Opleiding Duurzaam Gebouw:

Transcriptie

1 Opleiding Duurzaam Gebouw: Energiebeheer (Energieverantwoordelijke) Leefmilieu Brussel Diagnose van de verwarmingsinstallaties Jonathan MATTHEWS ICEDD

2 Doelstellingen van de presentatie De belangrijkste problemen bij bestaande installaties identificeren Mogelijke verbetermaatregelen identificeren De impact op energievlak van deze verbeteringen evalueren 2

3 Overzicht Wat allemaal bekijken? Wat doen? Warmte wordt geleverd op momenten en/of met een vermogen die niet altijd nodig zijn Op niveau van de productie Op niveau van de distributie Op niveau van de afgifte Op niveau van de regeling Verliezen van 3

4 Op niveau van de productie? Productie Check-list Bepalen van de leeftijd en het keteltype De resultaten van het onderhoudsattest verifiëren Checken dat tweetrapsbranders correct worden aangestuurd Nagaan of de condensatieketels correct werken Nagaan of de stookinstallatie niet is overgedimensioneerd Checken dat de cascaderegeling van de ketels correct werkt Nagaan dat de ketels worden uitgeschakeld in de zomer Netheid en ventilatie in de stookplaats bekijken 4

5 Keteltype? Productie Atmosferische gasketel Ingesteld in de fabriek Belangrijke trekverliezen De minst performante op de markt Nuttig rendement ~ % Geen enkele verbetering mogelijk behalve vervangen 5

6 Keteltype? Productie Atmosferische gasketel Hoe wordt het rendement berekend? Ingesteld in de fabriek Belangrijke trekverliezen De minst performante op de markt Nuttig rendement ~ % Geen enkele verbetering mogelijk behalve vervangen 90 % Nuttig rendement (%) = Nuttig vermogen (kw) / Bruto vermogen (kw) Gegevens terug te vinden op kenplaat 6

7 Keteltype? Productie Verbeterde atmosferische gasketel Geoptimaliseerd ontwerp om de verliezen te minimaliseren met ventilator voor afzuiging Ingesteld in de fabriek Lagere trekverliezen Efficienter dan vorige Nuttig rendement ~ % aanvaardbaar 93 %

8 Keteltype? Productie Aangeblazen gas- of stookolieketel Performantie afhankelijk van de regeling De gegevens op het onderhoudsattest checken 8

9 Productie Analyse van de gegevens op het onderhoudsattest Attest = electrocardiogram van de ketel Essentieel om dit te bestuderen en de volledigheid ervan na te gaan Een meting ter plaatse is nuttig om de resulaten op het attest ermee te vergelijken (bv. onderhoud vond plaats in de zomer toen de ketel niet op bedrijfstemperatuur was) Om al met een eerste kritische blik ernaar te kunnen kijken, houdt men volgende grootte-orden voor ogen: Ancienne chaudière de 20 ~ 25 ans Nouvelle chaudière non à condensation T rookgassen fumées ~ ~ C CO2-gehalte Taux stookolie mazout 12, , % CO2-gehalte Taux gas gaz % CO-gehalte Taux 0 0 ppm Overtollige Excès d'air lucht ~ 20 ~ 20 % Trek Tirage ~ ~ Pa Rendement ~ ~ % 9

10 Productie Analyse van de gegevens op het onderhoudsattest Bij een minder goed rendement, kan een betere regeling in sommige gevallen wel helpen Nagaan bij de verwarmingstechnieker of een betere afstelling haalbaar is Impact op energievlak =??? 1 % hoger verbrandingsrendement = ongeveer 1 % minder verbruik Als men het rendement niet boven de 90 % krijgt (grens van aanvaardbaarheid), moet men overwegen de brander te vervangen of meteen de ketel-brander in zijn geheel. 10

11 Checken dat tweetrapsbranders correct worden aangestuurd Vaak werken tweetrapsbranders in de praktijk gewoon als een brander met één trap Waarom? Slechte instelling van de aquastaat of de regelaar Bekabeling van de eerste trap niet gerealiseerd Men profiteert dan niet van het hogere verbr. rendement van de 1 trap Impact op energievlak % hoger verbrandingsrendement 1,5 à 2 % minder verbruik Productie 11

12 Productie Checken dat tweetrapsbranders correct worden aangestuurd Groene stekker niet gekableerd 12

13 Productie Checken dat de cascaderegeling van de ketels correct werkt Met een cascade is het mogelijk om enkel die ketels op te starten die nodig zijn om te voldoen aan de warmtevraag Zo kunnen de stilstandsverliezen van de overbodige ketels vermeden worden, voor zover dit hydraulisch mogelijk is Meestal is er een mechanische of elektronische cascaderegeling aanwezig die in voorkomend geval de isolatiekranen kan sluiten Nagaan of er een is of plaatsen van een cascaderegeling Impact op energievlak Geen stilstandsverliezen meer van de overtollige ketels die op T worden gehouden 0,3 à 1,5 % van het nominale vermogen van de ketel 13

14 Productie Checken dat de cascaderegeling van de ketels correct werkt Cascade aanwezig en in gebruik, maar weinig energie-efficiënt gezien de overbodige ketel doorstroomd wordt met warm water via C1/C2 14

15 Productie Checken dat de cascaderegeling van de ketels correct werkt Cascaderegeling met gemotoriseerde afsluitkranen Gesloten bij ketelstilstand? 15

16 Checken dat de cascaderegeling van de ketels correct werkt Cascaderegeling met gemotoriseerde afsluitkranen Productie 16

17 Productie Nagaan of de stookinstallatie niet is overgedimensioneerd De meeste stookplaatsen zijn overgedimensioneerd In sommige gevallen is het mogelijk de overtollige ketel(s) uit te schakelen (ofwel manueel, ofwel automatisch via de cascaderegeling van de ketels) Hoe kan men dit nagaan? Bekijk de verhouding verbruik / geïnstalleerd vermogen Dit is kwh / kw = aantal draaiuren bij Pnominaal Moet ergens in de buurt van de uren liggen Bekijk of de overbodige ketel automatisch kan uitgeschakeld worden met hydraulische isolatie, anders manueel uitschakelen en de afsluitkranen dichtdraaien zodat de ketel niet wordt meeverwarmd Impact op energievlak Geen stilstandsverliezen meer van de overtollige ketels die op T worden gehouden 0,3 à 1,5 % van het nominale vermogen van de ketel 17

18 kwh pcs Nagaan dat de ketels worden uitgeschakeld in de zomer Geobserveerde stilstandsverliezen tijdens de zomer voor een recente ketel van 430 kw: 430 [kw] x [h/jr] x 0,3 [%] = [kwh OVW/jaar] of 190 [ ] Signature Energiehandtekening énergétique immeuble kantoorgebouw de bureaux van de m² m² Productie Aanpak beperkt indien de primaire collector op temperatuur wordt gehouden + elektriciteitsverbruik van de primaire pomp Vb voor een stookplaats van 680 kw in een kantoorgebouw van 1993 met een jaarlijks verbruik van kwh BVW ,0 50,0 100,0 150,0 Degrés-jours 200,0 250,0 300,0 350,0 400,0 450,0 Graaddagen kwh BVW verbruikt van juni tot sep, dit is bijna 10% van het jaarverbruik!! Dit is een globaal verlies van 5% van het nominaal P over 4 maand 18

19 Nagaan dat de ketels worden uitgeschakeld in de zomer Productie Indien er ook SWW-productie is, dan moeten toch niet alle ketels op T gehouden worden hydraulisch isoleren van de overtollige ketels 19

20 Nagaan of de stookplaats voldoende wordt geventileerd Productie Stookplaatsen moeten correct geventileerd worden m³ lucht nodig om 1 l stookolie of 1 m³ gas te verbranden Vereiste ventilatietoevoeropeningen opgelegd in een norm: NBN B dm² per 17,5 kw 20

21 De netheid van de stookplaats nagaan Productie Een vervuilde stookplaats geeft vaak aanleiding tot snellere vuilophoping in de ketel en de brander Voorzie een jaarlijkse poetsbeurt van de stookplaats 21

22 Keteltype? Productie Condensatiegasketel Condenseert hij? Hydraulisch aangepast? Aangepaste regeling? Rendement ~ % 22

23 Is er condensatie? Productie Eerste indicator: loopt er condensaat naar de afvoer? Een condensatieketel van 250 kw produceert ongeveer 14 liter condensaat per uur, dit is een pint bier per minuut 23

24 Is er condensatie? Productie Tweede indicator: is hydraulisch alles aangepast? Nagaan of hydraulisch gezien alles is voorzien zodat de terugvoer zo koud mogelijk is te vermijden Denkbeeldig overzicht van mogelijke teruglopen naar de ketel... te vermijden situaties 24

25 Pulsiegroep op het dak Circuit Radiatoren Is er condensatie? Productie Voorbeeld aangepast hydraulisch schema om retours "hoge temp" mogelijk te maken Circuit PG Lus SWW Koud water Condensatieketels Retour lage temperatuur Retour hoge temperatuur 25

26 Is er condensatie? Productie Condensatieketel met 2 retours: hoge en lage temperatuur Modulerende gasbrander Vertrekwater Retourwater hoge temperatuur Warmtewisselaar condensator roestvrij staal Gastoevoer Retourwater lage temperatuur Rookafvoer Opvangbak condenswater 26

27 Is er condensatie? Productie Condensatieketel met 2 retours: hoge en lage temperatuur Vertrek ketel Retour "hoge temp" collector Komt binnen na de condensor Retour "lage temp" collector Komt binnen in de condensor 27

28 Is er condensatie? Productie Derde indicator: is de retourtemperatuur gunstig? Om de situatie goed te kunnen inschatten is een meetcampagne nodig. De retourtemperatuur wordt gemonitord om na te gaan of die wel lager is dan het dauwpunt van de rookgassen (+/- 55 C bij gas, +/- 45 C bij stookolie) Vertrektemp Retourtemp Buitentemp 28

29 Is er condensatie? Productie Indien er een warmtemeter is, moeten de meterstanden gebruikt worden Rendement Rendement Januari Janvier 99,7% 105,6% Februari Février 102,0% 104,2% Maart Mars 97,1% 104,0% April Avril 102,3% 103,8% Mei Mai 98,8% 102,5% Juli Juin 97,0% 104,7% Juli Juillet 102,4% - Augustus Août - - September Septembre 93,1% 98,1% Oktober Octobre 101,1% 102,6% November Novembre 102,3% 103,8% December Décembre 101,8% 106,5% Seizoen Saisonnier 100,3% 104,7% Evolutie maandelijks productierendement 29

30 Is er condensatie? Productie KOELTOREN A 30

31 Productie Hoe kan men de verbeteringen op het niveau van de productie becijferen? Om de impact te becijferen: van het verbeterd verbrandingsrendement dankzij een betere afstelling van de brander van het correct sturen van een tweetrapsbrander van het vermijden van trekverliezen via de luchtklep op de brander van de plaatsing van een nieuwe tweetrapsbrander van het hydraulisch isoleren van een overbodige ketel van het bijsturen van de cascaderegeling van ketels Maak gebruik van de evaluatietool over het seizoensrendement van Energie+ Tijdens de workshop verwarmingsaudit is een demo ter plaatse voorzien 31

32 Het volledig productiesysteem renoveren? Productie Om het energiebesparingspotentieel van een volledige renovatie te bepalen, schat men het seizoensrendement van de productie van voor en na de renovatie Onderstaande formule becijfert het potentieel: Besparing (kwh OVW) = Huidig verbruik (kwh OVW) x [1 (η voor / η na)] Men kan vertrekken van onderstaande hypotheses in het kader van een renovatie: Type van installatie h saisonnier ŋ seizoen de productie production Type installation sur op OVW PCI gaz gas ou of mazout stookolie, non geen à condensation condensatie % mazout stookolie à condensation condensatie % gaz gas à condensation condensatie % 32

33 Op niveau van de distributie? Distributie Check-list Nagaan of de leidingen correct zijn geïsoleerd Nagaan of de kranen zijn geïsoleerd Checken of de circulatiepompen niet zijn overgedimensioneerd Checken dat de circulatiepompen zijn uitgeschakeld in de zomer Plaatsen van circulatiepompen met variabele snelheid bij vervanging 33

34 Distributie Isoleren van de leidingen en kranen 1 m niet-geïsoleerde stalen leiding van 1 duim (DN25) waardoorheen water bij 70 C een verlies van 60 W Leidingen isoleren vermindert de verliezen met 90% en heeft een terugverdientijd van 1 tot 2 jaren Het energieverlies overeen met een kraan van een leiding van hetzelfde gedeelte van een lengte van 0,5 meter voor recente kranen 1, 7 meter voor oude kranen Isoleren een kraan is winstgevend in 3 tot 5 jaren (Afhankelijk van het soort kraan, van de temperatuur regime en van de duur van irrigatie) 34

35 Verminderen van de snelheid van de circulatiepompen Indicator: 80 C Distributie... bij -10 C ext C 50 C... bij +5 C ext C 35

36 T vertrek retour ( C) Distributie Verminderen van de snelheid van de circulatiepompen De snelheid van de circulatiepompen één stand verlagen, levert een winst van 20% op hun elektrisch verbruik Indicator: het verschil tussen vertrek- en retourtemperatuur Bij een buitentemperatuur van 1 C, Tvertrek Tretour zou in de buurt van de C moeten liggen Indien deze C bedraagt, is het debiet naar alle waarschijnlijkheid 2 x te hoog. Buitentemperatuur ( C) 36

37 Op niveau van de regeling? Regeling De regeling begrijpen van de ketel (trappen, cascade, temperatuursregime) van de secundaire kringen (stookcurven, klokken, ) lokale (thermostatische kranen) De goede werking ervan controleren op niveau van de werkingstijden (onderbreking) op niveau van de stookcurven (intensiteit) De gebreken corrigeren, sommige regelingen bijstellen en regelen wat nog niet geregeld wordt. Zorgen voor een onderhoud van de regelingen Bij extern beheer toch een minimale controle voorzien 37

38 Regeling Belangrijkste redenen van een weinig performante regeling Parameters niet juist ingesteld uitrusting werkt niet goed Parameters te ruim genomen (uren, temperaturen) om geen klachten te hebben Onderbreking niet geoptimaliseerd Oververhitting van de lokalen Falende regeling Geen opvolging van de regeling, geen stuurman aan boord Ontregeling Niet aangepast aan de bezetting Gebrekkige kennis van de werking van de regeling 38

39 Controleren van de regeling Schoolgebouw van m² met leerzwembad Regeling Voorbeeld 1 Jaarlijks gasverbruik 2008 Chaufferie Stookruimte 1 Année Jaar Specifiek verbruik Verbruik in Concommations en kwh bvw kwh PCS Verbruik in Consommations en kwh ovw kwh pci Genormaliseerd verbruik in Consommations kwh ovw normalisées en kwh pci Specifiek Consommations verbruik in spécifiques kwh/m².jaar en kwh/m².an Enseignement Gemeenschapsonderwijs communautaire Enseignement Officieel onderwijs officiel Enseignement libre ou privé Vrij of privéonderwijs Enseignement moyenne Middelbaar onderwijs Paradis des Enfants Kinderparadijzen 50 0 Brandstof Combustible 39

40 Consommations Verbruik in kwh bvw en kwh pcs Controleren van de regeling Regeling Energiehandtekening Signature Energiehandtekening énergétique 2008 Janvier 2008 Januari ,0 50,0 100,0 150,0 200,0 250,0 300,0 350,0 400,0 Degrés-jours Graaddagen 40

41 Controleren van de regeling Regeling In de stookplaats 41

42 Regeling 42

43 Température en C Temperatuur in C Controleren van de regeling Regeling Meetcampagne Chaufferie - Départ collecteur primaire Stookruimte vertrek primaire collector

44 Température en C Temperatuur in C Controleren van de regeling Regeling Meetcampagne Bâtiment A - 3 ème étage - 5 ème primaire C Gebouw A 3de verdieping 5 de primaire C T omgeving ambiante klas classe T ambiante classe T overdekte extérieure speelplaats préau 44

45 Controleren van de regeling Regeling Besparingspotentieel om de kolommen van de radiatorkringen ter regelen Uitrusting aanwezig maar niet gebruikt De V3V terug op automatisch plaatsen De goede werking van de uitrusting nagaan De klimaatregelaar herparametreren Het resultaat checken via meetcampagne [kwh OVW] x 60% x 22,5% = [kwh OVW] ofwel om en bij de 14% van het globaal verbruik van het gebouw Gain Energiewinst: énergétique : [kwh [kwh PCS/an] BVW/jaar] ou of [kwh OVM/jaar] PCI/an] Gain Financiële financier winst : [ /an] [ /jaar] Investissement Investering: : 0 [ ] 0 [ ] Eenvoudige terugverdientijd: 0 [jaar] Temps de retour simple : 0 [années] CO2-besparing: [kg CO2/jaar] Economie de CO2 : [kg CO2/an] 45

46 Controleren van de regeling Regeling kwh Signature Energiehandtekening énergétique Linéaire Lineair (2010) (2010) Linéaire Lineai (2009) (2009) Linéaire Lineair (2008) (2008) Interventies uitgevoerd begin % daling genormaliseerd verbruik tussen 2008 en Degrés Graaddagen jours 46

47 Verlagen of stopzetten verwarming tijdens niet gebruik? Regeling Kantoorgebouw uit 1990 Verwarmd oppervlak van m² Specifiek verbruik van 136 kwh OVW/m² Voorbeeld 2 Gasfactuur 2010 van excl. BTW 47

48 Noordelijke gevel Westelijke gevel Oostelijke gevel GP (buiten gebruik Verlagen of stopzetten verwarming tijdens niet gebruik? Ketel van 265 kw uitgerust met tweetrapsbrander Primaire collector op constante temperatuur 3 kringen voor radiatoren met klimaatregelaar Regeling 48

49 Verlagen of stopzetten verwarming tijdens niet gebruik? Une campagne de mesures pour voir T vertrek in de 3 kringen + T ext. Regeling 49

50 Verlagen of stopzetten verwarming tijdens niet gebruik? Regeling T omgeving in de kantoren op de 4 verdiepingen De geringe verlaging van 10 C van de T water bij niet-gebruik heeft weinig impact op de omgevingstemperatuur enkel een complete uitschakeling is efficiënt 50

51 Grote energiebesparing door onderbreking Beperkte energiebesparing door onderbreking Regeling Energiebesparingspotentieel bij efficiënte onderbreking? Beperkt Sterk Isolatie Geen nachtonderbreking = Laag Inertie gebouw Hoog % hoger verbruik Lange periodes zonder gebruik Korte periodes zonder gebruik Gebruik Onmiddellijke inschakeling Inert Verwarmings -systeem 51

52 Regeling Probleem van oververhitting Slecht ingestelde stookcurven Slechte plaatsing van sondes Ontbreken van thermostatische kranen in lokalen met een sterke warmtewinst Niet gecontroleerde toevoer van warmte 1 C te hoog = meerverbruik van % 52

53 Oorzaken van dysfuncties Regeling Hydraulisch onevenwicht Uitbalanceren: Debietregel T van een radiator 53 Binnenwerk van een thermostatische kraan met voorgeregeld debiet

54 Op niveau van de afgifte? Afgifte Isoleren van de muur achter de radiatoren De afgifte van de radiatoren niet belemmeren 54

55 Isoleren van de muur achter de radiator Afgifte De verliezen doorheen een muur net achter een radiator zijn dubbel zo hoog! Een isolatielaag van 0,5 cm bedekt met een laag aluminium tegen een niet-geïsoleerde muur achter een radiator levert een winst van: liter stookolie/m².jaar En is in jaar terugverdiend 55

56 De afgifte van de radiatoren niet belemmeren Afgifte 56

57 Tool en interessante websites,...: Site Energie+: Site Leefmilieu Brussel: 57

58 Interessante tools en websites,...: Website van Leefmilieu Brussel: Reg-instrumenten zoals: De hele reglementering rond "verwarming" in het Brussels Hoofdstedelijk Gewest: ( Een checklist voor audits voor verwarming voor niet-geklimatiseerde gebouwen en geklimatiseerde gebouwen een standaardlastenboek verwarming voor opdrachtgevers en een standaardlastenboek voor ontwerpers Didactische uitleg over het energiebeheer van verwarmingsinstallaties Opleidingen: En in het bijzonder de opleiding Verwarming en sanitair warm water: ontwerp en afstelling En het seminarie van 21 oktober 2014 Dankzij EPB uw verwarmingsinstallatie performant maken 58

59 Interessante tools en websites,...: (VERVOLG) Website Energie+: Rekentools verwarming: Beoordeling van verwarming: Website WTCB: Verwarming en klimaatregeling: technische voorlichtingen, rekenmodules, FAQ Centrale verwarming: normalisatie, ontwerp & dimensionering Website Stadswinkel: Verwarmingsketel: regeltoestellen Andere websites m.b.t. verwarming:

60 Referenties Gids Duurzame Gebouwen: Gids Duurzame Gebouwen: Fiche G_ENE00 Het energieverbruik van gebouwen beperken Fiche G_ENE08 De optimale productiewijze voor verwarming Fiche G_ENE10 Verwarming: efficiënte installaties garanderen 60

61 Contact Jonathan MATTHEWS Verantwoordelijke Energieaudits ICEDD : jm@icedd.be 61