Commissioning & Leidingisolatie De impact van isolatie

Transcriptie

1 Commissioning & Leidingisolatie De impact van isolatie taking care of energy and the environment Nelienke Bosch en Marc Volder, Thermaflex DGBW, 28/09/2016 Commissioning Kwaliteitsbeheersing en prestatieborging. Van (klimaat)installaties in gebouwen. Vanuit een eigenaar en/of gebruiker. Ten behoeve van: Faalkostenreductie Prestatiecontracten Duurzaamheidskeurmerk (BREEAM of LEED) Leidingisolatie Isolerende mantel. Om medium voerende buis. Ten behoeve van: Energie behoud van medium (warmte of koude) Voorkoming van condens (koude) Bescherming van leidingwerk en installatie Bron: website TVVL 1

2 De impact van isolatie Aandachtspunten vanuit de eigenaar/gebruiker: (isolatiewaarde en dampdichtheid) Veilig en Verantwoord (SBI, IMO, C2C, LEED, BREEAM, LCA) Kosten Efficiënt (TIC, TCO) Onder aan de streep: Zorgeloze performance voor de levensduur van de installatie. - isolatiewaarde Isolatiewaarde uit gedrukt in λ-waarde Plus overdrachtscoëfficiënt isolatie/lucht λ-waarde wordt bepaald door de materiaal eigenschappen: 1) Geleiding (solid) Dichtheid 2) Geleiding (gas) Type gas 3) Straling Reflectieve additieve Thermal Conductivity (Btu in. / ft.² hour F) - isolatiewaarde 104 F 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 Total Gas Radiation Solid 4) Convectie Cel grootte Density (lb/ft3) - Dampdichtheid Dampdiffusie weerstand gemeten in µ-waarde. Dampdiffusie dicht = een µ-waarde van oneindig (glas). Voor isolatie toepassingen volstaat een µ-waarde van Hoe wordt de µ-waarde wordt bereikt: - Damp diffusie barrière geïntegreerd in het materiaal. - Damp diffusie gerealiseerd in de huid van het materiaal. Temp = 22 C Pd = 25 hpa Room Environment - Dampdichtheid Dampdichtheid Pressure difference = Driving Force Temp = 6 C Pd = 10 hpa Vapour Pressure Afhankelijk van de temperatuur kan lucht een slechts bepaalde hoeveelheid waterdamp opnemen. Afhankelijk van de temperatuur, kan de partiele druk van de waterdamp maar een bepaalde maximum waarde bereiken. (saturated water vapour pressure Ps.) Drijvende kracht Verschil in temperatuur en luchtvochtheid aan de twee kanten van de isolatie, zorgen voor een drukverschil. Omdat druk van nature een evenwicht zoekt, is drukverschil de drijvende kracht achter waterdamp indringing 2

3 - Dampdichtheid 1 Vapour absorbs in polymer surface 2 Vapour diffuses through polymer 3 Vapour turns into water / ice Isolatiewaarde en dampdichtheid zijn geen statische gegevens Van invloed zijn: Slijtage UV en/of Ozon Beschadigingen (kras en hap) Waterdampintreding Room Environment Principewerking waterdampintreding Binnenzijde: Buitenzijde: T = 5 C Leiding temperatuur Waterdamp T = 28 C Lucht temperatuur RH= 100% Relatieve luchtvochtigheid RH=70% Relatieve luchtvochtigheid P wv= 127 Pa Partiële waterdampdruk P wv= 2688 Pa Partiële waterdampdruk Mediumbuis Condensatie laag Condensatie temp. Isolatie Warmteverlies [W/m] Impact van µ waarde op de prestaties gedurende de levensduur Verloop energieverlies gedurende de levensduur 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 Oppervlakte temperatuur [ C] Verloop oppervlakte temperatuur gedurende de levensduur 25,5 25,0 24,5 24,0 23,5 23,0 22,5 22,0 Nieuwstaat: de condensatie temperatuur ligt in het isolatie materiaal End of life: de condensatie temperatuur is door waterdamp intreding verplaatst naar de oppervlakte van de isolatie Dauwpunt temperatuur Medium temperatuur van 6 C in een omgeving 28 C met RH 70% Met 19 mm isolatie en 8760 uur per jaar in bedrijf Impact van µ waarde op de prestaties gedurende de levensduur Verloop energieverlies gedurende de levensduur Verloop oppervlakte temperatuur gedurende de 25,00 levensduur 25,5 Impact van een beschadiging op de prestaties gedurende de levensduur Verloop oppervlakte temperatuur gedurende de levensduur Warmteverlies [W/m] 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 Oppervlakte temperatuur [ C] 25,0 24,5 24,0 23,5 23,0 22,5 22,0 Oppervlakte temperatuur [ C] DN25 met Mu 3500 DN80 met Mu 3500 Dauwpunt temperatuur DN25 met Mu 3500 DN80 met Mu 3500 Medium temperatuur van 6 C in een omgeving 28 C met RH 70% Met 19 mm isolatie en 8760 uur per jaar in bedrijf Dauwpunt temperatuur DN25 met Mu XXX beschadigd DN80 met Mu xxx beschadigd 3

4 Veilig en Verantwoord - SBI Veilig en Verantwoord - Toxiciteit Veilig en Verantwoord - Cradle to Cradle Veilig en Verantwoord - LEED & BREEAM Internationaal Keurmerk voor kwaliteit Doel: behoud van waarde van grondstoffen Grondstof cirkels: - Tijdens productie - In het kanaal en op het project - Bij einde gebruiksfase of levensduur Leiding isolatie op zich geen factor bij LEED en BREEAM. Betreft materiaal gebruik: - Cradle to Cradle en ISO Retour stroom naar fabrikant. Niet ondenkbaar dat leidingisolatie een meer prominente rol gaat spelen in de nabije toekomst. Kosten Efficiënt - TIC Kosten Efficiënt - Cost of Ownership Materiaal Installatiekosten + Total Installed Costs Materiaal Installatiekosten + Total Installed Costs Onderhoud - Energie besparing + Cost of Ownership 4

5 Kosten Efficiënt - Cost of Ownership Kosten Efficiënt Uitgangspunten bij optimaliseren van de isolatie dikte: Voorkomen van condensatie en waterdampintreding Gegarandeerde eindelijn temperatuur Minimaal energie verlies Rekening houdend met inbouw ruimte en budget Lage mediumtemperatuur < Hoge omgevingstemperatuur < Weinig draaiuren < Korte levensduur < Kleine leidingdiameter < Lage duurzaamheidsambitie < Lage kosten van energie < > Hoge mediumtemperatuur > Lage omgevingstemperatuur > Veel draaiuren > Lange levensduur > Grote leidingdiameter > Hoge duurzaamheidsambitie > Hoge kosten van energie Kosten Efficiënt - De ondergrens Kosten Efficiënt - De ondergrens Berekeningen uitgevoerd conform ISO aangevuld met VDI 2055 Condensatie treed op zodra de temperatuur onder de condensatietemperatuur daalt Voldoende isoleren voorkomt dat de temperatuur van de buitenzijde van de constructie onder condensatietemperatuur op de ligt De condensatie temperatuur zal hierbij altijd binnen het isolatie materiaal moeten liggen Minimale isolatiedikte afhankelijk van omgeving, bedrijfstemperatuur én leiding diameter Omgevings en bedrijfstemperaturen in de verschillende situaties (Onverwarmde) Kruipruimte 5 C 70% RH Technische ruimte 15 C 70% RH (Onverwarmde) Schacht 15 C 70% RH Boven plafonds 28 C 70% RH 0 C/ 5 C 0 C/ 5 C Komt niet voor Komt niet voor GKW glycol Vrije koeling GKW primair Opwekking Komt niet voor 6 C/12 C 6 C/12 C 6 C/12 C Distributie HIC GKW secundair Komt niet voor 6 C/12 C 6 C/12 C 6 C/12 C Klimaatplafonds Komt niet voor 16 C/19 C 16 C/19 C 16 C/19 C Minimale isolatie dikte in de verschillende situaties Bedrijfstemperatuur C 0 C 6 C C C 19 C DN 15 t/m DN65 t/m DN 15 t/m DN65 t/m DN 15 t/m DN65 t/m DN 15 t/m DN65 t/m DN 15 t/m DN65 t/m DN 15 t/m DN65 t/m Diameter DN 50 DN100 DN 50 DN100 DN 50 DN100 DN 50 DN100 DN 50 DN100 DN 50 DN100 Minimale isolatie dikte 6 mm 6 mm 1 mm 1 mm Komt niet voor Komt niet voor Komt niet voor Komt niet voor bij 5 C 70% RH Minimale isolatie dikte bij 15 C 70% RH 12 mm 13 mm 9 mm 10 mm mm 5 mm Isoleren niet nodig Isoleren niet nodig Isoleren niet nodig 4 Minimale isolatie dikte bij 28 C 70% RH Komt voor Komt voor 15 mm 16 mm 10 mm 11 mm 7 mm 7 mm 4 mm 5 mm niet niet Kosten Efficiënt - Het optimum Kosten Efficiënt - Het optimum Optimalisatie enveloppe Operationele kosten over 5 jaar Totaal geïnstalleerde kosten Kostenoverzicht bij 12 C mediumtemperatuur omgeving 15 C RH 70% 30,00 25,00 Kosten energie verlies [ ] DN15 DN20 DN25 DN32 DN40 DN50 DN65 DN80 DN100 Totaal geïnstalleerde kosten [ ] DN15 DN20 DN25 DN32 DN40 DN50 DN65 DN80 DN100 15,00 10,00 5,00 5

6 Kosten Efficiënt Het optimum Kosten Efficiënt Het optimum Kostenoverzicht bij 12 C mediumtemperatuur omgeving 15 C RH 70% Bedrijfsduur 3120 uur/jaar gedurende 25 jaar Kosten Efficiënt Conclusie Kosten besparing bij gebruik 13mm ten opzichte van 9mm per meter leiding 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0, (0,50) (1,00) DN15 DN20 DN25 DN32 DN40 DN50 Kosten Efficiënt Advies Optimale isolatiedikte met ThermaSmart PRO Optimale isolatie dikte in de verschillende situaties 0 C 6 C Bedrijfstemperatuur 5 C 12 C 16 C 19 C DN 15 t/m DN65 t/m DN 15 t/m DN65 t/m DN 15 t/m DN65 t/m DN 15 t/m DN65 t/m DN 15 t/m DN65 t/m DN 15 t/m DN65 t/m Diameter DN 50 DN100 DN 50 DN100 DN 50 DN100 DN 50 DN100 DN 50 DN100 DN 50 DN100 (6mm) (6mm) (1 mm) (1 mm) Isolatie dikte bij 5 C 70% RH 9 mm 9 mm 9 mm 9 mm Komt niet voor Komt niet voor Komt niet voor Komt niet voor (12 mm) (13mm) (9 mm) (10 mm) (4 mm) (5 mm) Isolatie dikte bij 15 C 70% RH 13 mm 19 mm 13 mm 13 mm 9/13 mm 13/13 mm Niet isoleren Niet isoleren Niet isoleren (15 mm) (16 mm) (10 mm) (11 mm) (7 mm) (7mm) (4 mm) (5 mm) Isolatie dikte bij 28 C 70% RH Komt niet voor Komt niet voor 19/25 mm 19/25 mm 13/13 mm 13/19 mm 9 mm 9 mm 9 mm 9 mm In rood zijn de minimale isolatie dikten voor condensatie preventie weergegeven. Waar dubbele waarden gegeven zijn geldt de eerst voor het secundaire en tweede voor het primaire systeem. Uitgangspunten: Dikkere isolatie toepassen als de extra investering binnen 5 jaar is terugverdiend Kosten koude conform een gegeven project Materiaal- en isolatiekosten naar Thermaflex ervaring Geen isolatie toepassen als niet economisch rendabel Onderscheid in GKW primair en secundair kan tijdens de realisatie worden gehandhaafd Energie besparing is niet als primair doel opgenomen nederland@thermaflex.com 6