Context
In noodgebieden en afgelegen locaties ontbreekt vaak stabiele elektriciteitsvoorziening, terwijl temperatuurgevoelige medicatie betrouwbaar gekoeld moet worden opgeslagen. De ontwerpuitdaging was het ontwikkelen van een robuust, volledig mechanisch koelsysteem dat zonder externe energiebron een significante temperatuurverlaging kan realiseren voor medische toepassingen.
Aanpak
Verschillende koelprincipes zijn technisch geanalyseerd op thermodynamische efficiëntie, mechanische complexiteit en betrouwbaarheid zonder externe energiebron. Op basis van deze analyse is gekozen voor een indirect adiabatisch koelsysteem.
De ingaande lucht wordt vóór de koelbox actief ontvochtigd. Door verlaging van de relatieve luchtvochtigheid kan tijdens het adiabatische proces meer waterdamp worden opgenomen, wat resulteert in een verhoogde koelcapaciteit.
Het systeem werkt met twee gescheiden luchtstromen:
- een primaire luchtstroom die indirect afkoelt via verdamping,
- een secundaire luchtstroom die verzadigde lucht afvoert.
De luchtcirculatie wordt aangedreven via een mechanisch trapsysteem, waardoor het systeem langdurig en betrouwbaar zonder netstroom kan functioneren.
Resultaat
Het ontwikkelde systeem voldoet aan de functionele eisen en toont aan dat mens-aangedreven adiabatische koeling technisch haalbaar is. Onder realistische omstandigheden is een temperatuurverlaging van 10 °C gerealiseerd.
Het ontwerp is technisch volledig uitgewerkt en vormt een solide basis voor verdere optimalisatie en schaalvergroting, met toepassingsmogelijkheden in rampgebieden, humanitaire missies, off-grid zorgvoorzieningen en militaire operaties.
Extra: Technische verdieping
De effectiviteit van het systeem wordt vergroot door voorontvochtiging van de ingaande lucht. Door de relatieve luchtvochtigheid te verlagen van circa 76% naar ~32%, verschuift het werkpunt op het Mollier-diagram. Hierdoor kan tijdens het adiabatische proces meer waterdamp worden opgenomen, wat resulteert in een grotere temperatuurverlaging.
Het systeem is volledig mechanisch uitgevoerd en bevat onder andere:
- gescheiden luchtkanalen,
- een gesloten watersysteem,
- afgeschermde bewegende delen,
- een modulaire opbouw.
