⚙️ Mechanica & Transport
Vermogen van een fietser
Rol- en luchtweerstand als functie van rijsnelheid. Vijf rijposities aanklikbaar.
P = Cr·m·g·v + ½·ρ·Cx·A·v³
→
Vermogen van een auto
Rijweerstand en motorvermogen van 0 tot 150 km/h. Vier voertuigtypes vergelijkbaar.
P = Cr·m·g·v + ½·ρ·Cx·A·v³
→
Vermogen van een windturbine
Windvermogen, turbine-output en Betz-limiet als functie van windsnelheid en rotordiameter.
P = Cp · ½·ρ·A·v³
Cp_Betz = 16/27
Cp_Betz = 16/27
→
🌡️ Thermische systemen
Afkoelingscurve — PUR-geïsoleerd vat
Exponentieel afkoelingsverloop. Volume en hoogte instelbaar, A automatisch berekend.
T(t) = T_omg + ΔT₀·e^(−t/τ)
→
Warmteverlies van een woning
Transmissieverliezen door de gebouwschil. Jaarlijks energieverlies via 1 900 graaddagen (Vlaanderen).
P = U·A·ΔT
E = U·A·GD·24 [kWh/jaar]
E = U·A·GD·24 [kWh/jaar]
→
Warmtedoorgang muur
U-waarde van een spouwmuur: baksteen + isolatie naar keuze + snelbouwblok. Temperatuurprofiel over de doorsnede.
U = 1 / (Rsi + ΣR + Rse)
→
Warmtewisselaar
Vloeistof-vloeistof warmtewisselaar via NTU-methode. Meestroom vs. tegenstroom. LMTD en effectiviteit ε.
NTU = U·A/C_min · ε = Q/Q_max
→
Radiator bij nieuw temperatuurregime
Warmteafgifte van een radiator bij lagere aanvoertemperatuur (gasketel → warmtepomp), met gevolgen voor het debiet.
Q = Q_nom · (ΔT / ΔT_nom)ⁿ
→
Warmteverlies woning — transmissie & ventilatie
Momentaan vermogen en jaarlijks energieverlies via de gebouwschil (U·A·ΔT) en het ventilatiedebiet. Met presets en schema van de woning.
P = U·A·ΔT + ṁ·cp·ΔT
E = P·GD·24 / ΔT
E = P·GD·24 / ΔT
→
Huidige situatie vs. warmtepomp
Vul het gemeten verbruik in (gas, stookolie, …) en vergelijk energiegebruik, kost en CO₂-uitstoot met een warmtepomp. Keuze van type en afgiftesysteem.
E_elek = Q_warmte / SCOP
→
COP van een warmtepomp
Prestatiefactor lucht-water warmtepomp via Carnot. COP als functie van bron- en aanvoertemperatuur.
COP = η · T_H/(T_H − T_L)
→
🔥 Thermodynamica
Toestandsveranderingen ideaal gas
Isotherm, isochoor, isobaar, adiabaat en polytroop in een pV-diagram. Alle vijf curven tegelijk zichtbaar.
p·Vⁿ = const · Q = ΔU + W
→
Faseveranderingen van water
Verwarmingscurve H(T) van ijs tot oververhitte stoom. Moleculaire visualisatie, energieverdeling, 6 drukniveaus.
Q = m·c·ΔT · Q = m·L
→
Carnot-cyclus
pV-diagram van de ideale kringloop: twee isothermen en twee adiabaten. Rendement, warmte en arbeid per stap.
η = 1 − T_L / T_H
→
💧 Luchtkwaliteit & Vochtigheid
Luchtvochtigheid & Dauwpunt
Relatieve vochtigheid, absolute vochtigheid, vochtgehalte (Mollier), luchtdichtheid en dauwpunt. Condensatiecheck.
p_sat = 6.1078·10^(7.5T/237.3+T)
→
CO₂-concentratie & Ventilatiedebiet
Bereken het vereist ventilatiedebiet op basis van CO₂-productie en maximale concentratie. IEQ-categorieën (NBN EN 16798-1). Hyperboolcurve Q vs. CO₂.
Q = q_l / (CO₂_ruimte − CO₂_buiten)
→
⚡ Energie & CO₂
Eenheden & CO₂-omzetter
Omzetting tussen kWh, MJ, GJ, kJ, Wh en drager-specifieke eenheden. CO₂-uitstoot per energiedrager (BE mix).
kWh ↔ MJ ↔ GJ ↔ Wh ↔ m³ ↔ L
→
Opbrengst zonnepanelen
Jaaropbrengst in kWh/MWh, maandprofiel, CO₂-vermijding en opbrengstwaarde. Oriëntatie, hellingshoek en PR instelbaar.
E = kWp · PSH · PR · OF
PSH_BE ≈ 1000 kWh/kWp/jaar
PSH_BE ≈ 1000 kWh/kWp/jaar
→
Ketelverwarming vs. Warmtepomp
Ketenvergelijking: gasketel vs. warmtepomp via gascentrale. Gasverbruik, CO₂-uitstoot en energiekost naast elkaar.
η_ketel · η_centrale · COP · netverl.
→
WKK — Referentie Primaire Energiebesparing
RPEB-berekening voor warmtekrachtkoppeling t.o.v. gescheiden opwekking. Ketenschema links/rechts, presets voor gasmotor, diesel en gasturbine.
RPEB = 1 − F_WKK / (E_el/η_ref_el + E_th/η_ref_th)
→
Verbrandingsauto vs. Elektrische auto
Energieketen, CO₂-uitstoot en kost voor benzine/diesel vs. elektrisch. Drie aparte verliezen bij de EV, BE-emissiefactor elektriciteit.
η_tank→wiel · η_bat · η_omv · η_emot
→