Opleiding Duurzaam Gebouw : ENERGIE

Transcriptie

1 Opleiding Duurzaam Gebouw : ENERGIE Leefmilieu Brussel THEORETISCHE INLEIDING TOT KOELING Jan Maeyens Cenergie CVBA

2 Doelstellingen van de presentatie Koude-opwekkingsprincipe Technieken en technologieën Wetgeving en normering 2

3 Overzicht van de presentatie Samenstelling koude-installatie en koelmachine Werking koude-installatie Componenten van een koelmachine Prestatie-indicatoren van een koude installatie Types koelmachines Types afgiftesystemen Energiezuinige oplossingen Reglementair 3

4 Samenstelling koude-installatie en koelmachine Koude - installatie Koudedistributie Koude-opwekking Warmteafgifte naar de omgeving Capaciteitsregeling Verdampen Comprimeren Condenseren Expanderen 4

5 Werking van een koudeinstallatie 5

6 Werking van een koude-installatie Koelcyclus Condensor: warmte afgeven aan de buitenomgeving Expansieventiel: drukval koelmiddel Verdamper: warmte opnemen het eigenlijke koelelement Compressor: drukverhoging drijvende kracht 6

7 Bespreking componenten Verdamper Condensor Compressor Expansieventiel 7

8 Bespreking componenten : Verdamper Volgens verdamperklassen : Natte verdamper, indirect Droge of directe verdamper (dx) direct of indirecte koeling Volgens secundair medium: Water (Chiller) Lucht (Batterij) 8

9 Bespreking componenten : Condensor Watergekoelde condensor Koeltoren Open kring Gesloten kring Hybride kring Rivierwater Geothermie 9

10 Bespreking componenten : Condensor Luchtgekoelde condensor Warmte wordt overgedragen naar buitenlucht 10

11 Bespreking componenten : compressor Mechanische compressor Centrifugaal Verdringer Roterend Zuiger Rolzuiger Scroll Schroef 11

12 Bespreking componenten : Compressor Types van compressoren Vermogenbereik kw Energieprestaties Scrollcompressor 3 tot 100kW -Weinig bewegende delen -Goed gedrag bij deellast Zuigercompressor 1. Open 2. Semi-hermetisch 3. Hermetisch 10kW 1000kW 10kW 100kW 1kW 10kW -Zeer goede prestaties op deelbelasting -Lage investeringskosten Schroefcompressor Van 100 tot 1200kW -Compacte bouw -Capaciteitsregeling -Grote drukverhouding per trap -Laag onderhoudskosten Centrifugaalcompressor Van 1000 tot 4000kW -Geringe afmetingen -Goede regelbaarheid -Lange levensduur -Rustige bedrijf -Lage onderhoudskosten Bron ATIC Commissie Technische Onderwijs Toegepaste energietechniek, 12

13 Bespreking componenten : Compressor Werking scrollcompressor Werking zuigercompressor Werking centrifugaalcompressor Werking schroefcompressor FEh2U&feature=related 13

14 Bespreking componenten : expansieventiel Functie Drukverlaging koudemiddel Vloeistofslag tegengaan Types Thermostatisch expansieventiel mechanisch gestuurd ventiel temperatuursensor bepaalt de uittredetemperatuur van de verdamper en stuurt hierdoor het expansieventiel open 14

15 Bespreking componenten : expansieventiel Functie Drukverlaging koudemiddel Vloeistofslag tegengaan Types Elektronisch expansieventiel Stappenmotor stuurt ventiel Betere regeling oververhittingstemperatuur en drukverschil Debiet koudemiddel i.f.v. maximalisering koelcapaciteit Condensatietemperatuur verlaagt EER stijgt 15

16 Prestatie koude-installatie EER Energy Efficiency Ratio volgens Eurovent Verhouding koelvermogen/opgenomen elektrisch vermogen Theoretisch rendement Bepalend voor energieklasse 16

17 Prestatie koude-installatie SPF of SEER Seasonal Performance Factor Praktisch rendement Gemiddelde EER op jaarbasis Ook wel SEER genoemd Of ESEER : European Seasonal Energy Efficiency Ratio SEER = A. EERa + B. EERb + C.EERc + D. EERd Met A = 0.03; B = 0.33; C = 0.41 en D = C : testprocedures voor deelbelasting SEER: Classificatie in klasses A+++ tot D (vroeger A tot G) 17

18 Prestatie koude-installatie (< 12kW elek) Energie-efficiëntie SEER (koeling) SCOP (verwarming) 18

19 Prestatie koude-installatie EU Ecolabel Naast beperkte EER eisen Uitsluiten bepaalde chemische componenten (CD, Pb, Hg, ) Duidelijke handleiding Vermelding geluidsniveau Reserve onderdelen te verkrijgen tot 10 jaar na verkoop GWP koelmiddel < 2000 Koudedrager mag niet schadelijk zijn voor milieu en gezondheid 19

20 Types koelmachines Directe expansie (verdamper in de te koelen ruimte) Split Multi-Split VRV IJswatermachine (indirecte koeling) Chiller met aparte condensor Monobloc Ijswater naar batterij in luchtgroep of eindeenheden Reversibel versus enkel koelen Absorptiekoelmachine 20

21 Types koelmachines : Split systeem Condensing unit Compressor Condensor Regel-, schakel- en beveiligingsapparatuur Buitenopstelling Verdamperseenheid Verdamper-batterij Expansieventiel Luchttoevoer-ventilator Binnenopstelling Verbinding tussen beide d.m.v. koelleidingen en stuurstroomkabel 21

22 Types koelmachines : Multi Split systeem Eén condensing unit waarop meerdere verdamperunits aangesloten worden Verdamperunits individueel regelbaar Types Meerdere compressoren Grote zekerheid van koeling Beperkt aantal binnendelen Eén compressor Geen capaciteitsregeling Trapsgewijze aanpassen capaciteit Traploos-geregelde compressor (inverterregeling) 22

23 Types koelmachines : VRV Multi Split systeem Variable Refrigerant Volume Goede afstemming tussen capaciteit en belasting Inverterregeling van de compressor Verdampingsdrukregeling Condensordrukregeling Koelen en verwarmen tegelijk mogelijk Warmterecuperatie mogelijk 23

24 Types koelmachines : Monobloksysteem Koel- en luchttechnische onderdelen ondergebracht in één omkasting Types Verrijdbare units Raamkoelers Dakunits Units voor binnenopstelling 24

25 Types koelmachines : Reversibel vs. enkel koelen Reversibel airconditioning : verwarmen met airco 25

26 Types koelmachines : Absorptiekoelmachine Mechanische compressor Gebaseerd op absorptiemiddel Componenten Absorber Oplossingspomp Generator Expansiekraan Toepassing Geluidsarm Geen elektrische compressor vereist Restwarmte beschikbaar (proces, zon, ) 26

27 Afgiftesystemen Ventilo-convectoren Wand Plafond Vloer 27

28 Afgiftesystemen Koelbalken Statische koelbalk Passief: natuurlijke convectie Dynamische koelbalk (open en gesloten type) Actief: inductie met verse lucht 28

29 Afgiftesystemen Koelbalken Voordelen Scheiding hygiënische lucht en koeling (statische balk) Geen lawaai (statische balk) Hoge temperatuur -> goede EER Warmtedragende vloeistof = water Nadelen Actief: inductie met verse lucht Hoge kostprijs Koude luchtstroom (statische balk) 29

30 Afgiftesystemen Koelbatterij in luchtgroep Opgebouwd uit koperen buizen en koperen lamellen 30

31 Afgiftesystemen Koelplafond Geschikt voor hoger temperatuursregime Mogelijkheid tot free-chilling Beperkt vermogen (90W/m²) 31

32 Afgiftesystemen Betonkernactivering (BKA) Opslag van thermische energie in de gebouwmassa Koellast verdelen over langere tijdstippen 32

33 Afgiftesystemen Betonkernactivering (BKA) Laag vermogen ( W/m²) Kan ook gebruikt worden om te verwarmen 33

34 Energiezuinige oplossingen Free-chilling Adiabatische koeling Warmterecuperatie 34

35 Energiezuinige oplossingen Free-chilling Enkel energieverbruik door : Circulatiepomp Eventueel ventilator condensor of koeltoren Meerkost: platenwarmtewisselaar, leidingen, regeling, 35

36 Energiezuinige oplossingen Adiabatische koeling Het verdampen van water koelt de inkomende lucht af Moeilijk te controleren comfort Werkt niet bij hoge relatieve luchtvochtigheid Opletten met legionella en onderhoud 36

37 Energiezuinige oplossingen Warmterecuperatie Recuperatie ijswater Voorverwarming ventilatielucht Koeling koelplafonds Enkel interessant tijdens tussenseizoen 37

38 Energiezuinige oplossingen Warmterecuperatie Recuperatie aan de condensor Voorverwarming sanitair warm water 38

39 Energiezuinige oplossingen De basis (Vermijden) Vermogen goed inschatten Hoge SEER Zoveel mogelijk free-chilling Zoveel mogelijk op hoge temperatuur Goede regeling (monitoring en bijsturing) Zie info-fiche hernieuwbare koeling 39

40 Reglementair Koudemiddelen EPB 40

41 Reglementair : koudemiddelen Koelmiddel koelvloeistof Chloormoleculen breken ozonlaag af Types CFK s: verboden HCFK s: bv. R22, verboden HFK s: bv. R410A, goed voor ozonlaag, slecht voor klimaat (Greenhouse Warming Potential) Ammoniak Koelmiddel Type GWP (IPCC4) R22 HCFK 1810 R410A HFK 2090 R407C HFK 1525 R32 HFK 675 HFO1234ze HFK 6 HFO1234yf HFK 4 Propane (R290) Niet-HFK <3 CO2 (R744) Niet-HFK 1 Ammoniak (R717) Niet-HFK 0 41

42 Reglementair : EPB Grote impact op E-peil Geen onderscheid tussen topkoeling of full airco Indien geen actieve koeling: fictief koelverbruik 42

43 Nuttige hulpmiddellen, websites, enz. : Energie+: Info Koeltechniek IBGE-BIM: rmer.aspx?id= > ENE9 Toegepaste Energietechniek deel 1, 2005, J. Ouwehand, T.J.G. Papa, E. Post, A. C. Taal ATIC cursus cyclus IV, deel koudeproductie 43

44 Om te onthouden van de presentatie Werking van een koude-installatie Onderdelen van een koelcyclus Types koelmachines Types afgiftesystemen 44

45 Contact Jan Maeyens Projectleider Coördinaten : : jan.maeyens@cenergie.be 45