Fiwihex (Fine Wire Heat Exchange)

Kan een tuinbouwkas ook energie opleveren in plaats van energie verslinden? Kun je een gebouw goed ventileren, zonder een vijfde deel van de ruimte op te offeren aan apparatuur en luchtkokers? Gedreven door de onhandigheid van installaties voor klimaat en luchtverversing starten vader en zoon Van Andel in 1993 een eigen uitvindersbedrijf, dat zij Fiwihex noemen. Omdat vader Van Andel als directeur van de onderzoeksafdeling van AkzoNobel erg druk is, is het de zoon die de onderzoeks- en ontwikkelingsfirma in Almelo drijft en inmiddels alleen voortzet.

Een kas zonder gas?

Fiwihex richt zich in de jaren negentig op de energieverslindende teelt van groenten en fruit in kassen. Omdat tomaten, paprika’s en andere planten niet in Nederland thuishoren en de glazen kassen nauwelijks geïsoleerd zijn, wordt er veel gas verstookt om de kas te verwarmen. Dezelfde kas moet ’s zomers met veel moeite worden gekoeld. Dat kan anders, denken ze bij Fiwihex.

Net als bij de centrale verwarming in een woonhuis verbranden de telers gas om water op een temperatuur van 70 graden te brengen. Verwarmingsbuizen vervoeren dit warme water naar de radiatoren. Die geven de warmte af aan de lucht, die dan 20 graden moet worden. Waarom moet het water maar liefst 70 graden zijn, om de lucht op 20 graden te krijgen? Als de radiator ook maar iets warmer is dan de lucht, dan warmt de ruimte toch ook op? Stel dat het water in de radiator maar 25 graden hoeft te zijn. Moet je dan gas verbranden bij een temperatuur van 1300 graden? Kun je het water niet op een andere manier opwarmen? Tijd om iets nieuws uit te vinden dus.

Ronde buisjes aan het plafond

Fiwihex bedenkt een hele nieuwe radiator, waarin het water maar 25 graden hoeft te zijn om de lucht op 20 graden te brengen. In de radiator gaat het water door een miljoen flinterdunne buisjes, die allemaal contact met de lucht hebben en de warmte zo veel beter overdragen. Fine Wire Heat Exchange (afgekort Fiwihex) dus, ofwel ‘warmte uitwisseling door dunne buisjes’.

Mensen kijken er vreemd van op. Een radiator is immers een witte, platte doos die onder het raam is geplaatst. De radiator van Fiwihex is zwart, rond, bestaat uit dunne buisjes en hangt nog aan het plafond ook. Kan dat wel? Als een nieuw idee geen weerstand ondervindt, dan is het niet nieuw genoeg. Een nieuw idee moet zich eerst bewijzen voordat mensen er in gaan geloven. Inmiddels is gebleken dat de radiator werkt en ook in huis kan worden toegepast.

Warmtewisselaar

Als je het water in de speciale radiator maar tot 25 graden hoeft te verwarmen, moet je daarvoor dan nog wel gas verbranden op 1300 graden? En hoe koel je een tuinbouwkas in de zomer?

In de zomer warmt een kas op. Ook het water in de radiatoren wordt warm. Fiwihex voert deze warmte af naar het grondwater. Dit water is warm genoeg om het in de winter weer op te pompen en door de radiatoren te laten stromen. Er wordt ’s zomers zelfs zoveel energie in de grond opgeslagen, dat behalve de kas ook de boerderij en andere huizen kunnen worden verwarmd. De kas verslindt geen energie meer, maar levert energie op. Moet de kas in de zomers gekoeld worden, dan voert men niet alleen warm water af, maar pompt men uit een andere bron ook koud water uit de bodem. Dat water wordt door dezelfde radiatoren geleid, maar nu om de lucht te koelen. Zo’n systeem met warm en koud grondwater heet een warmtewisselaar.

Zieke gebouwen

Als de 21^e eeuw begint richt Fiwihex zich op luchtverversing in gebouwen. In veel kantoren, scholen en huizen wordt de lucht niet alleen ververst door een raam te openen. Soms kunnen de ramen niet eens open. Er is een grote installatie die verse lucht door buizen aanvoert en de gebruikte lucht door andere buizen weer afvoert. In een gebouw van tien verdiepingen is al gauw een hele verdieping nodig om de installatie te plaatsen. Bij de andere verdiepingen zijn de plafonds verlaagd om de luchtkokers weg te werken. Dit kost allemaal ruimte en stroom.

Bovendien verspreiden bacteriën, virussen en schimmels zich via deze ‘luchtverversing’ door het hele gebouw. De lucht moet dus gefilterd worden en de hele installatie moet goed schoon blijven. Als dit niet goed gebeurt dan krijgen mensen last van hoofdpijn, vermoeidheid en andere klachten. “Sick building syndrome” heet dat, het syndroom van zieke gebouwen. Kan dat niet anders, die luchtverversing?

Een ademend raam

Geen extra verdieping bouwen om een installatie te plaatsen, geen kilometers aan luchtkokers achter systeemplafonds wegwerken, geen energie verspillen, geen nare ziekten verspreiden. Met dit in gedachten ontwikkelt Fiwihex een luchtverversingsapparaat, dat slechts de ruimte vergt van een klein raam. Het apparaat is maar 12 centimeter dik en kan in elk kozijn worden geplaatst.

In het apparaat zijn horizontaal luchtkanalen tussen scheidingslaagjes aangebracht. De in- en uitgaande luchtstromen komen elkaar nooit tegen. Dwars door de scheidingslagen lopen fijne koperdraden. Die geleiden geen lucht, maar wel warmte. Vaak is er een temperatuurverschil tussen de binnenlucht en de buitenlucht. Door de warmtegeleiding van de koperdraden koelt de warme binnenlucht tot bijna de buitentemperatuur af voor het naar buiten gaat. Omgekeerd wordt buitenlucht zo goed verwarmd, dat je binnen geen koude tocht voelt. Als het in de zomer buiten warm en binnen koel is, dan brengt het koperdraad de warmte in omgekeerde richting over.

Door slechts een klein deel van het raamoppervlak in te ruimen voor dit apparaat, wordt de lucht in een kamer ververst zonder ruimte en stroom te verbruiken of ziektes te verspreiden.