLogboekDatum Tijd Plaats Werkzaamheden opmerking22-09-2016 8:45 - 10:00 Haagse hogeschool Planning + reflectie leertaak 1 Mathijs, Roel

28-09-2016 10:00 - 12:00 Opti-flor Excursie Mathijs, Roel, Tom, Don, Stef

28-09-2016 20:00 - 22:00 Thuis Schets + presentatie maken Mathijs, Don

30-09-2016 11:00 – 14:00 Haagse hogeschool Concept kiezen + schets maken Tom, Roel, Mathijs

30-09-2016 19:00-21:00 Thuis Concept onderzoek, keuze en maken

Stef

3-10-2016 13:00-14:30 Thuis Concepten+keuze toelichten Tom9-10-2016 14:00-16:00 Thuis Basisberekeningen kas opzetten Roel10-10-2016 13:00 – 15:00 Thuis Leertaak 2.3 Tom10-10-2016 20:00 – 22:00 Thuis Sankey diagram Mathijs11-10-2016 20:00 – 21:00 Thuis Leertaak 2.3 Tom11-10-2016 15:00 – 17:15 Haagse hogeschool Opzet verslag Mathijs11-10-2016 23:00-23:30 Thuis Inleiding Stef12-10-2016 12:00-13:30 Haagse hogeschool Leertaak 2.3 Tom12-10-2016 14:00-17:00

19:00-22:00Thuis Info WKK zoeken,

Schema WKK maken en PowerPoint maken

Don

12-10-2016 10:30 – 12:30 Haagse hogeschool 3D model wkk Mathijs12-10-2016 16:00 – 17:15 Thuis 2.1 berekeningen nalopen Roel12-10-2016 19:00-21:00 Thuis Tussentijdse spelling, zinsbouw

en opmaak checkStef

13-10-2016 8:45 – 10:00 Haagse hogeschool Leertaak Mathijs, Roel, Stef, Tom, Don

13-10-2016 13:00-15:30 Haagse Hogeschool/Thuis

Leertaak 2.3+reflectie Tom

13-10-2016 14:00-16:0019:00-21:00

Thuis Berekeningen Don

13-10-2016 22:00-23:30 Thuis Gedeeltelijk leertaak 2.4 Stef13-10-2016 22:00 – 1:00 Thuis Simulink Mathijs13-10-2016 14:00 – 17:00 Thuis Reflectie en afronding 2.1 Roel14-10-2016 10:00 - 14:00 Haagse hogeschool Samenvoegen voor totaal

verslagMathijs, Don, Tom, Stef en Roel

36


ReflectieverslagenIndividuele beoordeling

Mathijs DirksDon:Pluspunten:

Toont inzet Komt met ideeën Goed mee samen te werken

Verbeterpunten: Laks

Roel:Pluspunten:

Veel ideeën Goed met berekenen

Verbeterpunten: Blijft lang hangen op één onderwerp

Tom:Pluspunten:

Flexibel Toont inzet Goed mee samen te werken

Verbeterpunten: Meer communiceren

StefPluspunten:

Denkt mee Relaxte houding

Verbeterpunten: Initiatief tonen Meer betrekken bij het project.

Don DijkhuizenMathijsPluspunten:

Flexibel Werkt goed door

Verbeterpunten: Beter plannen

Roel: Helpt graag Veel/goede ideeën Plant goed vooruit

37


Verbeterpunten Niet op één onderdeel blijven hangen

Tompluspunten

Flexibel Toont inzet Probeert zoveel mogelijk te doen

Verbeterpunten Meer communiceren

StefPluspunten

Geen stress (relaxt) Helpt waar die kan, ondanks achterstand

Verbeterpunten Meer inzet tonen Initiatief tonen

Roel DaatselaarMathijs DirksGoed gedaan tijdens dit project:

Taken aannemen en uitvoeren Op tijd met het maken van deeltaken Uitgebreid schetsen Goed simpel kunnen verwoorden van eigen ideeën

Waar het nog wat beter kan: Meer opdrachten zelf opstarten in plaats van iemand zoeken die de eerste stap al heeft gezet

Tom EvenblijGoed gedaan tijdens dit project:

Hard aan het werk in eigen tijd Goed begrip van de theorie en de analyse Goede opzet voor taakverdeling kunnen aandragen

Waar het nog wat beter kan: Vastere deadline aanhouden voor het afronden van deeltaken

Don DijkhuizenGoed gedaan tijdens dit project:

Goed gebruik van het netwerk in de kastuinbouw Veel inzicht in het praktijk gedeelte van de opdrachten Hard werkend om leerstof te bevatten

Waar het nog wat beter kan: Discipline om op tijd te komen

38


Stef KosterGoed gedaan tijdens dit project:

Hard werkend om de relevante leerstof te bevatten Willig om werk aan te nemen

Waar het nog wat beter kan: Meer aanwezigheid zorgt dat het makkelijker is om in te stromen in een project

Tom EvenblijRoelPluspunten:

Werkt hard Altijd bereid om te helpen Bijdrage en inzet is zeer goed

Verbeterpunten: Moet proberen minder diep in te gaan op bepaalde onderwerpen, zodat het toegankelijker is

voor de groepsgenoten

DonPluspunten:

Is rustig(geen stress) Altijd bereid om te helpen Wil zich ook zeker goed inzetten als dat moet

Verbeterpunten: Soms iets dieper een opdracht uitwerken

MathijsPluspunten:

Werkt hard aan zijn opdrachten Is goed om mee samen te werken Bijdrage is goed

Verbeterpunten: Iets beter plannen en aan de groep trekken als voorzitter

StefPluspunten:

Is rustig Is bereid ondanks achterstand, zich volledig in te zetten

Verbeterpunten: Ondanks de achterstand, proberen toch iets meer in de groep te betrekken

Stef Koster RoelPluspunten:

Goede kennis van de opdracht Zeer hulpvaardig Betrouwbaar

Verbeterpunten:

Don

39


Pluspunten: Is flexibel Altijd bereid om te helpen Toont inzet in welk aspect van het project dan ook

Verbeterpunten: Soms iets uitgebreider een opdracht uitwerken

MathijsPluspunten:

Werkt hard Is goed om mee samen te werken Bijdrage is goed

Verbeterpunten: Beter plannen

Zelfreflectie Mathijs DirksIk zal een kort verhaaltje vertellen over hoe ik het project heb ervaren. Ik zal beginnen met de opdracht zelf. Daarna vertel ik hoe de samenwerking is verlopen en tot slot mijn eigen inzet.Samenwerking: De samenwerking ging prima, maar de inzet van ons alle was wat minder bij dit project. Op het eind moesten we daarom wat harder aan het werk, maar zijn niet in de problemen gekomen.Wat voor de volgende keer beter kan: Dat ik wat eerder aan de bel trek. Sommige onderdelen van het project zijn wat naar achter geschoven.Eigeninzet: Mijn eigen inzet geef ik een 7,5. In het begin heb ik niet veel inzet getoond. Pas na een week ben ik begonnen om echt aan het project te werken.De opdracht: De opdracht was leerzaam. Aan het begin van het project zijn we op excursie gegaan om inspiratie op te doen en een beeld te krijgen hoe een warmte installatie in de praktijk eruit ziet.

Roel DaatselaarProjectDit project is volledig theoretisch, wat het resultaat een getal of grafiek maakt. Hiermee is het moeilijk te zien hoe de voortgang gaat rondom het eindproduct. Het is ook lastig voor de mensen die zich tot het doener-type gedrag rekenen. Om een deel van het reële erin te houden is er wel een excursie en dat geeft gelukkig wel inspiratie voor de opdrachten. Er zijn ook geen deelopdracht-inlevermomenten waardoor ook de drijfveer om taken af te werken duidelijk afnam.SamenwerkingDe samenwerking is dit project uiteengevallen doordat opdrachten hoofdzakelijk rekenwerk zijn, waarvoor het onhandig is om meerdere mensen ernaar te kijken. Door deze verdeling was het ook moeilijk om een goed inzicht te krijgen in de kwaliteit van het geleverde werk en de voortgang met dat werk. Om de samenwerking weer terug te brengen is het mogelijk om de hoofdopdracht in sigmenten op te delen die zich met elkaar gaan verhouden. Het is nu makkelijker om allemaal dezelfde berekeningen te herhalen dan om elkaar te gaan vertellen wat er gedaan is.Individuele inzet

40


De laatste week van het project zijn alle opdrachten duidelijk en is de verdeling duidelijk. Hierdoor heb ik in de laatste week wel hard kunnen trekken aan het totaal. Ik ben heel goed in het doorwerken van theoretische zaken maar het is lastig om het toegankelijk te maken voor projectgenoten waardoor de waarde van de uitkomst afneemt.

Tom EvenblijOpdrachtIk vond de opdracht, zeker aan het begin zeer interessant, aangezien het een vakgebied bestreek, waar ik me nog nooit echt in verdiept had. Vanuit school waren er niet altijd scherpe richtlijnen en kwamen sommige documenten pas laat, wat het project toch negatief beïnvloed, waardoor het uiteindelijk toch een beetje een stressproject werd en dan kun je je niet echt meer richten op de leerpunten en positieve punten.SamenwerkingDe samenwerking was in principe goed. Ondanks dat we laat begonnen zijn, hebben we het toch met z'n allen voor mekaar gekregen. Het is soms wel lastig om goed om te gaan met ieder groepslid apart, omdat de ene misschien een stukje slimmer is dan de ander of de een is iets verder dan de ander. Buiten dat hebben we denk ik uitstekend samen kunnen werkenEigen inzetIk ben wel tevreden met mijn eigen inzet. Ik heb mij met name op leertaak 2.1 en leertaak 2.3 gestort. In deze leertaken heb ik veel kunnen doen, dus daar ben ik zeker tevreden mee. Wel zou ik in het vervolg, ook bij andere groepsleden willen helpen, in plaats van continu met je eigen opdracht bezig te zijn.

Don DijkhuizenOpdrachtDe opdracht vond ik zeer interessant, omdat ik er zelf ook veel mee te maken heb. Ik werk zelf al 5,5 jaar in de glastuinbouw als productiemedewerker, waardoor ik al veel interesse had achter de werking van de systemen. Ik vond verder wel dat dit project eentonig was, steeds dezelfde berekening doen, verder ik vond het ook jammer dat er geen stukje realisatie bijzat.SamenwerkingDe samenwerking was goed alleen er was voor deze leertaken veel sprake van laksheid, waardoor we de laatste dagen in de stress kwamen en hard eraan moesten werken. Vanaf het begin hebben we het project opgedeeld in delen die verdeeld werden over de projectleden, hierdoor heeft iedereen zijn eigen onderdeel ingeleverd en is het niet echt een groepsopdracht geworden. We hielpen elkaar wel veel waar het nodig wasEigen inzetIk geef mijn inzet een 6,5, Ik heb in de eerste dagen veel aan het project gedaan door een excursieplaats te regelen en een goed volledig concept in te leveren. Hierna ben ikzelf ingezakt en heb ik er niet veel tijd meer aan besteed tot de laatste week. In de laatste week heb ik wel zoveel mogelijk gedaan om mijn deel af te krijgen en dat is uiteindelijk ook gelukt.

41


Stef KosterIk heb de eerste paar weken van dit project gemist omdat ik pas in week 5 van het tweede studiejaar ben ingestroomd. Daarvoor heb ik op de TU Delft gestudeerd. Daardoor kan ik dit groepje alleen vergelijken met wat ik gewend ben van de TU.Het verschil tussen de werkhouding en aanpak binnen de groepjes op de HHS en de TU is heel verschillend. In dit huidige groepje heb ik echt het gevoel dat iedereen samen met de opdracht bezig is, en dat het eindresultaat van de groep is, en niet van éen of twee individuen. Tijdens de ingeplande projecttijd wordt er niet altijd even hard gewerkt, maar iedereen is welaanwezig en bezig met het project.Mijn eigen inzet geef ik een 6. Ik ben me er van bewust dat ik veel meer had kunnen doen, maar ik vond het gewoon moeilijk om me in de opdracht te mengen. Voor mijn gevoel mistte de informatie die gegeven was in colleges om me echt in de opdracht te verdiepen. Gelukkig kwam dit voor de deadline nog wel goed. De wil was om echt hard mee te werken was er echt wel, maar de uitvoering niet. Wat beter kan:Ik had me eerder aan moeten sluiten bij anderen als er een opdracht gemaakt moest worden, om hulp te krijgen waar ik het nodig had en zo toch mijn steentje bij te dragen.De opdracht:Ondanks dat er weinig praktisch inde opdracht gedaan moest worden vond ik de opdracht erg leuk en leerzaam. Het is heel anders dan ik tot nu toe gehad heb, en dat was wel leuk.

42


ExcursieverslagOp woensdag 5 Oktober is projectgroep Wh12.b verwelkomt bij het bedrijf Optiflor, een orchideeëntuinder. Tijdens deze excursie is er een kijkje genomen in de tuin(kas) waar de orchideeën staan, het ketelhuis en in een loods waar 2 warmtekrachtkoppelingen staan. Hierbij hebben we veel informatie kunnen opdoen over de klimaatbeheersing in de kas. Tijdens de excursie zijn we bijgestaan door Dhr. Ron van der Lans, de installatie-technicus bij het bedrijf Optiflor, die ons heeft ons de nodige informatie gegeven.De tuin bestaat uit 2,4 hectare grond met daarbij 3 verschillende sectoren:

De opkweek, waar de jonge stekken in een warme omgeving staan van gemiddeld 34 °C voor de groei van de plant.

De koeling, waar de planten in een omgeving staan van 20°C voor de groei van de plant te verminderen en de groei van de takken te bevorderen.

De werkplaats, waar de planten in een omgeving van 18 °C staan voor de verdere bevordering van de takken en de bloemen.

Afbeelding1.1 opkweek kas

Op de foto hiernaast is het ketelhuis te zien waar een grote stoomketel in staat met daarin. Dit gaat de hoofdleiding in. Verschillende pompen regelen dit de klimaatbeheersing voor de verschillende gedeeltes (sectoren) van de kas. Voor de opkweek sector zijn vier pompen nodig, omdat deze sector onverdeeld is. Twee pompen zijn voor de toevoer en twee zijn voor de afvoer van het stoom. Voor de koeling sector en de werkplaats zijn ook twee pompen per sector nodig voor de toe en afvoer. Verder staan er nog drie pompen voor de waterafgifte van de plant. Dat gaat ook apart over de drie sectoren, waarbij elke sector een andere waterafgifte heeft. De opkweek heeft het minste waterafgifte(dagelijks om het uur), de koeling heeft het meeste waterafgifte(dagelijks om het kwartier en twee keer in de week een grote waterafgifte zodat elke plant 20cl water kan krijgen). De werkplaats heeft om het halfuur een afbeelding 1.2 De pompen waterafgifte en eens in de week een grote waterafgifte zodat elke plant 15cl water krijgt. De waterafgifte wordt gedaan via een sproeiersysteem dat aan het dak hangt. Verder heeft deze tuin een verschillend aantal aanventilatoren die zorgen voor de koelere en schoonere lucht.

43


Op de foto hiernaast is het verwarmingsbuissysteem te zien. Het volledige systeem bestaat uit 85 U-bochten, waarbij het verwarmde stoom van het ketelhuis de hoofdleiding instroomt, de hoofdleiding ligt in het midden van de kas over de gehele breedte, waarbij aan de ene kant het stoom binnenkomt en het afgekoelde stoom aan de andere kant via een andere hoofdleiding terug naar het ketelhuis gaat. De U-bochten die vanuit de hoofdleiding vertrekt gaat naar alletwee de uiteinde van de kas. Afbeelding 1.3 Het verwarmingssysteem

Deze verwarmingsbuizen liggenop de grond om de warmte direct aan de plant te kunnen geven. Verder zijn er vier verwarmingsbuizen aan elke zijde van de kas om de gehele temperatuur van de kas te kunnen verhogen. Via een dunner rubberen buis wordt de toegevoerde stroom van de hoofdleiding aangevoerd en aan het uiteinde via een rubberen buis afgevoerd naar de andere hoofdleiding.

Afbeelding 1.4 De geïsoleerde hoofdleidingen voor elke sector

Afbeelding1.3 ventilatoren

Afbeelding 1.6 stoomketel

44


Planning

Bijlage

Individueel / gezamenlijk

Don

Dijk

huiz

en

Mat

hijs

Dirk

s

Roe

l D

Tom

Eve

nblij

Controle door: Deadline

Schema installatie X X X X Don 27 september

Schetsontwerp maken X X X X Tom 27 september

Keuze beste ontwerp X X X X Mathijs 28 september

Berekenen leidingdiameter X X X X Roel 28 september

Tabel met gebruikte formules X X X X Mathijs 27 september

Presentatie 1 X 28 September

Werkend simulink X X Tom 1 oktober

Sankey diagram X X Roel 1 oktober

Conclusie leertaak 2.2 X X X X Roel 1 oktober

Presentatie 2 X 4 oktober

Schema installatie 2.2 X X X X Tom 8 oktober

Tabel formules leertaak 2.3 X X X X Don 8 oktober

Presantatie 3 X 11 oktober

Schema installatie 2.4 X X X X Mathijs 12 oktober

Tabel formules leertaak 2.4 X X X X Tom 12 oktober

Inventor-model X X Mathijs 12 oktober

Verslag X X Don 14 oktober

Excursieverslag X X Roel 14 oktober

45

eduweb.hhs.nl15071359/bestanden/verslag... · web viewin figuur 4 wordt laten zien dat met een...

Documents