Summary
Samenvatting met eigen notities van Energietechnologie (Keuzevak Agro-en biotechnologie)
- Course
- Institution
Samenvatting van het keuzevak energietechnologie. Ik heb mij op de lessen en cursus gebaseerd.
[Show more]
Seller
Follow
ARvoeding
Reviews received
Content preview
Energietechnologie1. Inleiding:
EPC = energieprestatiecertificaat, inschatting van energiezuinigheid van een woning. Hoe
goed is de woning geïsoleerd? Hoe hoger de score, hoe negatiever (hoe meer energie je
verliest.)
Leerdoel: Definiëren wat energie is.
Energie: eigenschap van materie die omgezet wordt in arbeid, warmte en straling (Wordt
omgezet in iets wat we op dat moment nodig hebben.)
Leerdoel: eenheid van energie kennen.
• Eenheid energie: Joule of J
• Eenheid vermogen: J/s = W = Watt
• Kenmerken energie:
o Eerste wet van thermodynamica (energie wordt niet gecreëerd)
Energie wordt van de ene vorm naar de andere omgezet, dus er gaat geen
energie verloren (behoud van energie)
o Niet alle vormen zijn evenwaardig: Niet alle vormen kunnen onbeperkt
worden overgezet naar een willekeurige ander vorm, bv. in handen wrijven
(arbeid) veroorzaakt warmte, om warmte om te zetten naar arbeid heb je een
motor nodig
o Bij nagenoeg elke omzetting komt warmte vrij (niet nuttige energie): bv.
in de handen wrijven → warmte die vrijkomt, maar waar je niet veel mee kan
doen.
Leerdoel: fysische wetmatigheden kunnen uitleggen.
Straling van de zon = belangrijkste energievorm voor planeet
• Energie wordt opgevangen door water (verdamping), atmosfeer, aardkorst en planten
• In prehistorie: planten ingesloten in aardkorst ➔ steenkool, aardgas en aardolie =
fossiele brandstoffen
• Bij ontstaan van aarde: energie in atomen ➔ vrijgesteld door splijting = nucleaire
brandstoffen
• Hernieuwbare energiebronnen maken (in)direct gebruik van zonne-energie:
straling, windenergie, waterkracht, …
Fossiele en nucleaire brandstoffen zijn eindig. Straling van de zon is het belangrijkst.
Zoektocht naar …
• Voornaamste primaire energiebronnen (fossiele en nucleaire brandstoffen) zoals
steenkool, aardgas, aardolie, kernenergie, …
➔ Omgezet in energiedragers: elektriciteit, gas, stookolie, benzine en diesel
• Sinds jaren ‘90 bewustzijn van milieu-impact!
o Verbeteren van thermodynamische rendementen van omzettingsprocessen
(van bronnen naar energiedragers)
o Zoektocht naar alternatieve, duurzame energiebronnen
o Reductie energiegebruik door rationalisering: thermostaat efficiënt af te
stellen, deuren sluiten, licht uitdoen.
Thermodynamica: studie van energie-uitwisselingen bij een proces.
Leerdoel: verschillende vormen van energie kunnen opsommen.
Energievormen:
1
, • Thermische
• Licht
• Potentiële: massa die onder invloed van de gravitatiekracht (zwaartekracht) valt.
• Kinetische: massa die zich onder invloed van snelheid voortbeweegt.
• Chemische
• Elektrische
• Mechanische
Leerdoel: Wetten van thermodynamica kunnen geven en toepassen en in een gegeven
toepassing de juiste begrippen kunnen hanteren.
Wetten in de thermodynamica:
• Eerste wet van de thermodynamica: “energie kan worden omgezet van de ene vorm
naar de andere (de totale hoeveelheid energie blijft constant)”
• Tweede wet van de thermodynamica: “een proces kan maar spontaan plaatsvinden
als de totale entropie van het systeem toeneemt: ΔS > 0”
o Delta: verschil tussen begin- en eindtoestand
S(g) > S(l) > S (s)
o Entropie = maat voor wanorde of chaos.
o Alles in de natuur streeft naar wanorde. Wanorde van een gas is groter dan de
wanorde van vloeistof, dan wanorde van een vaste stof. De moleculen hebben
meer bewegingsvrijheid bij een gas.
Leerdoel: Thermodynamische begrippen kunnen toepassen
Proceswarmte Q: uitwisseling van warmte met de omgeving
o Exotherm proces: warmte afgegeven aan de omgeving → Q < 0
▪ h2 is kleiner dan h1 (bv. 8 – 10 = -2, dus negatief)
o Endotherm: warmte opgenomen → Q > 0
▪ h2 is groter dan h1 (bv. 10 – 8 = 2, dus positief)
Enthalpie h: energie-inhoud van een systeem → warmte en chemische energie in een
systeem.
o Exo-energetisch (h↓) Δh < 0
o Endo-energetisch (h↑) Δh > 0
Entropie S: maat voor de wanorde/chaos van een systeem
Spontane en niet-spontane processen: bv. thermodynamisch proces
o Een systeem streeft naar minimale energie-inhoud (Δh < 0) → warmte
afgeven
o En naar maximale entropie (ΔS > 0)
o Samengevat: ΔG = Δh – TΔS
o Een proces loopt spontaan als ΔG < 0 (G = Gibbs vrije energie)
▪ Gibbs vrije energie: combinatie van enthalpie en entropie
Systeem: het deel van het universum dat men bestudeert (vb. koelvloeistof, compressor, …),
alles daarbuiten is ‘omgeving’
o Open systeem: hoeveelheid stof en energie zijn variabel
o Gesloten systeem: er kan energie uitgewisseld worden met de omgeving
(hoeveelheid stof constant), bv. in een koelkast of diepvries, zit koelmiddel. Er
wordt energie uitgewisseld, maar dit koelmiddel moet in de koelkast of
diepvries blijven.
o Geïsoleerd systeem: hoeveelheid stof en energie zijn constant
(adiabatisch proces) bv. thermosfles
2
, 2. Koeltechniek
• Werking van de koelkast
Leerdoel: Het principe van de koelinstallatie kunnen uitleggen (relatie tussen
de vier hoofdonderdelen, richting waarin het koelmiddel loopt (gas/vloeistof),
indicatie van T en p)
De koelinstallatie:
Principe = verdamping van koelvloeistof m.b.v. warmte die onttrokken wordt
aan de te koelen ruimte.
Onderaan een glazen plaat → boven de plaat, bevindt zich het koudste deel van
de koelkast. Warme lucht gaat omhoog → warmte en koude lucht hebben een andere
dichtheid. In dit koudste deel leg je vlees, vis, gevogelte.
Bv. yoghurt kan je hoger in de koelkast plaatsen.
Koelinstallatie bestaat uit 4 hoofdonderdelen:
• Verdamper
• Compressor
• Condensor
• Regelventiel
Het regelventiel: nauwe opening waardoor de vloeistof zal stromen. Deze vloeistof
ondervindt een drukdaling en hierdoor wordt de vloeistof omgezet naar een gas, waardoor de
diameter van de leiding weer groter is.
Koelinstallatie:
• Niet ‘koude produceren’, wel ‘warmte onttrekken’ → Iets kan enkel koud worden door
er warmte aan te onttrekken.
• Principe: Verdamping van een koelvloeistof
• Verschillende diameters leidingen
• Nadeel: Nutteloze warmte aan omgeving → een koelkast verbruikt veel meer als ze
aanslaat dan wanneer ze stationair draait.
(>< Warmtepomp! – zie later)
• Temperatuurscategorie/ Klimaatklasse koelkast geeft aan voor welke
omgevingstemperatuur het toestel geproduceerd is
Werking koelinstallatie:
• Koelmiddel bestaat voornamelijk uit vloeistof en een beetje
uit gas. Deze vloeistof wordt omgezet naar gas door toevoer
van warmte. Op het einde van de verdamper is al de vloeistof
omgezet naar gas. Dit gas wordt aangezogen van de zuigleiding
naar de compressor. In de compressor wordt het gas
samengeperst. Om de compressor te laten werken, moet deze
elektrisch aangedreven worden.
• Verdamper is het hart van de koelinstallatie. Hier moet het
koud worden en zullen we warmte moeten onttrekken. Er zal
een koelmiddel verdampen (dat wordt een gas) door warmte
(Q verd). Warmte komt van de ruimte die we willen verkoelen
(producten die in de koelkast werden gezet).
De damp heeft een lage druk → neemt veel V in.
3
, • Damp gaat naar de compressor, waar die wordt samengeperst (gecrompimeerd)
naar een hoger druk → V daalt. Dit gas neemt minder V in. Door compressie:
toename druk en temperatuur van het gas. Voor de compressie is energie nodig (Q
compr.).
De persleiding heeft een kleinere diameter dan de zuigleiding, omdat het gas is
samengeperst. Het gas gaat via de persleiding naar de condensor.
o Compressor = zwart bakje in de koelkast
• In de condensor wordt het gas volledig omgezet naar een vloeistof, onder hoge druk
(= condensatie) → warmte wordt afgegeven aan de omgeving (condensatiewarmte).
(Q cond.).
Vloeistof neemt minder V in dan een gas → vloeistofleiding een kleinere diameter dan
de persleiding. (Entropie: een gas heeft een grotere entropie, waardoor gas meer
plaats nodig heeft.)
Via de vloeistofleiding wordt de vloeistof door het regelventiel aangezogen.
o Condensor = Het zwarte rooster achteraan de koelkast. De koelkast staat
best niet naast de oven → warmte afgeven aan de omgeving.
Aan de kant van de condensor wordt warmte afgegeven (bij een vrijstaande koelkast.
Bij een ingebouwde koelkast is er een ventilator of een rooster (boven of onderaan),
zodat de condensatiewarmte weg kan gaan, want de condensor kan de warmte niet
aan de omgeving afgeven. Anders wordt het koelproces stilgelegd → werking van de
koelkast belemmeren.
• De vloeistofleiding zuigt de koelvloeistof aan en brengt de vloeistof naar de
verdamper. Hiertussen zit een regelventiel of thermostatisch expansieventiel.
Aan de linkerkant van het regelventiel is de buis dunner dan aan de rechterkant. De
druk van de koelvloeistof verlaagd (de vloeistof gaat ontspannen) → koelvloeistof in
de kooktoestand komt → in de verdamper wordt het deels omgezet naar gas.
Leerdoel: De basisschema’s kunnen tekenen en interpreteren
4 hoofdonderdelen → in verbinding
met elkaar via verschillende leidingen.
• Zuigleiding: verbinding tussen
compressor en verdamper
• Persleiding: verbinding tussen
compressor en condensor
• Vloeistofleiding: verbinding tussen
condensor en verdamper
(onderbroken door regelventiel)
Het koelmiddel loopt van de verdamper,
naar de condensor en het regelventiel.
1 deel van de koelinstallatie bevindt zich in
hoge druk (1) (links van groene lijn) en
een ander deel in lage druk (rechts van
groene lijn).
Bij de compressor wordt de druk verhoogd → damp (ontstaan in de verdamper)
comprimeren/ samendrukken.
In het regelventiel gebeurt het omgekeerde: druk wordt verlaagd.
4
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller ARvoeding. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $5.88. You're not tied to anything after your purchase.
Can Stuvia be trusted?
4.6 stars on Google & Trustpilot (+1000 reviews)
53068 documents were sold in the last 30 days
Founded in 2010, the go-to place to buy study notes for 14 years now