Eindrapport. Periode: Blok H1.2. Ingeleverd op: maandag 20 Januari Luuk de Jong( ), Pieter de Lange( ), Jeroen

Transcriptie

1 Eindrapport Beroepsproduct: Groep: Eindrapport WH11b2 Periode: Blok H1.2 Ingeleverd op: maandag 20 Januari 2012 Projectleden: Ingeleverd door: Tutor: Luuk de Jong( ), Pieter de Lange( ), Jeroen Koeleman( ), Maurits de Koning( ), Edwin v/d Mijl( ), Maik Klijberg( ), Samuel Liem ( ), Stefan Immerzeel ( ), Thomas Lenssen ( ) Jeroen Koeleman( ), Dhr. van Steijn 1

2 Inhoudsopgave Inleiding 3 1. Pakket van Eisen 4 2. Installatie schema s 5 3. Eindconcept keuzeverantwoording De luchtbehandelingsinstallaties Koelinginstallatie Verwarmingsinstallatie Pompvermogen hoofdleiding Beschrijving van de regeling klimaatsysteem Regelinstallatie Conclusie 45 Bijlage I Leidingproef 46 Bijlage I I Resultaten Bink 49 Bijlage I II Resultaten Climasim 50 Bijlage IV Leidingschema 61 2

3 Inleiding Een installatietechnisch adviesbureau voor heeft gevraagd of wij, WH11B2 een klimaatsysteem konden ontwerpen voor een assemblage hal. de opdrachtgever wil dit in de vorm van installatieschema s en een bestek met verklarende tekst en tekeningen. Hierbij moet gekeken worden naar de investeringskosten en de energie-efficiëntie van het gebouw. Daarom moet er onderzoek worden gedaan naar verschillende mogelijkheden. Het ontwerp moet wel binnen de gestelde eisen en wensen zijn (zie bijlage PVE) We hebben besloten naar aanleiding van de opdracht een aantal concepten te maken en hiervan de beste te selecteren voor ons definitief eindconcept. Dit rapport begint met het PVE voor de harde en zachte eisen en wensen, dit wordt gevolgd door de installatieschema s waaruit we ons definitieve concept moesten kiezen. In het hoofdstuk Eindconcept keuzeverantwoording gaat over hoe we het eindconcept hebben gekozen. Hierna wordt het concept uitgewerkt en de precieze werking hiervan beschreven in de volgende hoofdstukken. In de conclusie word duidelijk gemaakt waarom we precies dit concept hebben gekozen. In de bijlagen zijn alle voorafgaande rapporten te vinden en veel aanvullende informatie die we hebben gebruikt bij dit project 3

4 Pakket van Eisen Het pakket van eisen en wensen bestaat uit drie delen. De zachte eisen, harde eisen en wensen. In de harde eisen zijn eisen opgenomen die vast staan en worden opgelegd. Deze zijn niet variabel. De zachte eisen zijn de eisen die niet abstract zijn vastgelegd maar waar wel aan voldaan moet worden. Zo heeft de gebruiker eisen als een prettig klimaat. Deze eis is harder te maken door er waardes voor de temperatuur, luchtvochtigheid en ventilatie aan vast te maken. De wensen zijn door de opdrachtgever of gebruiker opgelegd en kunnen indien mogelijk worden ingewilligd. Het kan zijn dat de gebruikerseisen (zachte eisen) anders zijn dan de eisen die wettelijk zijn vastgelegd. Hier zal dan een compromis tussen moeten worden gesloten. In de regel is het zo dat de harde eisen boven de zachte eisen worden verkozen. Harde eisen - EPCwaarde van het kantoorgebouw < 1,1 - Warmteweerstand muren > 2,5 (M*K) / W - Luchtvolumestroom < 0,2 m 3 /s - Binnentemperatuur kantoorruimtes: zomer: ⁰C winter: ⁰C - Temperatuur mag geen fysieke belasting veroorzaken. - Ventilatievoud van 4-8 n / h Zachte eisen - Behaaglijke temperatuur Winter: Kantoor ⁰C, Werkplaats 16-20⁰C Zomer: Kantoor ⁰C, Werkplaats 19-24⁰C - Voldoende lichtinval - Voldoende ventilatie Voldoende mechanische ventilatie (4-8 1 / h ) Mogelijkheid tot natuurlijke ventilatie - Geen tocht Luchtsnelheid <0,25m/s (zomer) Luchtsnelheid <0,15m/s (winter) - Voldoende warm tapwater Keuken Douches Wasbakken - Ventilatie mag geen hinderlijk geluid maken. Wensen - Installatie zo goedkoop mogelijk - Temperatuur te regelen per ruimte - Weinig onderhoud aan de installatie (maximaal 2 keer per jaar onderhoud) - Lange levensduur installatie (>25 jaar) 4

5 Inst allatie schema s A11.1 Verwarmde/gekoelde ventilatielucht, verwarming d.m.v. radiatoren Legenda 1. Radiator 14. CV-leidingen 15. Verlichtingsarmatuur 16. Afzuigkanaal 17. Toevoerkanaal 18. Geluiddemper 19. Afzuigventilator 20. Luchtfilter 21. Warmtewiel (zie opties) 22. Kleppensectie 23. Buitenluchtrooster 24. Toevoerventilator 25. Verwarmingsbatterij 26. Bevochtiger (zie opties) 27. Koelbatterij 28. Druppelvanger 30. Lucht inblaasrooster 31. Ketel 32. Koelmachine A = Afvoerlucht B = Buitenlucht Installatieconcept Verwarming d.m.v. radiatoren Algemeen toepasbaar Aansluiting op distributiesysteem voor warmwater Geschikt voor alternatieve warmte-opwekkingssystemen Individuele ruimtetemperatuurregeling per 1,8 m mogelijk Door stralingsafgifte in winter lagere luchttemperatuur mogelijk Stralingscompensatie aan de gevel Koeling d.m.v. lucht Korte afkoeltijd Geen individuele ruimtetemperatuurregeling mogelijk Geschikt voor alternatieve koude-opwekkingssystemen Mechanische Ventilatie Aandacht voor tocht Constant ventilatiedebiet Toe- en afvoer van ventilatielucht Gebalanceerde ventilatie mogelijk Toetreding van gefilterde buitenlucht Verwarming en koeling van ventilatielucht Aansluiting op distributiesysteem voor lucht Warmteterugwinning en bevochtiging mogelijk Luchtdebiet gebaseerd op maatgevende koel-/ventilatiebehoefte 5

6 Energie prestatie Richtwaarden bij EPC-berekening ΔP ventilatie = 1500 Pa Installatie opties Luchtbehandeling Warmteterugwinning Geen Recirculatie Twee-elementensysteem Kruisstroomwarmtewisselaar Roterende warmtewisselaar Warmte-opwekking Zie figuur Zie figuur Ketel Stadsverwarming Warmte/kracht Warmtepomp Lange termijn warmte-opslag Koude-opwekking Zie figuur Compressiekoeling Absortiekoeling Korte termijn koude-opslag Lange termijn koude-opslag Adiabatische koeling Cascade koeling Code: Geschikte optie Soms toepasbaar Niet van toepassing Installatiefuncties Installatiefunctie Gebouwniveau Vertrekniveau Code Verwarmen Ventileren Filteren Bevochtigen Koelen Regelen Verwarming Koeling = Aanwezig = Optie = Niet aanwezig 6

7 A11.3 Verwarmde/gekoelde ventilatielucht, (lucht)naverwarmers Legenda 7. (lucht)naverwarmer 14. CV-leidingen 15. Verlichtingsarmatuur 16. Afzuigkanaal 17. Toevoerkanaal 18. Geluiddemper 19. Afzuigventilator 20. Luchtfilter 21. Warmtewiel (zie opties) 22. Kleppensectie 23. Buitenluchtrooster 24. Toevoerventilator 25. Verwarmingsbatterij 26. Bevochtiger (zie opties) 27. Koelbatterij 28. Druppelvanger 30. Lucht inblaasrooster 31. Ketel 32. Koelmachine A = Afvoerlucht B = Buitenlucht Installatieconcept Verwarming d.m.v. luchtnaverwarmer (in luchtkanaal Korte opwarmtijd Geïntegreerd verwarmings- en ventilatiesysteem Installatie kan koudeval aan gevel niet opvangen Aansluiting op distributiesysteem voor warm water Geschikt voor alternative warmte-opwekkingssystemen Individuele ruimtetemperatuurregeling per 1,8 m mogelijk Zonder stralingsafgifte in de winter hogere luchttemperatuur nodig Koeling d.m.v. lucht Korte afkoeltijd Geen individuele ruimtetemperatuurregeling mogelijk Geschikt voor alternatieve koude-opwekkingssystemen Mechanische Ventilatie Aandacht voor tocht Constant ventilatiedebiet Toe- en afvoer van ventilatielucht Gebalanceerde ventilatie mogelijk Toetreding van gefilterde buitenlucht Verwarming en koeling van ventilatielucht Aansluiting op distributiesysteem voor lucht Warmteterugwinning en bevochtiging mogelijk Luchtdebiet gebaseerd op maatgevende warmte-/koel-/ventilatiebehoefte 7

8 Energie prestatie Richtwaarden bij EPC-berekening ΔP ventilatie = 1500 Pa Installatie opties Luchtbehandeling Warmteterugwinning Geen Recirculatie Twee-elementensysteem Kruisstroomwarmtewisselaar Roterende warmtewisselaar Warmte-opwekking Zie figuur Zie figuur Ketel Stadsverwarming Warmte/kracht Warmtepomp Lange termijn warmte-opslag Koude-opwekking Zie figuur Compressiekoeling Absortiekoeling Korte termijn koude-opslag Lange termijn koude-opslag Adiabatische koeling Cascade koeling Code: Geschikte optie Soms toepasbaar Niet van toepassing Installatiefuncties Installatiefunctie Gebouwniveau Vertrekniveau Code Verwarmen Ventileren Filteren Bevochtigen Koelen Regelen Verwarming Koeling = Aanwezig = Optie = Niet aanwezig 8

9 A11.4 Verwarmde/gekoelde ventilatielucht, verwarming d.m.v. stralingsplafond Legenda 3. Stralingsplafond 14. CV-leidingen 15. Verlichtingsarmatuur 16. Afzuigkanaal 17. Toevoerkanaal 18. Geluiddemper 19. Afzuigventilator 20. Luchtfilter 21. Warmtewiel (zie opties) 22. Kleppensectie 23. Buitenluchtrooster 24. Toevoerventilator 25. Verwarmingsbatterij 26. Bevochtiger (zie opties) 27. Koelbatterij 28. Druppelvanger 30. Lucht inblaasrooster 31. Ketel 32. Koelmachine A = Afvoerlucht B = Buitenlucht Installatieconcept Verwarming D.M.V. stralingsplafond (panelen) Lange opwarmtijd Kleine verticale temperatuurgradiënt Installatie kan koudeval aan gevel niet opvangen Aansluiting op distributiesysteem voor wam water Vrije aanstraling van personen moet zijn gewaarborgd Individuele ruimtetemperatuurregeling per 1,8m mogelijk Door stralingsafgifte in winter lagere luchttemperatuur mogelijk Snelle regeling op operatieve temperatuur. Koeling d.m.v. lucht Korte afkoeltijd Geen individuele ruimtetemperatuurregeling mogelijk Geschikt voor alternatieve koude-opwekkingssystemen Mechanische Ventilatie Aandacht voor tocht Constant ventilatiedebiet Toe- en afvoer van ventilatielucht Gebalanceerde ventilatie mogelijk Toetreding van gefilterde buitenlucht Verwarming en koeling van ventilatielucht Aansluiting op distributiesysteem voor lucht Warmteterugwinning en bevochtiging mogelijk 9

10 Luchtdebiet gebaseerd op maatgevende koel-/ventilatiebehoefte Energie prestatie Richtwaarden bij EPC-berekening ΔP ventilatie = 1500 Pa Installatie opties Luchtbehandeling Warmteterugwinning Geen Recirculatie Twee-elementensysteem Kruisstroomwarmtewisselaar Roterende warmtewisselaar Warmte-opwekking Zie figuur Zie figuur Ketel Stadsverwarming Warmte/kracht Warmtepomp Lange termijn warmte-opslag Koude-opwekking Zie figuur Compressiekoeling Absortiekoeling Korte termijn koude-opslag Lange termijn koude-opslag Adiabatische koeling Cascade koeling Code: Geschikte optie Soms toepasbaar Niet van toepassing Installatiefuncties Installatiefunctie Gebouwniveau Vertrekniveau Code Verwarmen Ventileren Filteren Bevochtigen Koelen Regelen Verwarming Koeling = Aanwezig = Optie = Niet aanwezig 10

11 A12.1 Verwarmde/gekoelde ventilatielucht, verwarming d.m.v. radiatoren, koeling D.M.V. koelplafond Legenda 1. Radiator 8. Koelplafond 14. CV-leidingen 15. Verlichtingsarmatuur 16. Afzuigkanaal 17. Toevoerkanaal 18. Geluiddemper 19. Afzuigventilator 20. Luchtfilter 21. Warmtewiel (zie opties) 22. Kleppensectie 23. Buitenluchtrooster 24. Toevoerventilator 25. Verwarmingsbatterij 26. Bevochtiger (zie opties) 27. Koelbatterij 28. Druppelvanger 30. Lucht inblaasrooster 31. Ketel 32. Koelmachine A = Afvoerlucht B = Buitenlucht Installatieconcept Verwarming d.m.v. radiatoren Algemeen toepasbaar Aansluiting op distributiesysteem voor warmwater Geschikt voor alternatieve warmte-opwekkingssystemen Individuele ruimtetemperatuurregeling per 1,8 m mogelijk Door stralingsafgifte in winter lagere luchttemperatuur mogelijk Stralingscompensatie aan de gevel Koeling D.M.V. koelplafond/koelpanelen Kleine verticale temperatuurgradiënt Beperkt zelfregelende koelcapaciteit Door geringe massa snelle regeling mogelijk Alleen geschikt voor afvoer van voelbare warmte Combinatie met verdringingsventilatie is mogelijk Aansluiting op distributiesysteem voor gekoeld water Geschikt voor alternatieve koude-opwekkingssystemen Individuele ruimtetemperatuurregeling per 1,8m mogelijk In plafond geïntegreerde toevoer ventilatielucht mogelijk In plafond geïntegreerde overlangs geluidsisolatie mogelijk Door stralingsafgifte in zomer hogere luchttemperatuur mogelijk Regeling noodzakelijk ter voorkoming van oppervlaktecondensatie Mechanische Ventilatie 11

12 Aandacht voor tocht Constant ventilatiedebiet Toe- en afvoer van ventilatielucht Gebalanceerde ventilatie mogelijk Toetreding van gefilterde buitenlucht Verwarming en koeling van ventilatielucht Aansluiting op distributiesysteem voor lucht Warmteterugwinning en bevochtiging mogelijk Luchtdebiet gebaseerd op maatgevende koel-/ventilatiebehoefte Energie prestatie Richtwaarden bij EPC-berekening ΔP ventilatie = 1500 Pa Installatie opties Luchtbehandeling Warmteterugwinning Geen Recirculatie Twee-elementensysteem Kruisstroomwarmtewisselaar Roterende warmtewisselaar Warmte-opwekking Zie figuur Zie figuur Ketel Stadsverwarming Warmte/kracht Warmtepomp Lange termijn warmte-opslag Koude-opwekking Zie figuur Compressiekoeling Absortiekoeling Korte termijn koude-opslag Lange termijn koude-opslag Adiabatische koeling Cascade koeling Code: Geschikte optie Soms toepasbaar Niet van toepassing Installatiefuncties Installatiefunctie Gebouwniveau Vertrekniveau Code Verwarmen Ventileren Filteren Bevochtigen = Aanwezig = Optie = Niet aanwezig 12

13 Koelen Regelen Verwarming Koeling 13

14 A12.5 Verwarmde/gekoelde ventilatielucht, verwarming d.m.v. (lucht)naverwarmers, koeling D.M.V koelplafond Legenda 7. (lucht)naverwarmer 8. Koelplafond 14. CV-leidingen 15. Verlichtingsarmatuur 16. Afzuigkanaal 17. Toevoerkanaal 18. Geluiddemper 19. Afzuigventilator 20. Luchtfilter 21. Warmtewiel (zie opties) 22. Kleppensectie 23. Buitenluchtrooster 24. Toevoerventilator 25. Verwarmingsbatterij 26. Bevochtiger (zie opties) 27. Koelbatterij 28. Druppelvanger 30. Lucht inblaasrooster 31. Ketel 32. Koelmachine A = Afvoerlucht B = Buitenlucht Installatieconcept Verwarming D.M.V. luchtnaverwarmer (in luchtkanaal) Korte opwarmtijd Geïntegreerd verwarmings- en ventilatiesysteem Installatie kan koudeval aan gevel niet opvangen Aansluiting op distributiesysteem voor warm water Individuele ruimtetemperatuurregeling per 1,8m mogelijk Geschikt voor alternatieve warmte-opwekkingssystemen Zonder stralingsafgifte in de winter hogere luchttemperatuur nodig. Koeling D.M.V. koelplafond/koelpanelen Kleine verticale temperatuurgradiënt Beperkt zelfregelende koelcapaciteit Door geringe massa snelle regeling mogelijk Alleen geschikt voor afvoer van voelbare warmte Combinatie met verdringingsventilatie is mogelijk Aansluiting op distributiesysteem voor gekoeld water Geschikt voor alternatieve koude-opwekkingssystemen Individuele ruimtetemperatuurregeling per 1,8m mogelijk In plafond geïntegreerde toevoer ventilatielucht mogelijk In plafond geïntegreerde overlangs geluidsisolatie mogelijk Door stralingsafgifte in zomer hogere luchttemperatuur mogelijk Regeling noodzakelijk ter voorkoming van oppervlaktecondensatie 14

15 Mechanische Ventilatie Aandacht voor tocht Constant ventilatiedebiet Toe- en afvoer van ventilatielucht Gebalanceerde ventilatie mogelijk Toetreding van gefilterde buitenlucht Verwarming en koeling van ventilatielucht Aansluiting op distributiesysteem voor lucht Warmteterugwinning en bevochtiging mogelijk Luchtdebiet gebaseerd op maatgevende koel-/ventilatiebehoefte Energie prestatie Richtwaarden bij EPC-berekening ΔP ventilatie = 1500 Pa Installatie opties Luchtbehandeling Warmteterugwinning Geen Recirculatie Twee-elementensysteem Kruisstroomwarmtewisselaar Roterende warmtewisselaar Warmte-opwekking Zie figuur Zie figuur Ketel Stadsverwarming Warmte/kracht Warmtepomp Lange termijn warmte-opslag Koude-opwekking Zie figuur Compressiekoeling Absortiekoeling Korte termijn koude-opslag Lange termijn koude-opslag Adiabatische koeling Cascade koeling Code: Geschikte optie Soms toepasbaar Niet van toepassing 15

16 Specificaties van het gekozen eindconcept Keuzeverantwoording Eindconcept Uit de zeven concepten wordt 1 concept eruit gehaald die als eindconcept dient. Al deze zeven hiervoor genoemde geproduceerde concepten zijn door middel van het programma EPVariant uitgedacht. Om een eindconcept te kiezen zijn er enkele criteria gegeven. De criteria zijn de harde eisen, zachte eisen en wensen van de stakeholders. Een gemeenschappelijke wens is om de installatie zo goedkoop mogelijk te maken en de EPC zo laag mogelijk te maken. Concepten die boven de gestelde eisen komen te vervallen. Door verhouding tussen lage prijs en EPC komt concept 2 het meest gunstig uit en is daarmee het eindconcept waar verder meegewerkt wordt. Klimaat installatie: IA11.1 Verwarmde/gekoelde ventilatielucht, verwarming d.m.v. radiatoren EPC: 0,83 Q/Q: 0,76 499,80/m 2 GO 16

17 De luchtbehandelingsinstallaties Om aan de temperatuur-, ventilatie- en vochtigheidseisen te voldoen is een luchtbehandelinginstallatie ontworpen. In dit hoofdstuk zal worden ingegaan op de onderdelen van de luchtbehandelinginstallaties binnen het buva gebouw en hoe het ontwerp van deze installaties tot stand is gekomen. Uitgangspunten Omdat ons gebouw grotendeels bestaat uit twee delen zal ook de luchtbehandeling in twee delen worden opgedeeld. Deze twee delen zullen de kantoorruimtes en de bedrijfshal zijn. De kantoorruimtes zijn relatief kleine ruimtes met een laag plafond en een hoog aantal mensen per oppervlakte. De werkplaats is een loods met een plafondhoogte van 7 meter. Hier is het aantal personen per oppervlakte laag. Voor beide installaties is de keuze gemaakt voor een volledig mechanisch ventilatiesysteem. Wel zullen de ramen in het gebouw geopend kunnen worden om in geval van nood alsnog natuurlijk te kunnen ventileren. De voor- en nadelen van een mechanisch ventilatiesysteem ten opzichte van een ventilatiesysteem met natuurlijke toe- of afvoer van de ventilatielucht zijn: o Betere en directe controle op de luchtstromen binnen het gebouw; o Toegevoerde lucht wordt geconditioneerd en gefilterd van eventuele onzuiverheden; o Geen ventilatieroosters in de gevels nodig. O Warmteterugwinning mogelijk. Luchtbehandeling kantoorruimtes De kantoorruimte bestaat uit twee vleugels. In totaal beslaan ze 6093 m 2 aan vloeroppervlak. De eerste voorgevel heeft de gevel op het noorden en bestaat uit 4 verdiepingen. De tweede vleugel staat haaks op de eerste en heeft de gevel op het oosten. Deze vleugel bestaat uit 2 lagen. De eisen die aan de luchtbehandelingsinstallatie voor de kantoorruimtes van het gebouw worden gesteld zijn opgenomen in het pakket van eisen en wensen en komen uit het bouwbesluit en nen norm Luchtbehandeling bedrijshal De bedrijshal bestaat uit een open loods met wc s en kleine ongedefinieerde ruimtes. De loods beslaat in totaal 6175 m 2 aan vloeroppervlak en heeft een plafondhoogte van 7 meter. De eisen die aan de luchtbehandelingsinstallatie voor de werkplaats van het gebouw worden gesteld zijn opgenomen in het pakket van eisen en wensen en komen uit het bouwbesluit en nen norm

18 Berekeningen De luchttoevoer en afvoer zijn te berekenen volgens de formules in onderstaande paragraaf. Om het volumedebiet te berekenen is de volgende formule toe te passen: Waarbij: = Volume aanvoerlucht [m 3 /h] = Volume te ventileren ruimte [m 3 ] = Ventilatievoud [1/h] Om de ventilatievoud te berekenen zal eerst de het volumedebiet aan de hand van de benodigde warmte moeten worden berekend. [m 3 /h] [m 3 /s] Vanuit hieruit kan als volgt de ventilatievoud berekend worden: Om de luchtsnelheid in de luchtkanalen laag genoeg te houden zijn voldoende grote kanalen nodig. Wanneer de luchtsnelheid te groot word, zal dit hinderlijk geluid opleveren. Om de afmetingen van de luchtkanalen te berekenen zal de volgende formule worden gebruikt: Waarbij: = Doorsnede luchtkanaal [m 2 ] = Volumedebiet aanvoerlucht [m 3 /s] = Maximale luchtsnelheid [m/s] is begrensd op 3m/s boven leefruimtes en 7m/s boven technische ruimtes, gangen, trappenhuizen en dergelijke. Om de benodigde ventilatorvermogens te berekenen zal de weerstand van de luchtkanalen moeten worden berekend. Alleen een berekening van de langste schacht, de schacht met de meeste weerstand, is voldoende. 18

19 Waarin: Voor de verdere berekeningen van de weerstanden in de luchtschachten zal Bink software worden gebruikt. Deze software werkt volgens ISSO 17 en het bouwbesluit. Ventilatievermogen Pventilator = benodigd ventilatorvermogen [W] Φv = Volumestroom [m³/s] Pventilatie = Opvoerdruk ventilatie [Pa] 19

20 Luchttoevoerinstallatie De technische installatie voor het toevoeren van de behandelde lucht. Deze lucht wordt geconditioneerd met behulp van de luchtbehandelingkasten die in deze paragraaf genoemd worden. Luchtbehandelingkast bedrijfshal In de bedrijfshal zal in het midden van de hal op het dak een centrale LBK voor de luchttoevoerinstallatie worden geplaatst. Hierop zal, in verband met het warmtewiel, de LBK voor de afzuiging van de lucht worden geplaatst. In de LBK zullen een aantal compartimenten zijn met allen een verschillende functie en drukverlies. Filters 3d model luchtkanalen. Gemaakt in Bink software. In de luchtbehandelingkast is een filter opgenomen. Dit omdat de ingeblazen lucht van buiten het gebouw komt en daardoor niet zuiver genoeg is. Het filter is van het type Trox f743. Dit filter geeft een drukverschil van maximaal 200 Pa en kan voldoende lucht doorfilteren voor één luchtbehandelingskast. Warmteterugwinning Om de warmte in de winter of koele lucht in de zomer niet zomaar in de buitenlucht verloren te laten gaan is er een warmteterugwinningsinstallatie in de LBK geïnstalleerd. Doordat de LBK s van de toe- en afvoerlucht op elkaar staan is de toepassing van een warmtewiel mogelijk. Dit warmtewiel heeft een rendement van 70%. Het warmtewiel geeft een drukverlies van maximaal 70Pa 20

21 Verwarming De verwarmmodule in de LBK is een warmwaterbatterij. Verdere informatie over de verwarming is in het hoofdstuk verwarming opgenomen. De verwarmmodule geeft een drukverschil van 50Pa Ventilator Het benodigde ventilatorvermogen is te berekenen aan de hand van de formule: De ventilator in de LBK voor de bedrijfshal heeft een berekende opvoerdruk van 290Pa voor de kanalen en roosters. De hoeveelheid in te blazen lucht is gelijk aan 10,8m 3 /s per LBK. Hierbij wordt een ventilatievoud van 1,63 aangehouden. Er is dus per LBK een ventilator nodig met een vermogen van 6,6 [kw] 21

22 Luchtbehandelingkast kantoorgebouw In het kantoorgebouw zal één lbk s voor de luchttoevoer worden geïnstalleerd. Deze LBK zal centraal op het dak staan opgesteld. Bovenop de LBK voor de luchttoevoer staat de LBK/ventilatorbox voor de luchtafzuiging. Op deze manier is de toepassing van een warmtewiel voor de warmteterugwinning mogelijk. Filters In de luchtbehandelingkast is een filter opgenomen. Dit omdat de ingeblazen lucht van buiten het gebouw komt en daardoor niet zuiver genoeg is. Het filter is van het type Trox f743. Dit filter geeft een drukverschil van maximaal 100Pa en kan voldoende lucht doorfilteren voor één luchtbehandelingskast. Warmteterugwinning De lucht die afgezogen zal worden bevat veel warmte. Het heeft immers de temperatuur van de vertrekken. Om energie te besparen is het interessant om warmte terug te winnen door middel van een warmtewiel. Dit wiel word tussen de lbk voor toevoerlucht en de lbk voor afvoerlucht geplaatst en zal de invoerlucht verwarmen met de warmte uit de afvoerlucht. Het rendement van dit warmtewiel is 70%. Dat betekent dat 70% van de warmte uit de afvoerlucht zal worden opgenomen in de aanvoerlucht. Het warmtewiel geeft een drukverlies van 70Pa in de LBK. Koeling De koeling in het gebouw zal door middel van een warmtewisselaar in de luchtbehandelingskast worden verzorgd. Deze koelbatterij zal tevens als verwarmbatterij in de winter worden gebruikt en maakt gebruik van een aquifer met warmtepomp. De warmtewisselaar geeft een drukverschil van 100Pa. Meer informatie over de koelbatterij is in het hoofdstuk koeling beschikbaar. Verwarming Dezelfde warmtewisselaar die in de zomer zal worden toegepast om het gebouw te koelen, zal in de winter worden toegepast om het gebouw te verwarmen. De warmtewisselaar haalt zijn warmte uit de aquifer. De temperatuur van het water zal verder worden opgewarmd met behulp van een warmtepomp. De warmtewisselaar geeft een drukverschil van 100Pa. 22

23 Ventilator Het benodigde ventilatorvermogen is te berekenen aan de hand van de formule: De ventilator in het kantoor heeft een berekende opvoerdruk van 353Pa voor de kanalen en roosters. De hoeveelheid in te blazen lucht is gelijk aan 9,0m 3 /s voor het kantoorgebouw. Zie ook Bink gegevens in bijlage. Berekende gegevens luchttoevoer kantoor Er is dus een ventilator nodig met een vermogen van 5,6 [kw] 23

24 Luchtkanalen en appendages Kanalen en appendages kanalen Alle gebruikte kanalen toegepast in de toevoerinstallatie zijn van verzinkte staalplaat. De kanalen voldoen aan de LUKA eisen. LUKA staat voor de Nederlandse Vereniging van Luchtkanalenfabrikanten. Deze vereniging heeft als doel het opstellen van eisen aan de fabricage en montage van luchtkanalen en appendages. Middels controles door TNO wordt gecontroleerd of de luchtkanalen daadwerkelijk voldoen aan de gestelde eisen. Met de afgegeven garantie wordt aangegeven dat het systeem voldoet aan een maximaal lekverlies van 0,44 [l/s m 2 ]. De kanalen die zullen worden gebruikt zijn van de fabrikant Vink. Ze worden vervaardigd uit gegalvaniseerde staalplaat en voldoen aan de LUKA eisen. Appendages Aangezien de luchtbehandelingskasten in de bedrijfshal een enkele ruimte voorzien, zijn brandkleppen ter voorkoming van branduitbreiding niet nodig. In de kanalen in het kantoorgebouw zit tussen elke verdieping een brandklep. De geconditioneerde aanvoerlucht, afkomstig van de luchtbehandelingskasten (LBK) op het dak, worden via kanalen naar de juiste verdieping worden gebracht. De lucht verlaat in de bedrijfshal het luchtkanaal via Type AT-A roosters van TROX. In de kantoorruimtes zal de lucht ingeblazen worden via storkair sth 125 roosters. Deze roosters geven een drukverschil van 54Pa. 24

25 Afzuiginstallatie Om een goede luchtwisseling te krijgen is een afzuiginstallatie ontworpen. Deze afzuiginstallatie zuigt de lucht in de ruimten af. Hoe deze installatie functioneert, is in deze paragraaf omschreven. Afzuiging bedrijfshal De lucht wordt afgezogen in het midden van het gebouw. Hier bevindt zich op 6 meter hoogte 2 kanalen van ieder 1 bij 1 meter die evenredig aan de andere kanalen liggen. Aan weerskanten van het kanaal bevinden 8, dus in totaal 16, Type AT- A rooster van TROX. De lucht wordt aangezogen door een LBK die op het dak staat. (Blauw met geel als LBK) In het midden van de assemblagehal zijn toilet hokken geplaatst, in deze toilet hokken wordt alleen mechanisch afgezogen d.m.v. ventilatieventielen Type LVS van TROX. Er gaan 2 buizen van de afzuigkanalen naar de WC s. Het benodigde ventilatorvermogen is te berekenen aan de hand van de formule: De ventilator in de bedrijfshal heeft een berekende opvoerdruk van 290Pa voor de kanalen en roosters. De hoeveelheid af te zuigen lucht is gelijk aan 95% van de ingeblazen lucht. Dit komt in de bedrijfshal neer op 10,3m 3 /s. Er is dus een zuigventilator nodig met een vermogen van 4,0 [kw] Afzuiging kantoorruimtes In de kantoorruimtes zal de lucht worden afgezogen met behulp van trox DLQ plafondroosters. Deze roosters zijn mooi weg te werken in het plafond en hebben een drukverlies van 30Pa. Voordat de lucht naar buiten word geblazen, wordt deze eerst van warmte ontzien door het warmtewiel. Dit warmtewiel is geinstalleerd in de LBK van de afzuiging. Het benodigde ventilatorvermogen is te berekenen aan de hand van de formule: 25

26 De ventilator in het kantoor heeft een berekende opvoerdruk van 375Pa voor de kanalen en roosters. De hoeveelheid af te zuigen lucht is gelijk aan 98% van de ingeblazen lucht. Dit komt voor de totale kantoorruimtes neer op 8,82m 3 /s. Zie ook Bink gegevens in bijlage. Berekende gegevens luchtafzuiging kantoor Er is dus een afzuigventilator nodig met een vermogen van 4,2 [kw] 26

27 Koelinginstallatie Luchttemperaturen van de LBK Koelen in het gebouw: 25,47 W/m^2 Oppervlakte is van de totale werkvloer: 13195,41 m^2 Dat betekend dat er in totaal: ,53 watt gekoeld moet worden. Dit koelen gaat gedaan worden door middel van een aquifer. Hierdoor hoeft er minder gekoeld te worden door de installatie waardoor je energie bespaard. Om te berekenen hoeveel er nog bij gekoeld moet worden moet eerst gekeken worden naar hoeveel het aquifer koelt. Omdat er geen gegevens beschikbaar zijn over de specificaties van een aquifer worden er gegevens gebruikt die in de les besproken zijn. Grondwater aquifer: 11 graden Celsius. Koeling Bij de koeling wordt net zoals bij de verwarming gebruik gemaakt van het aquifer. Het koelen wordt gedaan door middel van mechanische ventilatie. De ventilatie gaat via de luchtschachten. Om de buitenlucht te verkoelen wordt er een koelinstallatie gebruikt. Eerst is er gekeken naar wat de inblaastemperatuur moet zijn van de ingeblazen lucht. Hierna is gekeken naar de bijdragen van het aquifer. Ook wordt er gebruik gemaakt van een warmtewiel. Ook dit moet meegenomen worden in de energie die nodig zal zijn om de lucht te koelen. Als bekend is hoeveel het aquifer de buitenlucht af koelt kan een koelinstallatie gekozen worden om de lucht naar de gewenste inblaastempertuur te brengen. Inblaastemperatuur bepalen. Eerst wordt gekeken naar wat de inblaastemperatuur moet zijn. Dit wordt gedaan door gebruik te maken van de volgende formule. () P = ventilatievermogen [W] Qv = volumedebiet [m^3/s] C = soortelijke warmte [J/KgK] ρ = Dichtheid [Kg/m^3] Ti = vertrektemperatuur [Celsius] Tu = Inblaastemperatuur [Celsius] In dit geval wordt er gevraagd om de inblaastemperatuur. Als de formule omgebouwd wordt dan komt hier de volgende formule uit. Met deze formule wordt de inblaastemperatuur bepaald. Als de gegevens van het gebouw hierop losgelaten worden dan komt de formule er op de volgende manier uit te zien: 27

28 De inblaastemperatuur moet dus 17 graden Celsius worden. De inblaastemperatuur moet dus 17 graden Celsius worden. De lucht wordt afgekoeld door zowel het warmtewiel als de aquifer. Er van uit gaande dat het warmtewiel een rendement van 70% heeft, de temperatuur binnen 26 C en de buitentemperatuur 30 C is koelt het warmtewiel dus naar: Ti-((Tu-Ti)*0.7) = 30-((30-26)*0.7) = 27.2 C. Het aquifer zal de lucht nakoelen volgens de formule Øm,w*c,w(Tu,w-Ti,w)= Øm,l*c,l(Ti,l-Tu,l) Er van uitgaande dat de massa stroom van het water en de lucht beide 1 kg/s is en dat het water uit de aquifer 11 C en het water dat maximaal terug mag stromen 14 C is, krijgt men dan: 1*4.18(Tu,w-11) = 1*1.005( ) Hieruit blijkt dat Tu,W = Dus 0.55 C lager dan de maximaal toegestane temperatuur. 28

29 Verwarmingsinstallatie Om te berekenen wat de inblaas temperatuur is van de lucht die behaald wordt met het aquifer is de volgende formule nodig: ( ) P = ventilatievermogen [W] Qv = volumedebiet [m^3/s] C = soortelijke warmte [J/KgK] = Dichtheid [Kg/m^3] Ti = vertrektemperatuur [Celsius] Tu = Inblaastemperatuur [Celsius] Om de inblaas temperatuur te berekenen is de formule als volgt omgebouwd. Als de getallen hierin ingevoerd worden wordt de inblaastemperatuur verkregen. De inblaastemperatuur zou dan 49,7 graden Celsius moeten zijn als alleen de lucht de verwarming zou doen. Omdat dit niet mogelijk is wordt er berekend wat de inblaastemperatuur maximaal kan zijn door lucht verwarming. Dit is: w = water l = lucht m = Massa stroom [kg/s] C = soortelijke warmte [Kj/kgK] Tu = vertrektemperatuur [T] Ti = inblaastemperatuur [T] ( ) ( ) Als deze formule omgebouwd wordt zodat de uitkomst de Tu is dan komt hier de volgende formule uit: Als deze formule ingevuld wordt dan komt er de volgende inblaastemperatuur uit. Als er nu gekeken wordt naar hoeveel er nog bij verwarmd moet worden en hier het vermogen van neemt kan gekeken worden naar wat voor soort machine aangeschaft moet worden. Om het vermogen te berekenen wordt deze formule gebruikt: 29

30 ( ) Als deze ingevuld wordt, wordt het vermogen berekend die nog extra nodig is om het gebouw verder op te warmen. (26,28-24) = W Als je de totale benodigde vermogen min het vermogen doet dat de luchtverwarming levert houd je de warmte nog over die de radiatoren moeten naverwarmen. Radiatoren Een radiator is een warmtewisselaar. Radiatoren worden gebruikt om warmte uit een doorstromende vloeistof af te staan aan langsstromende lucht. De warmte-uitwisseling gebeurt doorgaans volgens het tegenstroomprincipe: het warme water stroomt van boven en koelt af naar onder toe, terwijl de opgewarmde lucht langs de radiator omhoog stroomt (omdat warme lucht lichter is dan koude lucht). De radiator verwarmt de ruimte door convectie en zo goed als niet door straling (dus radiatie), zoals volgt uit de Wet van Stefan-Boltzmann. Om de warmte-overdracht zo efficiënt mogelijk te maken heeft men de radiator een specifieke vorm aangemeten: geribbeld en verticale onderbrekingen. De ribbels zorgen voor een vergroting van het contactoppervlak tussen lucht en radiator, de verticale bouw vergroot de snelheid van de opstijgende lucht langs de radiator. Deze beide factoren zorgen voor een snellere opwarming. Voordelen Ruimte is sneller verwarmd vanuit een koude situatie Goedkoopste manier van verwarmen Het kan ook dienen om iets te drogen Nadelen Snel last van trek omdat er maar op een paar plekken lucht wordt verwarmt Zichtbare leidingen Ze hangen snel in het zicht en ze zijn nauw niet bepaalt mooi. Neemt ruimte in Maakt af en toe vervelend lawaai Thermrad Super 8 Compact De Thermrad Super-8 compact radiator De Thermrad Super-8 compact radiatoren zijn radiator die al veel gebruikt wordt in kantoor gebouwen. Ten behoeve van optimaal installatiegemak is hij uitgerust met in totaal 8 leidingaansluitingen. Er zijn veel verschillende afmetingen dit zijn de 3 die wij gebruiken. 30

31 Thermrad - Radiator 500 x 2400 mm type 33, 6192 Watt Thermrad - Radiator 500 x 1200 mm type 22, 2194 Watt 31

32 Thermrad - Radiator 500 x 900 mm type 11, 908 Watt Het standaard verlies is Watt per m2 als de kamer 20 Graden is. De grote van de ruimte bepaald ook dus de grote van de radiatoren. Er kan in hoogte en lengte gevarieert worden. We houden de hoogte op 0.5 m en de lengte verschilt per ruimte. Verdieping 0 Ruimtenaam Warmteverlies [W/m^2] oppervlakte [m^2] Benodigde warmte toevoer [W] Soort radiator Presentatieruimte x 2.4 (2 stuks) R&D Ruimte x 2.4 Grote showroom x 2.4 (3 stuks) Hal x 2.4 (4 stuks) Gang x 2.4 (3 stuks) Afhaal goederen x 2.4 Trafo x 0.9 LSR x 0.9 Gas LM WC Heren x 0.9 WC Dames x 0.9 Berging+omgeving x 2.4 Werkplaats x 2.4 (74 stuks) 32

33 Verdieping 1 Ruimtenaam Warmteverlies [W/m^2] oppervlakte [m^2] Benodigde warmte toevoer [W] Soort radiator Dames kleedkamer x 1.2 Heren kleedkamer x 1.2 Dames toilet x 0.9 Heren toilet x 0.9 Vergaderzaal x 1.2 Spreekkamer x 1.2 Technische ruimte x 2.4 Directie ruimte x 2.4 (4 stuks) Hokjes x 1.2 WC x 1.2 Trap x 0.9 Computerruimte klein x 0.9 Computerruimte groot x 1.2 Showroom/vergaderzaal x 2.4 (3 stuks) Gang x 2.4 (3 stuks) Verdieping 2 Ruimtenaam Warmteverlies [W/m^2] oppervlakte [m^2] Benodigde warmte toevoer [W] Soort radiator Kantoor x 2.4 (10 stuks) Vergaderzaal x 2.4 (4 stuks) Gang x 2.4 (2 stuks) Schoonmaakhokken x 1.2 WC x 0.9 Trap x 0.9 Verdieping 3 Ruimtenaam Warmteverlies [W/m^2] oppervlakte [m^2] Benodigde warmte toevoer [W] Soort radiator Kantoor x 2.4 (10 stuks) Vergaderzaal x 2.4 (4 stuks) Gang x 2.4 (2 stuks) Schoonmaakhokken x 1.2 WC x

34 Trap x 0.9 Verdieping 4 Ruimtenaam Warmteverlies [W/m^2] oppervlakte [m^2] Benodigde warmte toevoer [W] Soort radiator Technische ruimte x 2.4 (6 stuks) Thermrad Radiator 500 x 2400 mm type 33, 6192 Watt 138 stuks Thermrad Radiator 500 x 1200 mm type 22, 2194 Watt 9 stuks Thermrad Radiator 500 x 900 mm type 11, 908 Watt 12 stuks De totale warmte toevoer van alle radiatoren is samen W. Dat samen met de 85398W die de aquifer levert wordt het totale benodigde verwarmingsvermogen van W 34

35 Pomp De circulatipomp zorgt voor een goede circulatie van het verwarmingswater. Deze UPS van Grundfos is een centrifugaalpomp met ingekapselde rotor voor het rondpompen van water in verwarmingsystemen in commerciële gebouwen. Deze pompen zijn gebaseerd op een technologie van pompen zonder asafdichting met ingekapselde rotor. De verpompte vloeistof koelt en smeert de motor en de andere draaiende onderdelen. Grote UPS circulatiepompen worden typisch gebruikt in commerciële gebouwen zoals scholen, ziekenhuizen en kantoorgebouwen voor het rondpompen van huishoudelijk warm water, verwarmingswater en airconditioningvloeistoffen. Voordelen - Geen onderhoud tijdens de gebruiksduur van de pomp - Geen kans op lekkage - Geen lawaai - Drie toerentalinstellingen Waterleiding Een waterleiding is een leiding waardoor water wordt getransporteerd van A naar B. Met een waterleiding wordt meestal de leiding voor het transport van drinkwater bedoeld. Deze leidingen liggen hoofdzakelijk in de grond en bevinden zich tevens in huizen en gebouwen. De waterleidingen kunnen van verschillend materiaal gemaakt zijn, zoals koper, lood, polyetheen (PE), polyvinylchloride (PVC), gegalvaniseerd staal, asbestcement etcetera. Wij kiezen voor stalen CV-leidingen met een diameter van 22 mm, omdat dat aanbevolen werd bij de radiator. Deze moeten alleen wel nog geïsoleerd worden met buisisolatie. Toch is dit de goedkoopste oplossing. 35

36 Pompvermogen hoofdleiding Om een binnenklimaat goed te kunnen regelen moet het vermogen van de cv pomp berekend worden. Dit wordt gedaan met behulp van de volgende formules: Kengetal van Reynolds: Re = (ρ v D) / η Wrijvingscoëfficiënt: λ = 64 / Re Weerstand: ζ = λ (l / D) Volumestroom: Φv = v (1/4) π (D²) Opvoerdruk: P = ζ 0,5 ρ v² vermogen: P = Φv P De leiding met de meeste weerstand is een hoofdleiding met een lengte van 55m. Deze leiding heeft een buitendiameter van 20mm en een binnendiameter van 15,5mm. Daarnaast hebben de vertakkingen een buiten diameter van 16mm en een binnendiameter van 12mm. Deze hoofdleiding wordt gebruikt om het pompvermogen uit te rekenen van de langste tak. De langste tak is de hoofdleiding van 55mm en een buitendiameter van 20mm. Hieronder wordt met de hand het pompvermogen berekend. Reynolds Als eerste moet de weerstand worden berekend. Om de weerstand te berekenen moet er gebruik worden gemaakt van het reynolds getal. Het Reynolds getal wordt berekend door de volgende formule: ReD = (ρ v D) / η ReD = Het Reynolds getal voor turbulente stroming [-] ρ = Dichtheid van het water [kg/m³] v = De snelheid [m/s] D = Diameter van de hoofdleiding [m] η = Dynamische viscositeit van het water[ns/m²] Volgens het boek Toegepaste energieleer heeft water een dichtheid 998 kg/ m³ bij een temperatuur van 20 C De Karakteristieke afmeting van de leiding is 20mm = 0.02m Volgens het boek toegepaste energieleer heeft water een dynamische viscositeit van Ns/m² bij een temperatuur van water 20 C. Het water stroomt met een snelheid van 2 m/s. ReD = (ρ v D) / η = ( ,02) / 0,00101 = Wrijvingscoëfficiënt en zeta-waarden Het reynolds getal is dus Dit getal moet vervolgens worden ingevuld in de formule voor het wrijvingscoëfficiënt. 36

37 λ = 64 / Re λ = wrijvingscoëfficiënt [-] Re = Kengetal van Reynolds [-] Om de wrijvingscoëfficiënt uit te rekenen heb je de kengetal van Reynolds nodig. Uit de formule van Reynolds kwam het kengetal Als we dit getal invullen in de formule van de wrijvingcoëfficiënt geeft de formule het volgende getal: λ = 64 / Re = 64 / = 0,0016 Nadat de wrijvingscoëfficiënt is uitgerekend moet de zeta waarden worden uitgerekend. Het uitrekenen van de zeta waarden wordt door de volgende formule gedaan: ζ = λ (l / D) ζ = Zeta waarde [-] λ = wrijvingscoëfficiënt [-] l = Leidinglengte [m] D = Leidingdiameter [m] Uit de wrijvings formule kwam een wrijvingscoëfficiënt van 0,0016 De leiding heeft een lengte van 55m De leiding heeft een diameter van 20mm = 0,02m Dit geeft dat de weerstand een waarde heeft van: ζ = λ (l / D) = 0,0016 (55 / 0.02) = 4,4 Opvoerdruk van de pomp De volgende waarde die moet uit worden gerekend is de waarde voor de opvoerdruk van de pomp. Dit wordt gedaan door de volgende formule Ppomp = ζ 0,5 ρ v² Ppomp = Opvoerdruk pomp [Pa] ζ = Zeta waarde [-] v = De snelheid van het water [m/s] ρ = De dichtheid van het water [kg/m³] Volgens het boek Toegepaste energieleer heeft water een dichtheid 998 kg/ m³ bij een temperatuur van 20 C Het water heeft een snelheid van 2m/s De zeta waarde is 4,4 De waarde van de opvoerdruk is: Ppomp = ζ 0,5 ρ v² = 4,4 0,5 998 (2)² = 8782,4Pa 37

38 Volumestroom Om het pompvermogen uit te rekenen moet het volumedebiet nog uit worden gerekend dit wordt gedaan door de volgende formule: Φv = v (1/4) π (D²) Φv = Volumestroom [m³/s] v = Snelheid van het water door de leidingen [m/s] D = Diameter van de leiding [m] Het water stroomt met een snelheid van 2m/s door de leidingen De leiding heeft een diameter van 0,02m² Als we de snelheid en diameter invullen in de formule van de volumestroom ontstaat het volgende getal: Φv = v (1/4) π (D²) = 2 (1/4) π (0,02²) = 0, m³/s Pompvermogen Als laatste moet het pompvermogen worden uitgerekend dit wordt gedaan door de volgende formule: Ppomp = Φv Ppomp Ppomp = Pompvermogen [kw] Φv = Volumestroom [m³/s] Ppomp = Opvoerdruk pomp [Pa] De opvoerdruk van de pomp is 8782,4Pa Het volume debiet is 0,000628m³/s Als de volumestroom en de opvoerdruk in wordt gevoerd in de formule ontstaat het vermogen van de pomp: Ppomp = (Φv Ppomp) = 0, ,4 = 5,5 kw 38

39 Warmtelast Verdieping 0 Ruimtenaam Warmte toevoer [W] Aantaal radiatoren Presentatieruimte R&D Ruimte Grote showroom Hal Gang Afhaal goederen Trafo LSR WC Berging+omgeving Werkplaats Totalen warmte toevoer van de begane grond = Watt Tabel 1.0: Warmte last van de begane grond Verdieping 1 Ruimtenaam Warmte toevoer [W] Aantaal radiatoren Kleedkamers Toiletten Vergaderzaal Spreekkamer Technische ruimte Directie ruimte Hokjes Trap Computerruimte klein Computerruimte groot Showroom/vergaderzaal Gang Totalen warmte toevoer van de 1 e verdieping = Watt Tabel 1.1: Warmte last van de 1 e verdieping Verdieping 2 Ruimtenaam Warmte toevoer [W] Aantaal radiatoren Kantoor Vergaderzaal Gang Schoonmaakhokken WC Trap Totalen warmte toevoer van de 2 e verdieping = Watt Tabel 1.2: Warmte last van de 2 e verdieping 39

40 Verdieping 3 Ruimtenaam Warmte toevoer [W] Aantaal radiatoren Kantoor Vergaderzaal Gang Schoonmaakhokken WC Trap Totalen warmte toevoer van de 3 e verdieping = Watt Tabel 1.3: Warmte last van de 3 e verdieping Verdieping 4 Ruimtenaam Warmte toevoer [W] Aantaal radiatoren Technische ruimte Totalen warmte toevoer van de 4 e verdieping = Watt Tabel 1.4: Warmte last van de 4 e verdieping Warmtelast Verdiepingen Begane grond = Watt 1 e verdieping = Watt 2 e verdieping = Watt 3 e verdieping = Watt 4 e verdieping = Watt De totale warmte toevoer van alle verdieping samen = Watt = 898,591kW Nu we de warmtelast weten moet er een bijpassende cv pomp worden gezocht. Een cv ketel zorgt ervoor dat het opgewarmde water uit de ketel door een systeem wordt gecirculeerd. Als het warme water is afgekoeld wordt het weer terug gepompt naar de ketel zodat de cyclus weer over nieuw kan beginnen. Er is gekozen voor een Brotje SGB (90-500kW). Deze ketel heeft een vermogen van kW. Er is voor de Brotje SGB (90-500kW) gekozen omdat deze ketel een hoog vermogen heeft zodat er maar twee cv ketels in het pand geplaatst hoeven te worden daarnaast drukt het ook de kosten. Figuur 1.5: Brotje SGB (90-500kW) Figuur 1.6: Doorsnede Brotje SGB (90-500kW) 40

41 Hieronder zijn de specificaties te vinden van de Brotje SGB (90-500kW). Uitstekende HR-condities door emissiearme verbranding bij hoog dauwpunt (rendementen tot 109% ten opzichte van Hi (ow)= 98,2% t.o.v. Hs (bw).) Lage NOx- en CO-emissies Modulerende premix brander Aluminium/silicium warmtewisselaar: compact, corrosiebestendig, duurzaam en efficiënt Compact: vloeroppervlak 0,7 m2 bij 120 kw en 1,0 m2 bij 250 kw Deurvriendelijke transportverpakking Als gesloten (fluisterstil!) of open toestel te installeren Rookgasafvoer: RVS of dikwandig aluminium, tot 50 m lengte Ingebouwde, weersafhankelijke cv-regeling (Siemens) Standaard incl Volt-signaal voor externe aansturing Standaard incl. storings- en bedrijfsmelding Meegeleverde buitenvoeler Boilervoorkeurschakeling Onderdelen gemakkelijk bereikbaar vanaf voor- en bovenzijde Aansluitgereed geleverd (kan ook ter plaatse worden samengebouwd) Onderhoudspakket eerste beurt af fabriek meegeleverd 5 jaar All-Inclusive Garantie Technische Specificaties van de Brotje SGB (90-500kW) Nom. Vermogen C 65,8-474,0 kw Nom. Vermogen C 73,8-500,0 kw Belasting onderwaarde 70,0-500,0 kw Belasting bovenwaarde 77,8-555,6 kw Maximale bedrijfsdruk 6 bar Waterz. Weerstand T = 20K 52 mbar Waterinhoud 70 l Gewicht 680 kg Hoogte 1500 mm Breedte B 2543 mm Diepte D 1296 mm Diepte D1/D2 622/742 mm Aanvoer en retour Flens DN 100 Rookgasafvoer 250 mm Ø Gas R 2 Luchttoevoer (optioneel) 200 (2x) mm Ø Tabel 1.5: Specificaties van de Brotje SGB (90-500kW) 41

42 Beschrijving van de regeling klimaatsysteem Klimaatregeling assemblagehal Ventilatie Het klimaatsysteem in de assemblagehal bestaat uit mechanische ventilatie en luchtverwarming. De warme of gekoelde lucht, afkomstig van de luchtbehandelingskast (LBK) op het dak, wordt via een groot kanaal van 1 bij 1 meter naar beneden geleidt tot zo n 3 meter boven de grond. Deze lucht verlaat hierbij het kanaal via 8 Type AT-A roosters van TROX. In de assemblagehal zijn 2 van deze opstellingen geplaatst. Een tegen de oost- en een tegen de westmuur van de hal. (Rood met geel als LBK) De lucht wordt afgezogen in het midden van het gebouw. Hier bevindt zich op 6 meter hoogte 2 kanalen van ieder 1 bij 1 meter die evenredig aan de andere kanalen liggen. Aan weerskanten van het kanaal bevinden 8, dus in totaal 16, Type AT-A rooster van TROX. De lucht wordt aangezogen door een LBK die op het dak staat. (Blauw met geel als LBK) Toilet In het midden van de assemblagehal zijn toilet hokken geplaatst, in deze toilet hokken wordt alleen mechanisch afgezogen d.m.v. ventilatieventielen Type LVS van TROX. Er gaan 2 buizen van de afzuigkanalen naar de WC s. Aan de verscheidene pilaren in de hal zijn meetapparatuur bevestigd, onder andere een CO 2 meter en een temperatuurmeter. Metingen en de verwerking De ventilatie is altijd actief om een ventilatievoud van 1,63 te halen. Wordt er desondanks deze ventilatievoud een te hoge CO 2 waarde gedetecteerd op een specifieke plaats, dan wordt de ventilatie op die plek verhoogd. Dit word gedaan door met behulp van kleppen de andere ventilatieluiken te smoren en het vermogen dan te verhogen zodat in het overige gedeelte nog steeds een ventilatievoud van minimaal 1,63 wordt behaald. De temperatuur wordt bij gehouden door temperatuurmeters die ook op de pilaren zijn bevestigd in de leefzone. Wordt de temperatuur in een bepaalde zone te laag dan wordt er warme lucht gestuurd naar die zone. Als het te warm is wordt er gekoelde lucht gestuurd. 42

43 Regelinstallatie Een klimaat systeem dient dusdanig geregeld te worden zodat de gestelde klimaat eisen worden gewaarborgd. Hiervoor dient de regelinstallatie. De regelinstallatie is ook een installatie voor het signaleren van storingen en ingrijpen bij storingen. Alle installaties zoals ventilatoren, radiatoren, air coditioners etc.. worden bestuurd/geregeld door middel van de regelinstallatie. Uitgangspunten Er zijn gestelde eisen aan het ontwerp van de regelinstallatie. Deze eisen gaan over de klimaatseisen en de brandveiligheid. Opbouw installatie De regel installaties zijn verspreid over het gebouw. Hier hebben wij voor gekozen omdat dit een aantal voordelen met zich mee brengt namelijk: Een grote regel module is niet mogelijk. Dit heeft tot voordeel dat de storingen in één regel module geen storingen opleveren in het gehele regelsysteem De verbindings kabels naar de installaties zijn een stuk korter waardoor kosten worden gedrukt Figuur 1 opbouw regel installatie Zoals te zien is in de tekening zijn de regelmodules gescheiden en beïnvloeden elkaar niet. Er is een regel en een schakel module per etage. Ze worden gecontroleerd op een centrale computer. Regeling klimaatinstallaties De regelingen verschillen per installatie en ruimte. Regeling verwarmde/gekoelde lucht We kunnen onderscheid maken tussen twee soorten ruimtes in ons gebouw. Kantoor ruimte en de werkplaats. Deze beide klimaten worden naar behoefte en eisen aangestuurd om te koelen of te verwarmen. Regeling ventilatoren Deze is gekoppeld aan de verwarmde/ gekoelde lucht toevoer, naar behoefte gaan de ventilatoren harder of zachter roteren zodat er minder of meer lucht wordt toegevoerd. 43

44 Regeling radiatoren De radiatoren worden ingesteld naar behoefte, tijd en seizoen. Regeling blusgasinstallatie Deze installatie gaat meteen werken als de sensoren van de installatie merken dat er brand is. Er wordt dan blusgas losgelaten die het vuur dooft Regeling installatie in geval van brand In geval van branddetectie door het brand meld systeem worden de klimaatinstallaties uitgeschakeld met uitzondering van de ventilatoren welke zorgen voor de luchtwisselingen van de kleine ruimten. Deze ventilatoren blijven werken om ervoor te zorgen dat het blusgas ook in de kleine depotruimten komt. Regeling van de installatie in geval van stroom uitval Als de stroom uitvalt valt de klimaatsinstallatie ook uit. Alle elektrische kleppen die dicht waren blijven dicht en de kleppen die open waren blijven open, er wordt geen lucht meer rond gepompt etc.de ingestelde waarden van het systeem blijven echter wel gewaarborgd door het back up systeem. Regeling bij storingen in het klimaatsysteem Als er een storing optreedt binnen het systeem wordt dit gemeld aan het beheersysteem(computer. Hiervandaan kan eventueel een melding worden gedaan naar de centrale meldkamer. Hiervandaan kan als nodig een installateur worden ingeschakeld. 44

45 Conclusie WH11B2 heeft een ontwerp gemaakt voor een klimaatsysteem van een assemblage hal. wij hebben onderzoek gedaan naar verschillende manieren om dit zo efficiënt mogelijk te doen. We hebben gekozen voor de volgende installaties omdat wij concluderen dat deze het meest efficiënt zijn. De luchtbehandelingsinstallaties We hebben de keuze gemaakt voor een luchtbehandelingskast met ventilatoren. Deze zijn aangesloten op het luchtkanalen stelsel. Door dit systeem is er ook warmte terug winning mogelijk via een warmte wiel. Koelinstallatie Hierbij maken we gebruik van de luchtbehandelingskast hier zal een warmtewisselaar zorgen voor de koude lucht. Deze maakt tevens gebruik van een aquifer. ook wordt er een koelingsinstallatie gebruikt als de aquifer niet genoeg kan koelen. Verwarminginstallatie We gebruiken hier de luchtbehandelingskast met warmtewisselaar deze haalt zijn warmte uit een aquifer. Verder worden er voornamelijk radiatoren gebruikt voor het verwarmen van het gebouw. om deze goed te voorzien van warm water is er een pomp aan de leiding gekoppeld. Regelinstallatie hier maken we gebruik van regelmodules en schakelmodules, per verdieping één van beiden. Ze worden bestuurd/gecontroleerd door een computer. 45

46 Bijlage I Leidingproef Een grafiek die het verband weergeeft tussen de onderdruk p in de leiding (met mondstuk) tot meetpunt 14 en de pijplengte L Venturi Knie Bocht Knie Berekenen weerstandsfactor λ Voor het bereken van λ gebruiken we de volgende formule = Drukverschil [Pa] = Lengte van de pijp [m] = Diameter van de pijp [mm] = Dichtheid medium [Kg/ ] = gemiddelde snelheid [m/s] ( ) Voor de berekening van de snelheid nemen we: 46

47 Voor de berekening van de delta P nemen we: Voor de lengte nemen we 1000mm, de diameter is 79.2 en de voor lucht is 1.2. Dit invullen in ( ) geeft: ( ) ( ) ( ) ( ) Controle Onze λ kunnen we controleren met de wet van Blasiun. Om deze te kunnen gebruiken hebben we een Reynolds getal nodig. Deze kunnen we bepalen met: Voor het Reynolds getal hebben we de volgende gegevens. lucht bij 20 C is 1.21 v=9.57 m/s L=6.63 m 47

48 Ingevuld wordt dat: Met het Reynolds getal kunnen we λ uitrekenen volgens ( ) Conclusie Onze berekeningen geven een λ van. Volgens de controle hebben we een λ van. De antwoorden verschillen van elkaar. Dit komt waarschijnlijk omdat de eerste berekening is toegepast op de waardes die zijn gevonden in de praktijk terwijl de wet van Blasius, gebruikt in de controle, meer een theoretische formule is. Daarbij is de eerste berekening gebaseerd op de drukverschillen en de gemiddelde snelheid, terwijl de controle is gebaseerd op een Reynolds getal. 48

49 Bijlage II Bink resultaat 49

50 Bijlage III Climasim Climasim is een simulatieprogramma dat binnen matlab werkt. Door het invullen van de parameters van het installatie kan het software een visuele weergave geven. In de visuele weergave is makkelijker het verloop te zien van bijvoorbeeld het energiebehoefte van de installatie. Het programma maakt een jaaroverzicht als wanneer het installatie in gebruik wordt genomen over een jaar. Het installatiemodel bevat parameters voor een warmtepomp, ketel, koelmachine en elektriciteitscentrale. afig. [1.0] Jaarlijks energiegebruik 50

51 Fig. [1.1] Installatie Fig. [1.2] Binnen temperatuur Fig. [1.3] Energiebehoefteverdeling 51

52 Fig. [1.4] Maandelijkse energiebehoeften Fig. [1.5] Temperaturen 52

53 Fig. [1.6] Zonnestraling Warmteverliezen en winsten Fig. [1.7] 53

54 Fig. [1.8]Warme dag 54

55 Fig. [1.9] Koude dag Fig. [2.0] COP 55