DE TECHNISCHE INSTALLATIES OPTIMAAL DIMENSIONEREN

Transcriptie

1 Om nline kennis te maken met de nieuwe versie 2016 van de Gids Duurzame Gebuwen, surft u naar: PRAKTISCHE AANBEVELING ENE18 - DE TECHNISCHE INSTALLATIES OPTIMAAL DIMENSIONEREN Het dimensineren van de verwarmings- en ventilatie-installaties vr een ptimale energieprestatie (verwarmingsketel, verwarmingslichamen, circulatiepmpen) PRINCIPES BENADERING De dimensinering van de uitrustingen heeft een niet te verwaarlzen impact p het eindverbruik van gebuwen. Bijvrbeeld: Een vergedimensineerde verwarmingsketel heeft meer verlies bij stillegging, de werkingscycli van de brander zijn krter, wat een grtere uitstt van vervuilende stffen tt gevlg heeft (CO, NOx, ret,...). Een vergedimensineerde circulatiepmp heeft een grter elektrisch verbruik en verrzaakt hydraulische prblemen in de installatie (fluitende ventielen, daling van het rendement van cndensatieketels,...). Maar, he grter de leidingen gedimensineerd zijn, he minder de circulatiepmp verbruikt. Hetzelfde geldt vr de ventilatiekkers, die vr een daling van het verbruik van de ventilatr zrgen. Overdimensinering van de radiatren verbetert het rendement van de cndensatieketels mdat ze dan p een lagere temperatuur kunnen werken. Overdimensinering van de radiatren is nit nadelig p het vlak van verbruik en cmfrt, mdat het een werking p een lagere temperatuur mgelijk maakt. Andere uitrustingen, zals regenwaterputten, verwarmingslichamen, znnecllectren f ftvltaïsche znnepanelen, warmwaterbilers, enz., meten natuurlijk k crrect gedimensineerd wrden. U vindt meer infrmatie ver deze bijzndere uitrustingen in de vlgende fiches: WAT03 - Regenwaterwinning en -gebruik ENE19 - Een znnebiler verwegen ENE21 - Ftvltaïsche cellen verwegen BLZ 1 VAN 6 DE TECHNISCHE INSTALLATIES OPTIMAAL DIMENSIONEREN FEBRUARI PRAKTISCHE AANBEVELING ENE 18 -

2 INDICATOREN EN DOELSTELLINGEN Minimaal: Er bestaat een reeks indicatren m zich een idee te vrmen van de ptimale dimensinering van uitrustingen (pgelet, het gaat wel degelijk m cntrle-indicatren en niet m dimensineringsmethden): Vr verwarmingsketels, nagaan f de gegevens, ndig vr een dimensinering vlgens de nrm, vrhanden zijn: samenstelling en ppervlakte van alle buitenmuren van het gebuw (k de vler), de buitentemperatuur en de gevraagde binnentemperaturen. Ter vergelijking: het resultaat van de berekening mag niet hger zijn dan 25 W/verwarmde m³ vr een K55-huis, en gaat in de richting van 15 W/m³ vr een K35-huis. Vr de circulatiepmpen van de verwarming: nagaan f het temperatuurverschil tussen het vertrekcircuit in de stkplaats en het returcircuit in de richting van 15 à 20 C gaat bij een negatieve buitentemperatuur (vr een verwarmingsinstallatie met raditren f cnvectren). Als het verschil lager ligt, is het aangeraden m de snelheid van de geïnstalleerde circulatiepmp te verminderen. Vr de radiatren: het dr de installateur gekzen waterregime cntrleren vr het dimensineren van de radiatren. Dr de radiatren te dimensineren vr een maximale temperatuur van 70 C, haalt men het meeste uit een cndensatieketel. Aangeraden: De dimensinering met gebeuren p basis van een z precies mgelijke evaluatie van de beheften. Stel u niet tevreden met rdes van grtte f rati s vr de einddimensinering van de uitrustingen, maar ver steeds een gedetailleerde en aan het prject aangepaste berekening uit f laat dit den dr de technicus. Die berekening met gebaseerd zijn p de geldende nrmen. De buwheer met eisen dat de ntwerpers en installateurs die nrmen respecteren. KEUZE-ELEMENTEN TECHNISCHE ASPECTEN > Berekening De dimensinering van de verwarmingsketel en de verwarmingslichamen met gebaseerd zijn p de berekening van de verliezen vlgens de nrm NBN B Men gaat uit van de vlgende basistemperaturen: Buitentemperatuur in het Brussels Hfdstedelijk Gewest Drge eindtemperatuur -8 C Wnkamer, keuken, kantr, klaslkaal, enz. 20 C Badkamer C Slaapkamer C Gangen, trappen, enz. 16 C BLZ 2 VAN 6 DE TECHNISCHE INSTALLATIES OPTIMAAL DIMENSIONEREN FEBRUARI 2007

3 De warmwater- en verwarmingsleidingen wrden berekend p basis van de vlgende watersnelheden: Eis DN 20 > DN 20 DN 20 < < DN 100 DN 100 < < DN 150 Max. circulatiesnelheid 0,4 m/s Maximaal drukverlies van 120 Pa/m (aangeraden: max 100 Pa/m) Circulatiesnelheid max. 1 m/s Circulatiesnelheid max. 1,5 m/s > DN 150 Circulatiesnelheid max. 2 m/s Primaire cllectr Circulatiesnelheid max. 0,3 m/s De circulatiepmpen zijn bij vrkeur elektrnische circulatiepmpen waarvan de basissnelheid bij de installatie z wrdt gekzen dat het exact gewenste waterdebiet wrdt verkregen. Vrtaan geldt een Eurpees label vr circulatiepmpen (klassering van A tt G, zals vr elektrische huishudtestellen). Wij bevelen natuurlijk de niveaus A en B aan. De ventilatieleidingen in een leefruimte wrden meestal gedimensineerd p basis van een luchtsnelheid van 3 m/s. Deze keuze is een cmprmis tussen een hge snelheid, waarmee de diameter van de leidingen beperkt kan blijven, en een lage snelheid, wat vr een ged geluidscmfrt zrgt. Een lagere snelheid kiezen, bijvrbeeld 2 m/s, vr eenzelfde ventilatiedebiet, kmt neer p het verdimensineren van de ndige kkerdrsnede (er zijn dan grtere caissns f verlaagde plafnds ndig). Dit geeft k de mgelijkheid m drukverliezen in de leidingen te verminderen, en dus m een kleinere ventilatr te kiezen, f ng vaker, in een lager regime te werken. Dit zrgt vr een lager energieverbruik van de ventilatr. De andere elementen van het ventilatienet (warmtewisselaars f raamverluchting) wrden z gedimensineerd dat ze het ndige debiet van verse lucht leveren. MILIEUASPECTEN Een verwarmingsketel verdimensineren met een factr van 100% (wat vaak vrkmt) kan een rendementsverlies verrzaken van 2 tt 5%, afhankelijk van het type ketel en de regeling ervan. Dit uit zich in een te grt verbruik, dat tt 10% kan gaan. Als men een cndensatieketel gebruikt, meten de radiatren in een regime van 70 C / 50 C wrden gedimensineerd (maximale vertrek- en returtemperaturen van het water bij een buitentemperatuur van 8 C) in plaats van in een re gime van 80 C / 60 C. Dit zrgt vr een verbruikswinst van 1,5 tt 2%, dankzij een werking gedurende het hele jaar p een lagere temperatuur. Een vergedimensineerde circulatiepmp gebruiken, heeft nvermijdelijk een te hg elektriciteitsverbruik tt gevlg. Een te grt debiet verrzaakt bvendien een stijging van de returtemperatuur naar de ketels en in het bijznder de cndensatieketels, waardr hun verbrandingsrendement daalt. ECONOMISCHE ASPECTEN Een verwarmingsketel verdimensineren heeft een negatieve energetische impact. Het is k een verinvestering. Investering en efficiëntie gaan hier dezelfde richting uit. In wnhuizen betekent de crrecte dimensinering van de circulatiepmp vral dat men vr een elektrnisch mdel zal kiezen, waarvan de basissnelheid bij de installatie wrdt geregeld m het gewenste nminale debiet te verkrijgen. Alleen al die regeling bij de ingebruikname is vldende m een elektrnische circulatiepmp ecnmisch rendabel te maken. BLZ 3 VAN 6 DE TECHNISCHE INSTALLATIES OPTIMAAL DIMENSIONEREN FEBRUARI 2007

4 Een radiatr die in een regime werkt van maximaal 70 C / 50 C in plaats van 80 C / 60 C, met 70% grter zijn. Deze meerkst qua materiaal verdient men in tien jaar terug. Op het vlak van ventilatie brengt het verdimensineren van de leidingen maar een kleine meerkst mee. De vergang van 3 naar 2 m/s bijvrbeeld heeft een vergrting van de drsnede van 50% tt gevlg, een 22,5% grtere diameter dus. Buizen met drsnede 125mm wrden bijvrbeeld buizen van 150mm, wat vr een meerkst zrgt van ngeveer 2 à 3 /m en dus ngeveer 100 per wning, als het tracé ged ntwrpen is (lengten van de buizen beperkt tt enkele tientallen meters, met weinig bchten f speciale stukken, want dat verhgt de kstprijs). Al naar gelang de cmplexiteit en het tracé van het ventilatienet, het ingeblazen luchtdebiet, de werkingstijden, enz., en rekening hudend met de huidige energieprijzen, kan men vernderstellen dat dit na 5 à 10 jaar wrdt terugverdiend. DE JUISTE KEUZE MAKEN Wat vrafgaat tnt aan he belangrijk het is m verwarmingsinstallaties z ged mgelijk te dimensineren. Het prbleem van verdimensinering van de ketel en de circulatiepmpen heeft een gevlg vr de keuze van het systeem in gebuwen vr cllectieve huisvesting: individuele ketels f cllectieve ketel. Het hge islatieniveau van de muren en de eventuele warmteterugwinning p de ventilatie kan het verwarmingsvermgen dat vr elk appartement ndig is uitermate laag huden afhankelijk van de ligging in het gebuw. Het gebeurt vaak dat men in een perfrmant gebuw minder dan 3kW vermgen ndig heeft in een appartement in het midden (fwel gemiddeld 1 kw ver het verwarmingsseizen) Er zijn mmenteel heel weinig ketels en circulatiepmpen p de markt die een dergelijk klein vermgen kunnen geven. Een individuele ketel zal dus dikwijls veel te krachtig zijn (verhging van het aantal starts, slechte cndensatie, vergebruik van de circulatiepmpen en distributielawaai). De plssing van individuele gasverwarmingsketels met dus meestal wrden vermeden in gebuwen waar de energiebeheften zijn geptimaliseerd. Een gemeenschappelijke ketel zal een hger prductierendement bieden. In een mechanisch ventilatiesysteem is het raadzaam de drukverliezen te beperken dr de secties van de geplaatste buizen te verdimensineren. Als men weet dat het vr dit srt ventilatiesysteem vaak ndig is m verlaagde plafnds te plaatsen in de gangen, heeft deze verdimensinering dus een klein verlies aan wnruimte als nadeel. Men met er wel vr zrgen dat de hgte van het plafnd cmfrtabel blijft, namelijk minimaal 2,5m (brn: Gewestelijke Stedenbuwkundige Verrdening). > Samengevat: Circulatiepmp Water- f luchtleiding Overgedimensineerd element Verwarmingsketel Verwarmingslichamen Berdelin g Impact Stijging van het verlies bij stillegging Stijging van uitstt verntreinigende stffen Stijging van het elektriciteitsverbruik Rendementsverlies van de cndensatieketels Gebrek aan cmfrt en slechte werking van de regeling Daling van het verbruik van de circulatiepmpen f ventilatren Verhging van het rendement van de cndensatieketels Verhging van het cmfrt BLZ 4 VAN 6 DE TECHNISCHE INSTALLATIES OPTIMAAL DIMENSIONEREN FEBRUARI 2007

5 IN DE PRAKTIJK In de verschillende fasen van de ntwikkeling en realisatie van een prject meten maatregelen wrden genmen: UITVOERINGSONTWERP, DOSSIER VOOR DE BOUWVERGUNNING Cntrle van de berekeningshypthesen die zijn gebruikt vr de dimensinering: van de verwarmingsinstallatie: ppervlakten van de muren, samenstelling van de muren, binnentemperaturen, minimale buitentemperatuur, temperatuurregime van het water van de verwarmingslichamen, p basis van de nrm NBN B van de verluchtingsinstallatie: berekening van de nminale debieten vlgens de nrm NBN D in wningen, debiet/persnrati s in andere srten lkalen (zie fiches Ged luchtkwaliteit garanderen in elk lkaal, luchtsnelheid in de leidingen TOEZICHT OP DE WERKZAAMHEDEN De rdes van grtte van de dimensinering cntrleren: Het vermgen van de geïnstalleerde ketel mag niet grter zijn dan 15 tt 25 W/verwarmde m³ (huis met K35 tt K55). Het elektrisch vermgen van de circulatiepmp met in de buurt liggen van 1 à 2 duizendste van het vermgen van de ketel. De ventilatierati van een gebuw benadert meestal 0,8 tt 1 vervanging per uur in wningen, als de berekening vlgens de nrm D is verricht. OPLEVERING EN INGEBRUIKNAME Het eindverbruik van een circulatiepmp is - vral in wningen - afhankelijk van de regeling van het terental. De praktijk tnt aan dat de meeste geïnstalleerde circulatiepmpen een te grt debiet leveren. Men mag dus niet aarzelen m ze p een gemiddeld terental f zelfs p hun laagste terental te regelen. Mechanische verluchtingsinstallaties meten uitgebalanceerd wrden m er zeker van te zijn dat de luchtverdeling tussen de verschillende ruimten cnfrm het ntwerp is, en dat te ver geslten mnden geen grte plaatselijke drukverliezen verrzaken. ONDERHOUD Een vergedimensineerde ketel zal in krte cycli werken, dat wil zeggen dat in haar glbale werkingstijd het aandeel van de starts en stps grter wrdt. Bij het starten zien we vervuilingspieken ptreden, te wijten aan een slechte verbranding van de eerste brandstfdruppels. Bvendien kan deze werking in krte cycli in het geval van een stklieketel een buitensprige vervuiling van de ketel met zich meebrengen (grtere prductie van ret), wat een regelmatiger nderhud vereist. Het is nuttig m een minimaal ventilatiedebiet te behuden, zelfs bij afwezigheid van de bewners, teneinde de vervuilde lucht dr de ademhaling van planten, emissies van bepaalde materialen, enz. af te veren. Het is echter niet ndig m tijdens deze periden hetzelfde debiet aan te huden als bij aanwezigheid van de bewners. Tijdens weekends f vakanties zrgt men er dus beter vr dat de ventilatren in een lagere snelheid wrden gezet. Ventilatiersters (ventilatren, centrale luchtinlaat- f uitblaasmnden), filters en leidingen meten regelmatig wrden nderhuden (minstens m de 6 maanden), zwel m de kwaliteit van de in het gebuw ingeverde lucht te garanderen als m drukverliezen te beperken. AANVULLENDE INFORMATIE ANDERE AANDACHTSPUNTEN Hiernder vindt u een lijst van fiches die k handelen ver de dimensinering van verwarmingsinstallaties: ENE14 - De beste manier kiezen m warmte te prduceren BLZ 5 VAN 6 DE TECHNISCHE INSTALLATIES OPTIMAAL DIMENSIONEREN FEBRUARI 2007

6 ENE15 - Efficiënte regeling van de verwarmingsinstallatie ENE16 - Het verdeelnetwerk vr de verwarming ptimaliseren ENE17 - Een adequaat verwarmingslichaam kiezen ENE19 - Een znnebiler verwegen ENE21 - Ftvltaïsche cellen verwegen ENE23 - Energie-efficiënte luchtverversingsystemen WAT02 - Ratineel mspringen met water WAT03 - Regenwaterwinning en -gebruik WAT04 - Recyclage van grijs water in situ BIBLIOGRAFIE Algemene infrmatie ver verwarmingstechnieken: Gids vr een duurzaam energientwerp vr cllectieve huisvesting, Leefmilieu Brussel, 2006: Energiegids vr installaties, Leefmilieu Brussel: Energie+: Algemene infrmatie ver ventilatietechnieken: Gids vr een duurzaam energientwerp vr cllectieve huisvesting, Leefmilieu Brussel, 2006: WTCB, TV 203 Ventilatie van wningen. 1 e Deel: Algemene Principes, 1994 WTCB, TV 192 Ventilatie van wningen. 2 e Deel: Uitvering en prestaties van ventilatiesystemen, 1997 Nrmen en fficiële dcumenten: J.Schietekat Dimensinering van centrale-verwarmingsinstallaties met warm water, WTCB, Berekening van de warmteverliezen van gebuwen, NBN B62-003, Ventilatievrzieningen in wngebuwen - NBN D50-001, Belgisch Instituut vr Nrmalisatie, Brussel, 1991 Ventilatie van niet-residentiële gebuwen Prestatievereisten van ventilatie- en luchtbehandelingssystemen EN13779, Eurpese Cmmissie vr nrmalisatie, Brussel, 2004 BLZ 6 VAN 6 DE TECHNISCHE INSTALLATIES OPTIMAAL DIMENSIONEREN FEBRUARI 2007