Klimaatplafonds

Radiatie en convectie

Een klimaatplafond werkt op basis van radiatie en convectie. Objecten met verschillende temperaturen zorgen voor radiatie (straling) van energie. Warme objecten transporteren elektromagnetische golven naar koudere objecten. Voor deze vorm van energie-overdracht is geen tussenstof nodig. Ook in een vacuüm vindt straling plaats. De temperatuur van de tussenstof (zoals bijvoorbeeld lucht) is niet van invloed op de straling. In een vertrek met een klimaatplafond stralen computers, mensen en andere warmtebronnen hun warmte dus naar het plafond.
Convectie ontstaat door verschillen in temperatuur. Warmere, lichtere lucht stijgt naar het plafond. Koelere, zwaardere lucht zakt naar de vloer. Hierdoor ontstaat een natuurlijke stroming met een lage luchtsnelheid. De maximale koelcapaciteit wordt bereikt bij een zo groot mogelijk temperatuurverschil tussen het koelwater en de ruimtetemperatuur. De laagste intrede-watertemperatuur wordt bepaald door het dauwpunt. In de meeste gevallen resulteert dit in een watertoevoertemperatuur van 15°C en een retourtemperatuur van 17°C. Om condensatie te voorkomen is het aan te bevelen de regelinstallatie te voorzien van een dauwpuntmeting.

Thermisch comfort

Het menselijk lichaam geeft, als gevolg van activiteiten, warmte af aan haar omgeving. Dit gebeurt op drie manieren:
- via de huid en door radiatie naar koelere omgevingselementen;
- door koelere lucht die over de huid stroomt waardoor convectie ontstaat;
- door verdamping van vocht tijdens het ademen en transpireren.
Produceert een mens meer warmte dan hij via convectie kan overdragen, dan vormen zich zweetdruppels op de huid. Het verdampen van deze zweetdruppels zorgt ervoor dat warmte wordt onttrokken aan het lichaam. Hierdoor herstelt het evenwicht, het lichaam komt weer op zijn normale temperatuur. Onder normale omstandigheden wordt ongeveer 20% van onze lichaamswarmte afgegeven door verdamping. Natuurlijk is het voor het menselijke behaaglijkheidsgevoel wenselijk dat het transpireren zich tot een minimum beperkt.
Onderzoek heeft aangetoond dat het optimale thermische comfort wordt bereikt als het aandeel van de warmteafgifte door radiatie op ongeveer 50% ligt. Door toepassing van een klimaatplafond neemt het effect van koeling door radiatie toe van 35% tot circa 50% terwijl koeling door convectie en verdamping vermindert. Een klimaatplafond is dus een geschikte radiatiepartner voor de menselijke huid en het behaaglijkheidsgevoel. Verder is het van belang dat de temperatuurverdeling in de vertrekken in verhouding staat tot de temperatuurverdeling van het menselijk lichaam. Het hoofd is ongeveer 5K warmer dan de voeten. Als de plafondtemperatuur hoger is dan de temperatuur van ons hoofd, wordt dat als niet prettig ervaren, omdat het hoofd de (stralings)warmte niet kan afgeven aan het plafond.