Mensen die buiten werken lijden onder klimaatverandering. Zeker in landen als het snel opwarmende India zijn de omstandigheden extreem, maar ook in de Nederlandse zomers ligt oververhitting op de loer. VU-thermofysioloog Hein Daanen en zijn team bedachten daarom “Sun4Cooling”, een koelingssysteem voor mensen die werken in de hitte.
Koele kleding
‘De aarde wordt steeds warmer en de mens heeft daar last van’, begint thermofysioloog Hein Daanen. Hij zet zijn wetenschappelijke kennis graag om in praktische oplossingen voor allerlei problemen. ‘We doen bijvoorbeeld onderzoek naar persoonlijke koelsystemen. Die zijn veel energiezuiniger dan verkoeling door airconditioning. Een hele ruimte koelen kost namelijk een hoop energie.’
Zeker voor mensen die buiten werken onder extreme omstandigheden zoals hitte kan een koelsysteem in kleding uitkomst bieden. Daanen legt uit dat daar verschillende manieren voor zijn. ‘Je kunt denken aan in kleding verwerkte koelsystemen, zoals ondergoed dat is aangesloten op een pompsysteem waar koude vloeistof door loopt. Dat is erg effectief.’ Daarnaast bestaat luchtkoeling, legt Daanen uit. ‘In warme landen kiezen mensen vaak voor ruimvallende kleding, zodat zweet de ruimte krijgt om te verdampen. Door te bewegen in ruimvallende kleding wordt de lucht rondgepompt in de luchtspouw tussen huid en kleding en kan het zweet verdampen waardoor je afkoelt.’
Tot slot bestaat er Phase Change Materials, ook wel: faseovergangsmateriaal. Dit materiaal is gekoeld in vaste vorm, maar smelt bij een bepaalde temperatuur en dan neemt het hitte op. Het materiaal is beschikbaar met uiteenlopende smeltpunten. Als je het materiaal op je lichaam draagt, neemt het bij het smelten je lichaamswarmte op. Daanen: ‘Maar om deze elementen te koelen is energie nodig. Toen dachten we: kunnen we daar de zon niet voor gebruiken?’
Sun4Cooling
Zo ontstond het project Sun4Cooling. Het interdisciplinaire team ontwierp een koelvest (foto) met koelelementen met faseovergangsmateriaal (foto) dat smelt bij 18 graden. Die elementen én flesjes water voor verdere verkoeling worden opgeslagen in een koelbox (foto) die direct energie krijgt van zonnepanelen. Daanen: ‘Als de zon meer schijnt, gaat de koelkast dus ook meer koelen. Wanneer je verkoeling het meest nodig hebt levert dit systeem ook de meeste verkoeling op.’ Het team dienden het idee in bij het Amsterdam Sustainability Institute, waar ze enthousiast waren en besloten het project te steunen vanuit hun Innovatieprogramma.
Daanen werkte voor dit project samen met masterstudent Science and Business Innovations Luuk Schermerhorn, die de koelefficiëntie, kosten en haalbaarheid van het system onderzocht. Technicus Hashim Quraishi maakte het systeem mogelijk en (breiwerk)ontwerper Carolien Evers ontwierp het koelvest. De koelelementen werden gemaakt door IZI body cooling en de doorberekening van de energie die het zonnepaneel levert werden gedaan door EigenEnergie.Net.
Meer werk verrichten door koeling
Het systeem is getest in de klimaatkamer, een unieke onderzoeksfaciliteit aan de VU waar onder extreme omstandigheden (lage zuurstofniveaus, lage en hoge temperaturen) onderzoek wordt verricht naar menselijk presteren. Uit deze testen bleek dat werknemers met het vest aan gemiddeld 3 procent meer werk kunnen verrichten en dat hun lichaamstemperatuur met gemiddeld 0,8 graden Celsius daalt. Het koelvest werkt dus, maar er is ook ruimte voor verbetering.
Zo concludeert masterstudent Schermerhorn in zijn thesis: ‘De volgende stappen zijn het testen van het vest op werknemers die gewend zijn aan het warme Indiase klimaat, het verbeteren van de koelbox en het samenwerken met belanghebbenden – lokale gebruikers en de makers van het product – om de waarde van het product verder te onderbouwen.’ Schermerhorn schrijft onder andere dat voor constant gebruik de koelbox sneller moet koelen, zodat de werknemers doorlopend beschikken over koelelementen. Toegepaste wetenschapper Daanen hoopt dit product in de toekomst verder te verfijnen, zodat het in de praktijk kan worden ingezet om werknemers de nodige verkoeling te bieden.
