Snap ik de situatie goed zoals onder geschetst (15 000 m³/3600s = 4,17 m³/s )

 
De energie die uit de lucht moet worden afgevoerd om 8 graden te koelen is dan gelijk aan
ΔE = m_lucht c_lucht ΔT = ρ V c_lucht ΔT = 1,293 kg/m³  x 4,17 m³/s x 10³ J/(kgK) x 8 K = 43,2 . 10³  J/s (=W)

Als je een waterbuizenstelsel hebt dat 50 W (=J/s) per strekkende meter kan koelen dan heb je nogal wat strekkende meters nodig:

43,2/50 x 10³ = 870 m

Ik vermoed dat dat niet in de stal past. Tenzij ik me vergis in wat ik bereken.

Beste Theo, 

Dank voor deze snelle reactie! 
de tekening is bijna goed. de slang moet alleen aan de buitenkant van de stal komen te hangen.

wat ik in gedachte had is om die slang over de lengte van de stal een paar keer op en neer te laten gaan zodat de lucht tussen de buizen door naar de centrale gang gaat. de stal is in totaal 24 meter breed. dat zou dan betekenen dat de slang 18 x op en neer moet gaan. (36 keer enkel) dan moet ik alleen nog even gaan kijken hoeveel ruimte er dan overblijft voor de luchtdoorlaat. 

Ik kan hier in ieder geval zeker mee uit de voeten!

puur voor mijzelf en de interesse; hoe moet ik de formule lezen?

delta E is de benodigde energie in J/s (= watt)
echter wat is dan mlucht en clucht?

ΔE is de verandering in energie (hier: afname van warme naar koudere lucht)
m_lucht is de massa lucht die moet worden gekoeld. Hier omgerekend naar de hoeveelheid massa die per seconde doorstroomt - omdat de koeling ook in W (energie/tijd) wordt gegeven.
c_lucht is de soortelijke warmte van lucht: de hoeveelheid energie die vrijkomt als je 1 kg lucht met 1 graad laat afkoelen. 
De energie die elke seconde vrijkomt (in watt) = massa in kg die elke seconde gekoeld wordt x aantal graden daling x energie per graad en per kilogram
Zoals elk natuurkundeboekje over warmte je zal kunnen leren.
De getallen komen uit BiNaS - het tabellenboekje voor vmbo en havo/vwo met allerlei materiaalgegevens.

Als ik me iets kan voorstellen bij je idee om de koelslang zig-zaggend langs de buitenmuur te monteren: dan moeten er dus ook luchtsleuven zijn langs de hele muur om de koelere lucht de stal in te krijgen?
(ik ben een stadsjongen maar dacht meer aan een groot (afsluitbaar) gat in de stalmuur zoals een airconditioning ook door een gat koude lucht naar binnen blaast)

Die berekening klopt wel, althans voor droge lucht.

Vraag 1 is natuurlijk of die 50 W/m slang klopt, want die is nogal van veel factoren afhankelijk. Ik heb totaal geen zicht op reële waarden.

En dan is vraag 2:
Daar lijkt het wel op, dwz in absolute zin. Want op die koude slangen zal condens neerslaan, al durf ik niet in te schatten hoeveel:



Even uitgaande van lucht van 30 ^oC met een relatieve vochtigheid (RV) van 50 % (aanname, punt A) heb je ongeveer 13,5 g waterdamp per kg droge lucht, ongeveer 10,5 g/m³ .
Als de buitenkant van die slang inderdaad de 12 ^oC haalt en de lucht dichtbij die slang ook, dan bevat die lucht maar maximaal 6,5 g/m³ (100% RV, punt B) meer. 
Condensvorming op die slang ligt dus voor de hand. Lang geen 4 g/m³, want je koelt lang niet alle lucht tot 12 ^oC. 

Maar dat is maar de vraag. Ik heb de ballen verstand van varkens en wanneer die zich behaaglijk voelen, laat ik dat vooropstellen. Maar stel dat je erin slaagt om die lucht effectief tot 22^oC te koelen, en daarbij uit elke kuub een gram water te laten condenseren, dan kom je nog op punt C terecht:



en dan zit de RV dicht tegen de 80% aan. Dat voelt toch echt klammig hoor. Vinden varkens dat fijn? 

Ook, om 1 g/m³  te laten condenseren uit 4,17 m³/s kost dat 

Q= m·L = 0,00417 (kg) x 2 260 000 (J/kg) = 9400 J/s (=W)

Dus reken 9400/50 = 188 m slang extra.

Verder komen we voor koeling en condensatie op een geschat vermogen van rond de 50 kW. Afhankelijk van hoe ver dat water mag opwarmen valt dat waterverbruik dan wel mee, met 5-10 m³/h kom je er wel denk ik. 

En dan die 50 kW puur beschouwd: is die 15 000 m³/h sowieso wat je gebruikt voor luchtverversing in die stallen? Zo niet, dan kun je dat best verminderen tot een normaal ventilatievoud, en voor koeling het dak van die schuur natsproeien? Want 50 kW is de hoeveelheid zonne-energievermogen die je vangt op maar 50 m² dak op een zonnige zomerdag. Ik weet niet hoe goed dat schuurdak is geïsoleerd, maar dat luchtkoelvermogen dat je nu installeert valt dus waarschijnlijk in het niet bij wat je aan zonvermogen vangt. 

En dit zijn allemaal heel leuke theoriesommetjes, maar volledig gebaseerd op die 50 W/m. Anderzijds, 15 000 m³/h lucht zo fors behandelen is ook geen kattenpies. 

Groet, Jan

Beste Theo, 

dank voor de verdere uitleg!

bij mijn varkensstal (en bij de meeste) zit er een overstek waardoor de lucht wordt aangezogen. onder die overstek is dus voldoende ruimte om een frame te maken waar die buizen aangeknoopt kunnen worden. (bv staalnetten die ik ophang)

Ik ben niet de beste tekenaar maar hieronder een voorbeeld.

Beste Jan,

dank voor de nog diepgaandere uitleg en opmerkingen.


Dit is conform opgaaf van de fabrikant. ik ga er maar vanuit dat dat klopt. zeker weten doe ik het ook niet.

Aangezien de slangen onder de overstek komen te hangen, maakt het niet uit als er condens komt. dit valt op een kiezelrand buiten de stal.


Voor elk varken is dat een beetje anders vanwege de verschillende stadia die de varkens doorlopen grof genomen is de RV optimaal tussen de 50 en 80%. Dragende zeugen gedijen het beste bij een temperatuur van rond de 20 graden celsius. pas geboren biggen hebben het liever 26 graden celsius. Vleesvarkens vinden tussen de 22 en 24 graden dan weer fijn.
15000m3 lucht is de maximale op warme dagen. Indien het buiten koeler is, is deze hoeveelheid niet nodig. echter gaat het mij juist om die steeds vaker voorkomende warme dagen.

Nogmaals dank voor de duidelijke uitleg!

dan zou ik toch zeker ook eens nadenken om dat dak te kunnen besproeien. Ik neem aan dat dat eternitplaten zijn, die kunnen in de zon makkelijk 60^oC halen. Ook met een laag isolatie daaronder kan dat, met die 35-40^oC verschil met de gewenste binnenlucht, de schuur goed opwarmen. Met beperkte hoeveelheden (verdampend) water kun je die warmtebron goed wegnemen. Elk uur een kuub water op dat dak laten verdampen onttrekt warmte aan een vermogen van 600 kilowatt. 

Dat sproeiwater hoeft ook niet koud te zijn. Het is de verdamping die de meeste warmte onttrekt. Ik ben nog eens op zoek gegaan

http://ascpro0.ascweb.org/archives/cd/2010/paper/CPRT192002010.pdf
Q = k A dT / s
where:
q = heat transferred per unit time (W)
A = heat transfer area (m2)
k = thermal conductivity of the material (W/m.K) 
dT = temperature difference across the material (K or oC)
s = material thickness (m)
(Serway & Faughn, 2003)

Voor polyethyleen geeft dat bestand een k van 0,38 W/mK. Neem ik dan een slang van 20 mm diameter met een wanddikte van 2 mm (aannames) , en een gemiddeld temperatuurverschil water-lucht van 10 ^oC dan geeft me dat ca 100 W. Omdat hier nog geen overdrachtscoëfficiënt voor de warmte van de slang naar de langgstromende lucht in zit, lijkt 50 W wel een reële waarde inderdaad.


het gaat me hierbij niet om geknoei met (condens)water, maar om de ontvochtiging van de lucht. De relatieve vochtigheid (%) van de lucht in je stal zal stijgen, ondanks het feit dat je in absolute zin  (g/m³) vocht uit de lucht haalt, dat was het punt.

Groet, Jan