Inleiding

In de zoektocht naar efficiënte en duurzame klimaatbeheersing voor gebouwen en woningen winnen watergekoelde airco-systemen aan populariteit. Deze systemen, die warmte afvoeren via een watercircuit in plaats van lucht, bieden een alternatief voor traditionele luchtgekoelde airco's. Dit artikel duikt diepgaand in de werking, voor- en nadelen, onderhoudsbehoeften en installatieaspecten van watergekoelde airco's. We onderzoeken ook de specifieke kenmerken van monoblock-systemen en leggen uit hoe deze systemen zich verhouden tot andere koeloplossingen, met een focus op de Nederlandse context.

Wat is een watergekoelde airco?

Een watergekoelde airco is een type airconditioningsysteem dat water gebruikt als koelmiddel om warmte uit een ruimte te onttrekken. In tegenstelling tot luchtgekoelde systemen, die warmte via de buitenlucht afvoeren, maakt een watergekoeld systeem gebruik van een gesloten waterkringloop om warmte af te voeren. Hierdoor kan het systeem de warmte sneller en effectiever van de ene plek naar de andere transporteren, wat leidt tot een lager energieverbruik en stabielere koeling.

Hoe werkt een watergekoelde airco?

De kern van de werking van een watergekoelde airco ligt in het verdampingsproces en het gebruik van water als koelmiddel. Het systeem werkt als volgt:

1. Warmte-onttrekking: De airco pompt water door een koelspiraal. Deze koelspiraal neemt warmte op uit de te koelen ruimte. Dit wordt meestal gedaan door een verdamper, waar het koelmiddel verdampt en warmte absorbeert.
2. Warmteafvoer via water: De opgenomen warmte wordt vervolgens overgedragen aan het water dat door de koelspiraal circuleert. Dit water, dat wordt opgewarmd, transporteert de warmte weg van de koelunit.
3. Waterkringloop: In een watergekoeld systeem wordt dit warme water niet, zoals bij sommige andere systemen, direct geloosd. In plaats daarvan wordt het in een gesloten kringloop geleid. Deze kringloop kan verschillende vormen aannemen:
   • Aansluiting op leidingwater: Het opgewarmde water wordt via het leidingstelsel afgevoerd naar de riolering. Dit is de eenvoudigste manier, maar niet de meest efficiënte.
   • Gesloten ringleiding: Voor meer efficiëntie en controle kan de watergekoelde airco aangesloten worden op een gesloten watercircuit in het gebouw. Dit systeem leidt het warme water naar een centrale koelunit of koeltoren, waar de warmte wordt afgevoerd. Het gekoelde water wordt vervolgens teruggevoerd naar de airco om opnieuw warmte te onttrekken.
4. Regeling: Het systeem regelt autonoom de circulatie, druk en temperatuur in de waterkringloop, zodat de gewenste binnentemperatuur constant wordt gehandhaafd zonder grote schommelingen.

Het gebruik van water als koelmiddel is de sleutel tot de efficiëntie van dit systeem. Water heeft een hoger warmte-opnemend vermogen dan lucht, waardoor het efficiënter warmte kan afvoeren en de airco dus minder hard hoeft te werken om de gewenste temperatuur te bereiken en te behouden. Dit leidt direct tot energiebesparing.

Monoblock Airco's: Integrale Efficiëntie

Een specifiek type watergekoeld systeem is de watergekoelde monoblock airco. Deze systemen zijn bijzonder compact en efficiënt. In een monoblock-systeem zijn alle essentiële onderdelen voor het koelproces – de verdamper, de compressor en de condensor – verpakt in één enkele, geïntegreerde unit. Dit in tegenstelling tot split-systemen, waarbij deze onderdelen over een binnen- en buitenunit zijn verdeeld.

Het grootste verschil met traditionele systemen is de manier waarop de warmte wordt afgevoerd. Bij een monoblock wordt de warmte via een waterkringloop afgevoerd in plaats van via een buitencondensor die de buitenlucht gebruikt. Dit heeft verschillende voordelen:

• Stillere werking: Omdat er geen lawaaierige buitenunit is, is een monoblock-systeem over het algemeen veel stiller dan een split-systeem. Dit is ideaal voor gebruik in omgevingen waar geluidsoverlast ongewenst is.
• Ruimtebesparend: De integrale constructie van de monoblock maakt een compacte en ruimtezuinige installatie mogelijk. Dit is vooral relevant in stedelijke omgevingen en voor commerciële ruimtes waar de beschikbare ruimte schaars is.
• Minder visueel impact: Er is geen externe buitenunit nodig, wat zorgt voor een discretere installatie. Dit is esthetisch aantrekkelijk en minimaliseert de impact op de gevel of het dak van het gebouw.

Voordelen van watergekoelde airco's

De overgang naar een watergekoeld systeem, of het nu een monoblock of een split-systeem is, biedt een aantal aanzienlijke voordelen:

1. Energiezuinigheid: Zoals reeds eerder besproken, leidt het gebruik van water als koelmiddel tot een lager energieverbruik. Het systeem kan de gewenste temperatuur sneller bereiken en handhaven, waardoor de compressor minder intensief en minder lang hoeft te werken.
2. Geluidsreductie: Watergekoelde systemen, en in het bijzonder monoblock-systemen, produceren aanzienlijk minder geluid dan luchtgekoelde systemen. Het ontbreken van een externe buitenunit en de dempende werking van water dragen bij aan een stillere werking, wat zorgt voor meer comfort en minder hinder.
3. Stabiele temperatuur: Watergekoelde systemen zijn minder gevoelig voor externe factoren zoals de buitentemperatuur en luchtvochtigheid. Hierdoor kunnen ze een constante en stabiele binnentemperatuur handhaven, wat bijdraagt aan een comfortabeler binnenklimaat.
4. Flexibiliteit in ontwerp: Doordat de warmteafvoer via water verloopt, kan de architectuur van een gebouw flexibeler worden ontworpen. Er is geen ruimte nodig voor een prominente buitenunit, wat voordelig is in stedelijke omgevingen en voor gebouwen met strikte architectonische voorschriften.
5. Potentieel voor duurzaamheid: In combinatie met een efficiënte koeltoren of een warmteterugwinningssysteem kan een watergekoeld systeem bijdragen aan een meer duurzame energievoorziening binnen een gebouw. De warmte die wordt afgevoerd kan in sommige gevallen worden hergebruikt.

Nadelen van watergekoelde airco's

Ondanks de duidelijke voordelen zijn er ook een aantal nadelen verbonden aan watergekoelde airco-systemen:

1. Verhoogde onderhoudsbehoefte: Een belangrijk nadeel van watergekoelde systemen is dat ze doorgaans meer onderhoud vereisen dan luchtgekoelde systemen. Dit komt omdat ze een complexere waterkringloop hebben die moet worden onderhouden. Het regelmatig controleren van de waterkwaliteit, het reinigen van de koeltoren (indien aanwezig) en het voorkomen van corrosie en biofilmvorming zijn cruciale onderhoudstaken.
2. Complexiteit van installatie: De installatie van een watergekoeld systeem is vaak complexer en vereist een zorgvuldige afstemming met de waterinfrastructuur van het gebouw. Het systeem moet worden aangesloten op de watervoorziening en de afvoer, en er moet een geschikt koelwatercircuit worden geïnstalleerd of geïntegreerd. Dit vraagt om expertise van ervaren en gespecialiseerde installateurs.
3. Afhankelijkheid van waterkwaliteit: De efficiëntie en levensduur van een watergekoeld systeem zijn sterk afhankelijk van de kwaliteit van het water in de kringloop. Slechte waterkwaliteit kan leiden tot corrosie, verstoppingen en een verminderde efficiëntie.
4. Risico op waterlekkages: Een watergekoeld systeem brengt inherent een risico op waterlekkages met zich mee, vooral als de installatie niet vakkundig is uitgevoerd of als het onderhoud wordt verwaarloosd.

Watergekoelde Airco's versus Luchtgekoelde Systemen

De keuze tussen een watergekoeld en een luchtgekoeld systeem hangt af van verschillende factoren, waaronder de specifieke eisen van het gebouw, de beschikbare ruimte, het budget en de gewenste duurzaamheid. Het is belangrijk om de voor- en nadelen van beide systemen zorgvuldig af te wegen.

Luchtgekoelde systemen zijn over het algemeen eenvoudiger te installeren en te onderhouden. Ze hoeven niet te worden aangesloten op een complex watercircuit en de onderhoudskosten zijn doorgaans lager. De afhankelijkheid van de buitenlucht betekent echter dat de efficiëntie van het systeem wordt beïnvloed door de externe omstandigheden, zoals de buitentemperatuur. Luchtgekoelde systemen kunnen ook overlast veroorzaken door het geluid van de buitenunit en nemen visueel ruimte in beslag.

Watergekoelde systemen bieden, zoals we hebben gezien, een efficiëntere en stillere koeling, en zijn minder afhankelijk van externe omstandigheden. De hogere onderhouds- en installatiecomplexiteit en de afhankelijkheid van de waterinfrastructuur zijn echter significante nadelen.

Om deze verschillen duidelijk te maken, volgt een overzicht in tabelvorm:

Onderhoud van een watergekoelde airco

Het onderhoud van een watergekoeld airco-systeem is cruciaal voor een optimale werking en een lange levensduur. Zoals eerder vermeld, vereisen deze systemen doorgaans meer onderhoud dan luchtgekoelde systemen. Een goed onderhoudsplan moet de volgende aspecten omvatten:

1. Waterkwaliteitscontrole: De kwaliteit van het water in de kringloop moet regelmatig worden gecontroleerd. Parameters zoals pH, hardheid en geleidbaarheid moeten binnen de juiste grenzen worden gehouden om corrosie, scaling en biofilmvorming te voorkomen.
2. Reiniging van koeltoren/condensor: Indien het systeem gebruik maakt van een koeltoren of een externe koelunit, moet deze regelmatig worden gereinigd en geïnspecteerd. Het verwijderen van vuil, algen en andere verontreinigingen is essentieel om een efficiënte warmteafvoer te garanderen.
3. Inspectie van leidingen en pompen: De leidingen en pompen in het watercircuit moeten regelmatig worden geïnspecteerd op tekenen van corrosie, lekkage of verstopping. Het tijdig vervangen van versleten onderdelen kan kostbare reparaties voorkomen.
4. Periodieke servicebeurt: Het is raadzaam om een periodieke servicebeurt te laten uitvoeren door een gekwalificeerde technicus. Dit kan onder meer het reinigen van de verdamper en condensor, het controleren van de koelmiddelniveaus en het testen van alle veiligheidsvoorzieningen omvatten.

Installatie van een watergekoelde airco

De installatie van een watergekoeld airco-systeem is een complexe taak die alleen mag worden uitgevoerd door ervaren en gekwalificeerde monteurs. Het is van essentieel belang om te kiezen voor een installateur die beschikt over de juiste vakkennis, ervaring en certificeringen. Tijdens de installatie worden de volgende stappen doorgaans doorlopen:

1. Beoordeling van de locatie: De monteur beoordeelt eerst de locatie waar de airco zal worden geïnstalleerd. Hierbij wordt gekeken naar de beschikbare ruimte, de toegankelijkheid voor leidingen en de aanwezigheid van een geschikte waterinfrastructuur.
2. Installatie van de binnenunit: De binnenunit wordt gemonteerd in de te koelen ruimte. Voor monoblock-systemen is dit de enige unit die binnenshuis wordt geïnstalleerd.
3. Aansluiting op watercircuit: Het systeem wordt aangesloten op het watercircuit. Dit kan betekenen dat de unit wordt aangesloten op het leidingwater (waarbij het warme water wordt afgevoerd naar de riolering) of op een gesloten ringleiding, zoals een koeltoren. Deze stap vereist een zorgvuldige afstemming met de bestaande waterinfrastructuur van het gebouw.
4. Elektrische aansluiting: De unit wordt elektrisch aangesloten en geïntegreerd in de elektra van het gebouw.
5. Inbedrijfstelling en testen: Na de installatie wordt het systeem in bedrijf gesteld en worden alle functies getest om te zorgen dat alles correct werkt. De monteur zal de eigenaar instrueren over de werking van het systeem en over de vereiste onderhoudsprocedures.

Het is belangrijk om te benadrukken dat een correcte installatie de sleutel is tot de optimale werking en de levensduur van het systeem. Een verkeerde installatie kan leiden tot inefficiënte werking, verhoogde onderhoudskosten en zelfs tot schade aan het systeem.

Kosten en overwegingen

De kosten voor de aanschaf en installatie van een watergekoeld airco-systeem variëren sterk, afhankelijk van het type systeem, de grootte van de ruimte, de complexiteit van de installatie en de gekozen leverancier. Hoewel de initiële investering hoger kan zijn dan die van een traditioneel luchtgekoeld systeem, kunnen de lagere operationele kosten op de lange termijn de initiële kosten compenseren. Factoren die de totale kosten beïnvloeden zijn onder andere:

• Type systeem: Monoblock-systemen zijn over het algemeen duurder in aanschaf dan split-systemen, maar bieden de voordelen van een eenvoudigere installatie en stillere werking.
• Grootte en capaciteit: De capaciteit van het systeem, gemeten in kilowatts (kW), is een belangrijke kostenfactor. Een grotere capaciteit betekent meestal een hogere aanschafprijs en installatiekosten.
• Complexiteit van de installatie: Als er een gesloten watercircuit moet worden aangelegd of bestaande infrastructuur moet worden aangepast, zal de installatiekosten stijgen.
• Onderhoudscontracten: Regelmatig onderhoud is essentieel voor de levensduur van het systeem. Het afsluiten van een onderhoudscontract kan de totale kosten voorspelbaar maken en de levensduur van het systeem verlengen.

Naast de financiële aspecten zijn er ook andere overwegingen bij de keuze voor een watergekoeld systeem. Zo kan de keuze voor een watergekoeld systeem bijdragen aan het behalen van duurzaamheidsdoelstellingen van een organisatie of het verbeteren van de energie-efficiëntie van een gebouw. In stedelijke gebieden en voor commerciële ruimtes kan de discretionaire aard van het systeem en de geluidsreductie ook een doorslaggevende factor zijn.

Conclusie

Watergekoelde airco-systemen bieden een aantrekkelijk alternatief voor traditionele luchtgekoelde systemen, vooral voor toepassingen waarbij energie-efficiëntie, geluidsreductie en een constante temperatuur van primair belang zijn. Het gebruik van water als koelmiddel stelt deze systemen in staat om warmte efficiënter af te voeren, wat resulteert in lagere energiekosten en een stabieler binnenklimaat. Monoblock-systemen, met hun integrale constructie en afwezigheid van een externe buitenunit, bieden daarnaast extra voordelen op het gebied van geluid en esthetiek.

De keuze voor een watergekoeld systeem brengt echter ook uitdagingen met zich mee. De verhoogde onderhoudsbehoefte, de complexiteit van de installatie en de afhankelijkheid van een goed functionerende waterinfrastructuur zijn aspecten die niet over het hoofd moeten worden gezien. Een zorgvuldige afweging van de voor- en nadelen, gedaan in overleg met ervaren en gekwalificeerde installateurs, is essentieel om een systeem te kiezen dat past bij de specifieke behoeften en omstandigheden.

Kortom, watergekoelde airco-systemen zijn een veelbelovende technologie voor de toekomst van klimaatbeheersing in gebouwen. Door hun technische voordelen te benutten en de uitdagingen aan te pakken via goed onderhoud en professioneel advies, kunnen eigenaren van gebouwen een duurzame en efficiënte oplossing realiseren voor hun koelbehoeften.

Bronnen

1. Klimate - Watergekoeld
2. Ekaa Duurzaam - Watergekoelde monoblock airco
3. Bako - Watergekoelde airco