Energie besparen op je verwarming thuis

Transcriptie

1 een avond door en voor Energie besparen op je verwarming thuis Eddy Janssen

2 een avond door en voor in samenwerking met Faculteit Toegepaste Ingenieurswetenschappen Industrieel ingenieur Chemie ICT Bouwkunde EM vakgroepen automatisering werktuigbouw automotive energie Onderwijs: - leerlijn energie - afstudeerrichting energie

3 een avond door en voor in samenwerking met Faculteit Toegepaste Ingenieurswetenschappen Industrieel ingenieur Chemie ICT Onderzoek: onderzoeksgroep Bouwkunde EM vakgroepen automatisering werktuigbouw automotive energie Onderwijs: - leerlijn energie - afstudeerrichting energie

4 een avond door en voor in samenwerking met Faculteit Toegepaste Ingenieurswetenschappen Industrieel ingenieur Chemie ICT Onderzoek: spin-off Bouwkunde EM vakgroepen automatisering werktuigbouw automotive energie Onderwijs: - leerlijn energie - afstudeerrichting energie

5 Afhankelijkheid Betaalbaarheid Eindigheid Ecologie Klimaatverandering Veiligheid/ gezondheid

6 Afbakening en aanpak Hoofdwetten van energie Isoleren: hoeveel en hoe Centrale ver(w)arming Ik BEN mee Hybride

7 Afbakening en aanpak Energie = vermogen x tijd 1kWh = 1 kw ged 1 h Basis: Inzicht in verbruik (meten is weten) 1. spaardouchekop 2. dak- en zoldervloer 3. buitenmuren 4. ramen en vensters 5. PV 6. zonneboiler 7. condensatieketel 1: minimaliseer energievraag 2: gebruik duurzame energiebronnen 3: efficiënt gebruik fossiele brandstof CO 2 uitstoot trias energetica Energie in woningen aanpakken: bestaand renovatie nieuwbouw

8

10 Hoofdwetten van energie 0 de hoofdwet van de thermodynamica Natuurlijk streven naar thermisch evenwicht: 1-2 en begrip temperatuur Temperatuurverschil = nodig voor warmteoverdracht

11 Hoofdwetten van energie 1 ste hoofdwet van de thermodynamica energiehoeveelheid Energiebehoud - Energie kan niet worden gecreëerd (perpetuum mobile) - Energie kan niet worden vernietigd maar waar blijft de aangekochte energie? - warmtewisseling met omgeving - omzetting van arbeid naar warmte

12 Hoofdwetten van energie 1 ste hoofdwet van de thermodynamica energiehoeveelheid arbeid warmte = gemakkelijk omgekeerd = moeilijk arbeid arbeid warmte warmte: HT LT = spontaanp HT warmte HT omgekeerd = moeilijk LT LT

13 Hoofdwetten van energie 2 de hoofdwet van de thermodynamica energiekwaliteit arbeid warmte = gemakkelijk omgekeerd = moeilijk arbeid arbeid HT T1 + arbeid warmte warmte LT T2 warmte: HT LT = spontaan omgekeerd = moeilijk HT HT HT T1 - arbeid LT LT LT T2

14 Hoofdwetten van energie 2 de hoofdwet van de thermodynamica energiekwaliteit warmte arbeid = motor HT HT LT T1 + arbeid arbeid motor LT T2 warmte: LT HT = warmtepomp of koelmachine HT HT T1 elektr - arbeid LT warmtepomp koelmachine LT T2

15 Hoofdwetten van energie 2 de hoofdwet van de thermodynamica energiekwaliteit warmte arbeid = motor HT HT T1 LT + arbeid ηmotor naarmate HT en LT warmte: LT HT = warmtepomp of koelmachine LT HT T2 T1 HT ηwp naarmate HT en LT LT - arbeid LT T2

16 Hoofdwetten van energie condensatieketel, wkk, warmtepomp, koelmachine, vrije koeling, warmterecuperatie, energievernietiging, hernieuwbare energie,

17 Hoofdwetten van energie

18 Hoofdwetten van energie de belangrijkste energieprocesssen E 1 _ El. App H _ 4 C WKK _ 6 F _ 3 _ _ 2 + A ORC

19 Hoofdwetten van energie Structuur E A: Ambient (lucht, water, bodem) H F C C: Cooling needs (gebouwen, industrie) H: Heat demand (gebouwen, industrie) E: Electricity (elektriciteitsnet) A F: Fuel (fossiel of hernieuwbaar)

20 Hoofdwetten van energie Directe warmteoverdracht toepassing toepassing E 7: warmterecuperatie H 7 F C 8: vrije koeling 9: omgevingswarmte 9 8 A

21 Hoofdwetten van energie Directe warmteoverdracht brandstof toepassing E 10: ketel H 10 F 11 C 11: energievernietiging 12: energieverlies 12 A

22 Hoofdwetten van energie Negatief kringproces (compressiecyclus) E 1 _ warmte van LT to HT verbruikt arbeid H C 1: koelen & verwarmen F 2: compressiekoeling 3 _ 2 _ 3: compressiewarmtepomp A

23 Hoofdwetten van energie Negatief kringproces (absorptiecyclus) E warmte van LT to HT verbruikt warmte(hht) H _ 4 C 1: koelen & verwarmen _ 6 F _ 2: absorptieiekoeling 5 3: absorptiewarmtepomp A

24 Hoofdwetten van energie Positief kringproces (elektriciteitscentrale, aardgasmotor ) E geproduceerde arbeid (E) verbruikte warmte (F) vrijgekomen warmte (A of H) H C 14: gescheiden productie 15 + WKK F 15: WKK 14 + A

25 Hoofdwetten van energie Primaire energie warmtepomp 14: 1 kwh gas 0,5 kwh elektriciteit E 15: 0,5 kwh elektriciteit 1,5 kwh warmte H C 1,5 kwh F 3 _ 1 kwh 14 + A

26 Hoofdwetten van energie Primaire energie om 1 liter soep te ontdooien? Stel rendement elektriciteitsproductie: 2,5 kwh primaire warmte voor 1 kwh elektriciteit rendement koudeproductie: 1 kwh elektriciteit voor 2 kwh nuttige koude gasfornuis: P = 0,1 kwh microgolfoven: P = 0,1 x 2,5 = 0,25 kwh buiten: P = 0 kwh koelkast: P = - 0,1 x 2,5/2 = - 0,125 kwh

27

29 Isoleren: hoeveel en hoe Compactheid: vorm en afmetingen vorm afmetingen niet compact 3 vrijstaanden woningen compact 3 rijwoningen = 1 groot gebouw

30 Isoleren: hoeveel en hoe Hoeveel isoleren: 1,8 1,6 1,4 1,2 investering U W/m².K Plaatsingskost 1 0,8 0,6 0,4 0, ,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 Isolatiedikte (cm) de eerste cm helpen het meest

31 Isoleren: hoeveel en hoe Hoeveel isoleren: 1,8 1,6 1,4 1,2 investering U W/m².K Plaatsingskost 1 0,8 0,6 meerkost kost 0,4 0, ,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 Isolatiedikte (cm) de eerste cm helpen het meest maar onvoldoende isoleren betaal je 2x

32 Isoleren: hoeveel en hoe Hoeveel isoleren: thermisch comfort

33 Isoleren: hoeveel en hoe Hoeveel isoleren: thermisch comfort een kachel straalt wanden stralen ook maar geïsoleerde wanden meer

34 Isoleren: hoeveel en hoe Opgelet: binnentemperatuur zon emissie & reflectie transmissie

35 Isoleren: hoeveel en hoe Koudebruggen en oppervlaktecondensatie

36 Isoleren: hoeveel en hoe Koudebruggen en oppervlaktecondensatie

37 Isoleren: hoeveel en hoe Dampscherm en inwendige condensatie

38 Isoleren: hoeveel en hoe Luchtdicht bouwen en ventileren

39

41 Centrale ver(w)arming stadsverwarming

42 Centrale ver(w)arming -90 % CO 2 in 2050? Industriële restwarmte Restwarmte elek-centrales Geothermie (diep/ ondiep) Vaste biomassa Afvalwater GFT, maaisel, snoeisel,... Restafval Aardgas als transitoir De Schelde

43 Centrale ver(w)arming Steden met stadsverwarming Stockholm Parijs Berlijn Rotterdam Kopenhagen Amsterdam Helsinki Wenen

44 Centrale ver(w)arming Steden zonder met Brussel Antwerpen Gent Brugge Hasselt Luik Namen Aarlen Bergen Leuven Waver stadsverwarming

45 Centrale ver(w)arming

46 Centrale ver(w)arming Haven Antwerpen kw bij 100 C

47 Centrale ver(w)arming aardgas + lucht rookgassen CH 4 + O 2 CO 2 + H 2 O + warmte + N 2 + N 2 rookgas verbrandingswarmte ketel stralingsverlies nuttige warmte afgegeven aan water systeemafbakening, energie- en massabalans condensaat

48 Centrale ver(w)arming warmtewisselaar brander Verbrandingskamer

49 Centrale ver(w)arming Europese norm: 3 klassen 1. standaard ketel: condensatie is niet toegelaten, bekomen door een hoge watertemperatuur energieverlies 2. lagetemperatuurketel: condensatie is niet toegelaten, bekomen door keteltechnologie minder energieverlies 3. condensatieketel: condensatie is gewenst, hoogste rendement

50 Centrale ver(w)arming standaardketel condensatieketel

51 Centrale ver(w)arming stralingsverlies brandstof ventilatieverlies rookgasverlies

52 Centrale ver(w)arming Brandstofwarmte Stilstands-verlies (is er veel langer) Verlies bij werking Nuttige warmte

53 Centrale ver(w)arming Hoog rendement door: lage retourtemperatuur Grote radiatoren, vloerverwarming klein debiet, grote T 55 C 1 kw 60 C 1 kw 50 C 50 C 45 C Q = m. c. T 40 C terugstroming vermijden ketel 70 C 70 C 60 C 40 C

54 Centrale ver(w)arming 80/60 Hoog rendement door deellastwerking 50/30 vermogen (kw) rendement omschrijving min max deellast vollast nominaal vermogen (Pn) CV-bedrijf (80/60 ºC) 5 24,1 0,96 0,96 nominaal vermogen (Pn) CV-bedrijf (50/30 ºC) 5,6 25,5 1,08 1,02 nominale belasting (Qn) CV-bedrijf (Hi) 5,2 25

55 Centrale ver(w)arming Ketelvermogen : oude ketel vaak te groot - niet goed berekend - het gebouw is nageïsoleerd belang correct ketelvermogen (niet te groot) - plaatsbesparing - goedkoper in aanschaf - hoger rendement bepalen van het ketelvermogen - schilberekening, logging - sww (doorstroom of voorraad)

56 Centrale ver(w)arming Regeling met kamerthermostaat: - waar kamerthermostaat plaatsen? - wat doet deze precies?

57 Centrale ver(w)arming Kamerthermostaat in leefkamer: - kamerthermostaat stuurt de brander - watertemperatuur verandert met buitentemp

58 Centrale ver(w)arming Geen kamerthermostaat maar weersafhankelijk - geen geschikte plaats te vinden - watertemperatuur verandert met buitentemp

59 Centrale ver(w)arming Temperatuurregeling in elke kamer afzonderlijk: - comfort/energie - waterdebietregeling R

60 Centrale ver(w)arming Expansievat: - nergens en nooit onderdruk ivm lucht - voorkomt corrosie- en luchtproblemen manometer thermostaatkraan veiligheidsventiel radiator inregelkraan bellenafscheider ketel pomp kapventiel expansievat probleemstelling corrosie- en luchtproblemen, oorzaak

61 Centrale ver(w)arming Expansievat: - nergens en nooit onderdruk ivm lucht - voorkomt corrosie- en luchtproblemen manometer thermostaatkraan veiligheidsventiel radiator inregelkraan bellenafscheider ketel pomp kapventiel expansievat probleemstelling ontluchten, druk daalt

64 Centrale ver(w)arming Expansievat: - nergens en nooit onderdruk ivm lucht - voorkomt corrosie- en luchtproblemen manometer thermostaatkraan veiligheidsventiel radiator inregelkraan bellenafscheider ketel pomp kapventiel expansievat probleemstelling water bijvullen, druk stijgt

65 Centrale ver(w)arming Expansievat: - nergens en nooit onderdruk ivm lucht - voorkomt corrosie- en luchtproblemen manometer thermostaatkraan veiligheidsventiel radiator inregelkraan bellenafscheider ketel pomp kapventiel expansievat probleemstelling water bijvullen, druk stijgt, vat komt te vol

66 Centrale ver(w)arming Expansievat: - nergens en nooit onderdruk ivm lucht - voorkomt corrosie- en luchtproblemen veiligheidsventiel manometer onderdruk, lucht radiator thermostaatkraan inregelkraan bellenafscheider ketel pomp kapventiel expansievat probleemstelling water bijvullen, druk stijgt, vat komt te vol

67 Centrale ver(w)arming Expansievat: - nergens en nooit onderdruk ivm lucht - voorkomt corrosie- en luchtproblemen manometer thermostaatkraan veiligheidsventiel radiator inregelkraan bellenafscheider ketel pomp kapventiel expansievat probleemstelling corrosie, luchtproblemen

68 Centrale ver(w)arming Expansievat: - nergens en nooit onderdruk ivm lucht - voorkomt corrosie- en luchtproblemen manometer thermostaatkraan veiligheidsventiel radiator inregelkraan bellenafscheider ketel pomp kapventiel expansievat goede praktijk luchtdruk instellen bij leeg vat

69 Centrale ver(w)arming Expansievat: - nergens en nooit onderdruk ivm lucht - voorkomt corrosie- en luchtproblemen manometer thermostaatkraan veiligheidsventiel radiator inregelkraan bellenafscheider ketel pomp kapventiel expansievat goede praktijk vat leegmaken via kapventiel

70 Centrale ver(w)arming Expansievat: - nergens en nooit onderdruk ivm lucht - voorkomt corrosie- en luchtproblemen manometer thermostaatkraan veiligheidsventiel radiator inregelkraan bellenafscheider hoogte ketel pomp kapventiel expansievat ventiel (cfr autoband) goede praktijk luchtdruk instellen (1 bar per 10 m hoogte)

71 Centrale ver(w)arming Expansievat: - nergens en nooit onderdruk ivm lucht - voorkomt corrosie- en luchtproblemen manometer thermostaatkraan veiligheidsventiel radiator inregelkraan bellenafscheider ketel pomp kapventiel expansievat goede praktijk water bijvullen zodat druk nog wat stijgt

72 Centrale ver(w)arming Expansievat: - nergens en nooit onderdruk ivm lucht - voorkomt corrosie- en luchtproblemen manometer thermostaatkraan veiligheidsventiel radiator inregelkraan bellenafscheider ketel pomp kapventiel expansievat goede praktijk klaar voor een jaar

73

75 BEN vanaf 2021 nieuwe gebouwen: verwarming, koeling, ventilatie, sww, hernieuwbare energie Ik BEN mee Verplichtingen voor de EU-lidstaten 2002/2010: Eisen globale energieprestaties (nieuwe en vernieuwde gebouwen ) = EPB Energieprestatiecertificaat (bouw, verkoop of verhuur) met aanbevelingen voor verbetering = EPC Periodieke keuring c.v.-ketels en airco (>15 jaar: eenmalige keuring) Renovatiepakt : voortdurende verstrenging

76

78 Hybride Hybride systemen (verwarming, koeling, ventilatie) - combineert voordelen van diverse systemen (ketel, warmtepomp, zonne-energie, passieve koeling ) inzake prijsfluctuatie, buitentemperatuur, pieken en effect op CO 2 -uitstoot, primaire energie - toenemende complexiteit, pakketten - belang van concept, dimensionering, regeling - ERP en energielabel maakt vergelijken mogelijk