Duurzame technologie & innovatie
1. Inleiding
BEGRIPPEN
● technologie → ‘techne’ = kunst, vakmanschap + ‘logia’ = leer, theorie
= de kennis (wetenschap) van, het onderzoek naar, de innovatie en toepassing v/d
natuurkundige principes om deze instrumenten, methoden, systemen te doen werken
● techniek = het toepassen van (wetenschappelijke) methoden, instrumenten,
systemen ter oplossing van problemen en behoeften
● innovatie = proces waarbij de basis gevormd wordt door ideeën die gegenereerd
worden door het creatief benaderen van bepaalde probleemstellingen
- vertrekt vanuit bestaand kader, maar gaat meestal out-of-the-box
● duurzame ontwikkeling = ontwikkeling die tegemoet komt aan de (sociale,
economische & ecologische) levensbehoeften v/d huidige generatie, zonder die v/d
toekomstige generatie tekort te doen
- 3P’s-5P’s (People, Planet, Profit, Peace, Partnership)
- Sustainable Development Goals (SDGs) (2016)
GESCHIEDENIS
● cognitieve revolutie: (70.000 jaar geleden) ontwikkeling concept taal → mogelijkheid
doorgeven van kennis
● landbouwrevolutie: (5.000 jaar geleden) ontstaan nederzettingen, systemen,
organisatie, ‘beschaving & cultuur’ → technologie & techniek
- 3.000 v.Chr: ontstaan schrift
● Gutenberg:
- halverwege 15de eeuw
- boekdrukkunst → sneller & goedkopere reproductie → informatie beschikbaar
voor iedereen & overal
● wetenschappelijke revolutie (de Verlichting):
- Wiskunde: Descartes
- Fysica: Newton, Galvani, Hertz, Watt, Faraday,...
- Chemie: Lavoisier, Mendeljev,...
- Biologie: Linnaeus, Darwin,...
● industriële revolutie:
- late 18de eeuw
- Edison, Tesla, Bell, Morse,...
- grote “ondernemers” → sterke stijging welvaart + start stijging ecologische
voetafdruk
, ● informatierevolutie:
- ontwikkeling grote rekenmachines (WOII, Turing) met ponskaarten
- 1947: uitvinding transistor → (micro)chips
- Business Machines Company: IBM,...
- Big Tech & Big Data:
→ voordelen: DNA analyse, proteïne folding,...
→ nadelen: privacy, social media
- Deep learning & AI
SYSTEEMDENKEN
● systeem = som van processen (in- & output)
→ holistische benadering: handeling, productie, instrument vaak beter te benaderen
als geheel, als systeem
● soorten systemen:
- open & gesloten
- machines, elektronische, … systemen
- bio(logische) systemen & ecosystemen
● feedback/terugkoppeling:
- negatieve feedback: remt
- positieve feedback: versterkt
● eigenschappen systeem:
- doel, reden, bestaansrecht
- ordening, structuur, hiërarchie, volgorde
- verbanden & relaties tussen de onderdelen
- interactie (uitwisseling, feedback)
→ wiskunde is manier om systeem te beschrijven
● fysisch vs. biologisch systeem:
- fysisch systeem: op voorhand gekende vrijheidsgraden: wiskundige
modellen
- biologisch systeem: variabele, ongekende vrijheidsgraden: statistische
modellen
,ENERGIE
● Thermodynamica = studie v/d beweging van warmte (door elementaire deeltjes)
- vroegste concepten: energie = warmte
(hoofdwetten v/d thermodynamica)
1. Wet van behoud van energie: energie kan worden omgezet van de ene naar
de andere vorm, maar de totale hoeveelheid energie in een gesloten
systeem blijft constant
2. Een systeem streeft naar entropie (= wanorde)
3. Bij 0°K is de entropie minimaal
4. spontane processen altijd warm → koud (nooit andersom)
● soorten energie:
- potentiële energie (zwaarte-energie)
- kinetische energie
- elektrische energie
- chemische energie
- elektromagnetische straling
● eenheden:
- Joule = de energie nodig om een lichaam te verplaatsen met de kracht van 1
Newton (1J = 1Nm)
- Newton = eenheid van kracht = kracht nodig om massa van 1 kg een
versnelling van 1 m/s te geven (N = kg.m/s)
- Watt = eenheid van vermogen = hoeveelheid energie per seconde
(1 kWh = 1000 Watt. 1uur = 1000 Watt . 3600 s = 3.6 MJ (Megajoule)) =
3.600.000 Joule)
TECHNOLOGISCHE TAAL
● geen eenheid = geen informatie!!!
● SI-stelsel:
- 7 basiseenheden: seconden (s), meter (m), kilogram (kg), Ampère (A), Kelvin
(K), mol, candela (cd)
- afgeleide eenheden (bv: Hertz (Hz) = s-1, Newton (N) = kg.m/s²)
- voorvoegsels voor grootteorde
, 2.Rationeel energieverbruik: Koeling
● rationeel energieverbruik = het bewust en efficiënt gebruiken van energie om een
specifiek behoefte te vervullen zonder verspilling ervan
→ dezelfde of betere resultaten met minder energie
→ moderne noodzaak: energiebronnen worden schaarser
● soorten koeltechnieken:
- vrieskoeling: - 40°C tot 0°C → (diep)vriezer
- koelcelkoeling: 0°C tot 10°C → koelkast
- klimaatkoeling: 10°C tot 20°C → aircosystemen
(HVAC-systeem = Heating, Ventilation & Air conditioning)
WERKING VAN KOELINSTALLATIE
● belang van koelsystemen: conserveren van voedsel, waarborgen van comfort door
airconditioning & koeling van heel wat industriële processen
Het principe
● koeltechniek = proces waarbij warmte wordt onttrokken aan een ruimte, product of
vloeistof, waardoor de temperatuur van het object of de ruimte lager wordt
- warmte moet van een gebied met lagere temperatuur naar een gebied met
hogere temperatuur → tegen de natuurlijke stroming → vereist energie
● meest voorkomende koelmethode: dampcompressiekoeling
(4 hoofdonderdelen)
- verdamper
→ zuigleiding (grote diameter)
- compressor
→ persleiding (kleine diameter)
- condensor
- regelventiel of thermostatisch expansieventiel
→ verbonden via diverse leidingen
1. Inleiding
BEGRIPPEN
● technologie → ‘techne’ = kunst, vakmanschap + ‘logia’ = leer, theorie
= de kennis (wetenschap) van, het onderzoek naar, de innovatie en toepassing v/d
natuurkundige principes om deze instrumenten, methoden, systemen te doen werken
● techniek = het toepassen van (wetenschappelijke) methoden, instrumenten,
systemen ter oplossing van problemen en behoeften
● innovatie = proces waarbij de basis gevormd wordt door ideeën die gegenereerd
worden door het creatief benaderen van bepaalde probleemstellingen
- vertrekt vanuit bestaand kader, maar gaat meestal out-of-the-box
● duurzame ontwikkeling = ontwikkeling die tegemoet komt aan de (sociale,
economische & ecologische) levensbehoeften v/d huidige generatie, zonder die v/d
toekomstige generatie tekort te doen
- 3P’s-5P’s (People, Planet, Profit, Peace, Partnership)
- Sustainable Development Goals (SDGs) (2016)
GESCHIEDENIS
● cognitieve revolutie: (70.000 jaar geleden) ontwikkeling concept taal → mogelijkheid
doorgeven van kennis
● landbouwrevolutie: (5.000 jaar geleden) ontstaan nederzettingen, systemen,
organisatie, ‘beschaving & cultuur’ → technologie & techniek
- 3.000 v.Chr: ontstaan schrift
● Gutenberg:
- halverwege 15de eeuw
- boekdrukkunst → sneller & goedkopere reproductie → informatie beschikbaar
voor iedereen & overal
● wetenschappelijke revolutie (de Verlichting):
- Wiskunde: Descartes
- Fysica: Newton, Galvani, Hertz, Watt, Faraday,...
- Chemie: Lavoisier, Mendeljev,...
- Biologie: Linnaeus, Darwin,...
● industriële revolutie:
- late 18de eeuw
- Edison, Tesla, Bell, Morse,...
- grote “ondernemers” → sterke stijging welvaart + start stijging ecologische
voetafdruk
, ● informatierevolutie:
- ontwikkeling grote rekenmachines (WOII, Turing) met ponskaarten
- 1947: uitvinding transistor → (micro)chips
- Business Machines Company: IBM,...
- Big Tech & Big Data:
→ voordelen: DNA analyse, proteïne folding,...
→ nadelen: privacy, social media
- Deep learning & AI
SYSTEEMDENKEN
● systeem = som van processen (in- & output)
→ holistische benadering: handeling, productie, instrument vaak beter te benaderen
als geheel, als systeem
● soorten systemen:
- open & gesloten
- machines, elektronische, … systemen
- bio(logische) systemen & ecosystemen
● feedback/terugkoppeling:
- negatieve feedback: remt
- positieve feedback: versterkt
● eigenschappen systeem:
- doel, reden, bestaansrecht
- ordening, structuur, hiërarchie, volgorde
- verbanden & relaties tussen de onderdelen
- interactie (uitwisseling, feedback)
→ wiskunde is manier om systeem te beschrijven
● fysisch vs. biologisch systeem:
- fysisch systeem: op voorhand gekende vrijheidsgraden: wiskundige
modellen
- biologisch systeem: variabele, ongekende vrijheidsgraden: statistische
modellen
,ENERGIE
● Thermodynamica = studie v/d beweging van warmte (door elementaire deeltjes)
- vroegste concepten: energie = warmte
(hoofdwetten v/d thermodynamica)
1. Wet van behoud van energie: energie kan worden omgezet van de ene naar
de andere vorm, maar de totale hoeveelheid energie in een gesloten
systeem blijft constant
2. Een systeem streeft naar entropie (= wanorde)
3. Bij 0°K is de entropie minimaal
4. spontane processen altijd warm → koud (nooit andersom)
● soorten energie:
- potentiële energie (zwaarte-energie)
- kinetische energie
- elektrische energie
- chemische energie
- elektromagnetische straling
● eenheden:
- Joule = de energie nodig om een lichaam te verplaatsen met de kracht van 1
Newton (1J = 1Nm)
- Newton = eenheid van kracht = kracht nodig om massa van 1 kg een
versnelling van 1 m/s te geven (N = kg.m/s)
- Watt = eenheid van vermogen = hoeveelheid energie per seconde
(1 kWh = 1000 Watt. 1uur = 1000 Watt . 3600 s = 3.6 MJ (Megajoule)) =
3.600.000 Joule)
TECHNOLOGISCHE TAAL
● geen eenheid = geen informatie!!!
● SI-stelsel:
- 7 basiseenheden: seconden (s), meter (m), kilogram (kg), Ampère (A), Kelvin
(K), mol, candela (cd)
- afgeleide eenheden (bv: Hertz (Hz) = s-1, Newton (N) = kg.m/s²)
- voorvoegsels voor grootteorde
, 2.Rationeel energieverbruik: Koeling
● rationeel energieverbruik = het bewust en efficiënt gebruiken van energie om een
specifiek behoefte te vervullen zonder verspilling ervan
→ dezelfde of betere resultaten met minder energie
→ moderne noodzaak: energiebronnen worden schaarser
● soorten koeltechnieken:
- vrieskoeling: - 40°C tot 0°C → (diep)vriezer
- koelcelkoeling: 0°C tot 10°C → koelkast
- klimaatkoeling: 10°C tot 20°C → aircosystemen
(HVAC-systeem = Heating, Ventilation & Air conditioning)
WERKING VAN KOELINSTALLATIE
● belang van koelsystemen: conserveren van voedsel, waarborgen van comfort door
airconditioning & koeling van heel wat industriële processen
Het principe
● koeltechniek = proces waarbij warmte wordt onttrokken aan een ruimte, product of
vloeistof, waardoor de temperatuur van het object of de ruimte lager wordt
- warmte moet van een gebied met lagere temperatuur naar een gebied met
hogere temperatuur → tegen de natuurlijke stroming → vereist energie
● meest voorkomende koelmethode: dampcompressiekoeling
(4 hoofdonderdelen)
- verdamper
→ zuigleiding (grote diameter)
- compressor
→ persleiding (kleine diameter)
- condensor
- regelventiel of thermostatisch expansieventiel
→ verbonden via diverse leidingen
