Koelen op 12V

Camperaars die graag vrij staan en daarom bijna nooit walstroom tot hun beschikking hebben weten het maar al te goed: hun airco kunnen ze niet gebruiken. Daarvoor hebben ze in de regel te weinig elektrische energie in huis: hun accu(pack) heeft te weinig vermogen om via een omvormer een airco een uurtje of drie te laten werken om zo de temperatuur in hun camper vóór het slapen gaan naar een aangenaam niveau te laten dalen. Maar er is goed nieuws: een aloude techniek (“australische koelen”) is met nieuwste technieken zodanig verbeterd dat een werkend 12V-systeem is ontstaan.

(A)diabatisch Australisch koelen

Bij Australisch koelen wordt gebruikt gemaakt van de natuurkunde-wet dat verdamping energie kost. Op die natuurkundige wet regelt jouw lichaam zijn temperatuur: als je het warm krijgt ga je zweten en de voor de verdamping noodzakelijk energie (warmte) wordt onttrokken aan jouw lichaam, waardoor dat lichaam afkoelt. De oorspronkelijke bewoners in Australië hingen in hun hutten natte doeken op om zodoende de temperatuur (die tot ver in de 40⁰C kon oplopen in de binnenlanden van Australië) naar beneden te brengen.
Nu geldt er nog een tweede natuurkundewet, die van het dauwpunt. Lucht kan bij een bepaalde temperatuur een maximale hoeveelheid vocht opnemen. Daalt de temperatuur daar beneden, dan gaat de waterdamp in de lucht condenseren en valt naar beneden. Bij condensatie komt warmte vrij en dit proces is dus het tegengestelde van de verdamping.

Welnu, voor verdamping heb je warmte nodig en als je die warmte onttrekt aan de lucht dan koelt de lucht af. Het moet nu niet moeilijk te zijn om je in te denken dat je niet verder kunt afkoelen dan tot het dauwpunt. Omdat het dauwpunt afhankelijk is van de relatieve vochtigheid (hoeveel water zit er al in de lucht) wordt ook onmiddellijk duidelijk dat je beter kunt koelen als je de vochtige lucht afvoert.

Je ziet hierboven in de grafiek het Molier-diagram. Lucht van 28⁰C wordt gekoeld door water te verdampen. ALs je de lucht samen met het verdampte water in de te koelen ruimte blaast stijgt daar de relatieve luchtvochtigheid en kun je niet verder dan via de rode lijn de lucht afkoelen tot 20,3⁰C (het dauwpunt van de lucht bij die luchtvochtigheid). Scheid je daarentegen de “natte” lucht waarin het water is verdampt (en voer je die dus af zodat de luchtvochtigheid in de ruimte niet toeneemt), dan kun je doorgaan met koelen totdat een temperatuur van 16,6⁰C is bereikt (langs de blauwe lijn). Nu vinden wij een releatieve vochtigheid van 100% (het dauwpunt) niet echt meer lekker en daarom koelen deze systemen nooit verder dan tot 96% relatieve vochtigheid.
Of heel precies natuurkundig:
Adiabatisch-directe (rood): absoluut vochtgehalte 11,8 gr/kg en bij 28 ºC/ 96 % RV is het dauwpunt 22 ºC met absoluut vochtgehalte 14,3 gr/kg.
Diabatisch-indirecte (blauw): absoluut 11,8 gr/kg en bij 28 ºC/ 96 % RV is het dauwpunt 19 ºC met absoluut vochtgehalte van 11,8 gr/kg

Adiabatisch-directe koeling is niet aan te bevelen

Zoals we hierboven hebben gezien heeft adiabatisch-direct koelen twee effecten:
1. de koeling is minder diep (maximaal 6⁰ temperatuurverlaging) , en
2. er vindt een toename plaats van de absolute luchtvochtigheid (in ons voobeeldgeval van 2,5 gr/kg).
Dit betekent dat je de ruimte vochtiger maakt en dat is iets wat we eigenlijk niet willen. De apparaten die op deze manier werken noemen we aircoolers en worden vooral door de goedkope winkelketens (en Ali uit China natuurlijk) op de markt gebracht. Zie mijn pagina “Aircooler, werkt het?

De voordelen van dauwpuntkoeling

Voor dauwpuntkoeling is maar heel weinig energie nodig: alleen om water aan te voeren en om de koude lucht naar binnen en de vochtige lucht naar buiten de blazen. In tegenstelling tot compressor-airco’s is een dauwpuntkoeler geen lawaaimaker en hoef je niet bang te zijn dat je jouw buren stoort met een brommend apparaat op jouw dak.
Dauwpuntkoeling levert 70 tot 80 procent energiebesparing op. De energetische prestatie van een koelmachine wordt weergegeven in een COP-waarde, de Coëfficiënt Of Performance. Deze geeft de verhouding weer tussen de hoeveelheid koude die wordt geproduceerd en het aandrijfvermogen. Hoe hoger de COP-waarde, hoe beter het rendement. De COP van de meeste compressiekoelmachines ligt tussen 2,3 en 3 en als warmtepomp bij circa 4. De COP van dauwpuntkoeling ligt tussen 10 en 20. Wil je meer weten? Het Agentschap NL, een onderdeel van het Ministerie van Economische Zaken, Landbouw en Innovatie, heeft al in 2011 een brochure uitgegeven “Koelen met Dauwpuntkoeling” dat je hier kunt downloaden

Mensen ervaren dauwpuntkoeling als plezierig. Door de hogere inblaastemperatuur ontstaat nauwelijks tocht, dit in tegenstelling tot airco’s. Dauwpuntkoeling levert voortdurend 100 procent verse lucht. Ten opzichte van een compressorkoelmachine heeft een dauwpuntkoeler minder onderhoud nodig, vanwege het beperkte aantal bewegende delen (alleen de ventilator en de waterpomp als die aanwezig si, want vaak wordt de interne waterpomp van de camper gebruikt om het waterreservoir vanuit de drinkwatertank te vullen).

De nadelen van dauwpuntkoeling

Naar aanleiding van de vraag van Gerard (zie reacties hieronder) waarom niet alle airco’s op dit principe zijn gebouwd kan ik het volgende meegeven. Dauwpuntkoeling heeft twee nadelen:
1. Je kunt niet verder koelen dan tot het dauwpunt, en
2. het enorme voordeel van de airco, te weten het corrigeren/verlagen van de relatieve luchtvochtigheid, kan niet bij dauwpunt-koeling.
Laat ik bij het laatste beginnen: wij mensen vinden een relatieve luchtvochtigheid tussen de 40% en 60% nog aangenaam. Daaronder vinden wij het te droog en daarboven vinden wij (en vooral cara/astma-patienten) het te vochtig. Een airco brengt de luchtvochtigheid altijd tussen die twee genoemde waarden. En dan nu het punt dat je niet onder het dauwpunt kunt koelen. We beginnen met een grafiek: de verhouding tussen temperatuur en relatieve vochtigheid.

Op de X-as zie je de luchttemperatuur en op de Y-as het dauwpunt. Stel de relatieve luchtvochtigheid is 50% en de buitentemperatuur is 30⁰C.
Uit de grafiek kun je dan afleiden dat bij 30⁰C (x-as) de groene lijn (luchtvochtigheid 50%) dan aangeeft dat het dauwpunt bij 18⁰C ligt; daar beneden kun je niet koelen.
Nu zul je zeggen: dat is toch uitstekend! Ja , maar het verhaal wordt anders bij 85% luchtvochtigheid. Dan zou je niet verder kunnen koelen dan tot 27⁰C en dat is maar 3⁰ lager dan de buitentemperatuur. Op zich ook niets mis mee want medici geven aan dat je eigenlijk niet verder zou moeten koelen (dan wordt het verschil tussen de gekoelde ruimte en de buitentemperatuur te hoog). Veel belangrijker is die hoge luchtvochtigheid: die maakt dat wij het dan al snel benauwd vinden c.q. krijgen. En juist deze luchtvochtigheid krijg je niet naar beneden met dauwpuntkoeling, wel met een airco op compressor-basis.

Het elektrisch verbruik.

De Neil AIrco 12V (kostprijs € 1290,-) levert maximaal 6000 BTU en is daarmee te vergelijken met de Dometic Freshjet 1700. Waar de Dometic een vermogen nodig heeft van 620 Watt is dat voor de Neil Airco 12V maximaal (ventilator op stand 10) slechts 72 Watt, dus 87% minder! Als je de ventilator op stand 5 zet, daalt het opgenomen vermogen naar 12 Watt; kijk, dan blijft hij zelfs onder het stroomverbruik van de Maxxfan (en dat is niet veel meer dan een ventilator).

Pas op: De Neil Arico 12V is een dauwpuntkoeler en verhoogt dus niet de relatieve luchtvochtigheid in de camper. Van de andere koelers in het lijstje hierboven weet ik het niet precies; daar kunnen ook directe adiabatische koelers tussen zitten die bijgevolg afgekoelde lucht met een hogere luchtvochtigheid in de camper brengen (hetgeen niet echt aan te bevelen is). Wel wil ik jullie onderstaande reacties op de Facebookgroep Campertechniek niet onthouden:

En tot slot: De Chinees

Bij Aliexpress en Wish hebben ze ook airco’s voor voertuigen, op 12V dus. Ik zou het niet aandurven en dit baseer ik op hun eigen specificaties!

  • Het ding heet in de omschrijving “Universele A/C Airconditioning” en je kunt kiezen uit een 12V-uitvoering of een 24V-uitvoering. Hmm, vreemde A/C-uitvoering; het is hetzij een gelijkstroomuitvoering op 12V of 24V of een A/C- uitvoering op (hopelijk) 230V, maar die omschrijving kan niet kloppen. Maar we gaan verder:
  • Het ding levert volgens de specificaties een vermogen van 22000 Btu/hr. Even ter vergelijking: de Dometic Freshjet 2300 heeft een koelend vermogen van 5900 Btu/hr en is daarmee geschikt voor campers tot 7 m lengte. Deze chinees is dus bijna 4 maal zo groot en kost een tiende van de Dometic!
  • Dat viermaal zo grote koelend vermogen wordt geleverd vanuit een opgenomen vermogen van slechts 120 Watt: de Dometic verbruikt daarvoor 2200 Watt. Dus viermaal zo groot koelend vermogen met een vermogen dat twintig maal zo klein is. Geloof je het zelf?
  • Hoewel de beschrijving onduidelijk is, zal het waarschijnlijk gaan om een airco waarvan de compressor door de verbrandingsmotor moet worden aangedreven. We hebben het dan over een motor-airco met een vermogen van 6,5 kW; dat is meer voor een Interfrigo-vrachtwagen dan voor een camper.
  • En als je dan toch zo goedgelovig bent: ze verkopen ook een powerbank op lithium-basis met een capaciteit van 99000mAh voor € 9,15. Dat is dus een Lithium-accu van 99 Ah en dat terwijl je pas na heel lang zoeken een LiFePO4-accu van 100 Ah kunt kopen voor € 900,-

Oorspronkelijk opgesteld: 2 oktober 2019) laatstelijk bijgewerkt: 14 augustusi 2021

Geef een antwoord

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.