Hoogwaardige schil. Welke benadering voor de verwarmingstechnicus? Welk type warmteproducent kiezen? SANYDRO MAINTENANCE (Raphaël Beeckmans)

Transcriptie

1 Hoogwaardige schil Welke benadering voor de verwarmingstechnicus? Welk type warmteproducent kiezen? SANYDRO MAINTENANCE Hoogwaardige schil - welke instelling 1

2 Structuur uiteenzetting: 1/ Herhaling: overdimensionering "te bestrijden" 2/ Hoe dit type project aanpakken: 2.1 Studie en dimensionering (belang van overleg met de bouwheer) 2.2 De warmtegenerator 2.3 De warmtebronnen 2.4 Meergezinswoningen centralisatie 2.5 Luchtdichtheid en dubbele-flux-ventilatie invloed op de keuzes 3/ Het probleem van sanitair warm water 3.1 Correct dimensioneren 3.2 Scheiden of niet? 3.3 Verwarmingsondersteuning op zonne-energie streven naar eenvoud en efficiëntie 4/ Praktijkgevallen: voorstelling van 4 werven (passieve eengezinswoning, energiezuinige meergezinswoning en sportcentrum school) SANYDRO MAINTENANCE Hoogwaardige schil - welke instelling 2

3 1/ Herhaling: overdimensionering "te bestrijden" - Gevolgen van overdimensionering van de verwarmingsketel: toename verlies bij stilstand, kortere werkingscycli brander,... meer energieverbruik - Voor een woning K 55 25W/m³ verwarmd - Voor een woning K 35 15W/m³ verwarmd Specifiek te installeren vermogen [W/m³] voor een vereiste binnentemperatuur van 19 C, een basisbuitentemperatuur van - 8 C en een luchtverversing van 0,7 vol/u Dichtheid van het gebouw Algemeen isolatieniveau (verwarmd volume / verliesoppervlakte) [m] K35 K45 K70 K150 0,5 23,9 31,6 46,3 67,6 1 16,7 19,4 26,6 47,3 1,5 14, ,6 40,6 2 13,9 15,9 21,0 37,2 K35 = energiezuinig gebouw; K45 = goed geïsoleerd gebouw (bouwen met energie); K70 = geïsoleerd gebouw uit de jaren '80; K150 = oud en niet- geïsoleerd gebouw. 3 13,5 15,2 20,2 33, ,8 32,1 SANYDRO MAINTENANCE (Raphaël Beeckmans) Hoogwaardige schil - welke instelling 3

4 1/ Herhaling: overdimensionering "te bestrijden" het herstartvermogen in geval van een tijdelijke onderbreking of een nachtafkoeling hangt af van: - de inertie van het gebouw - de verlaging van de binnentemperatuur - de herstarttijd SANYDRO MAINTENANCE Hoogwaardige schil - welke instelling 4

5 1/ Herhaling: overdimensionering "te bestrijden" Hersta rttijd voor een maxim ale nacht afkoeli ng van 12 uur laag gemiddel d f rh W/m² Voorziene binnentemperatuurval bij de afkoeling 2K 3K 4K Inertie van het gebouw hoog laag gemiddeld hoog laag gemiddeld hoog SANYDRO MAINTENANCE Hoogwaardige schil - welke instelling 5

6 Belang van overdimensionering Verlenging van de stoptijd en dus een toename van het verlies (vermindering van de belastingsfactor van de verwarmingsketel: werkingstijden van de brander in vergelijking met de gebruikstijden van de verwarmingsketel) Ideale belasting = 30% SANYDRO MAINTENANCE Hoogwaardige schil - welke instelling 6

7 Belang van overdimensionering Verkorting van de werkingstijden van de brander en verlenging van de opstartprocedures Hoe overdimensionering identificeren: Werkingstijd van de brander < 4 minuten Jaarlijkse werkingstijd < 1000 tot 1500 uren/jaar 40 kw 19 kw SANYDRO MAINTENANCE (Raphaël Beeckmans) Hoogwaardige schil - welke instelling 7

8 Belang van overdimensionering: hoe te werk gaan Vergeet de 50 tot 80 W/m³ - gemiddeld liggen de berekeningen rond 30 W/m³ Bepaling van het vermogen op basis van de berekening van het verlies van het gebouw (berekening van de schil bepaling van de gemiddelde U-waarde) SANYDRO MAINTENANCE (Raphaël Beeckmans) Hoogwaardige schil - welke instelling 8

9 Belang van overdimensionering: hoe te werk gaan Verkeerde methode door het vermogen van de radiatoren samen te tellen de radiatoren zijn bijna aljjd overgedimensioneerd of door een evenredigheidsregel toe te passen op het volume van het gebouw, van het type W/m³ veel hoger volume dan in werkelijkheid de verliesoppervlakte en niet het verwarmde volume bepaalt de warmtebehoeven of bij renovaje door het vermogen van de bestaande verwarmingsketels over te nemen de oude ketels zijn bijna aljjd overgedimensioneerd aan oude gebouwen zijn vaak energieverbeteringen aangebracht (dubbele beglazing, dakisolaje,...) de verwarmingsketels hebben een beter nuwg rendement SANYDRO MAINTENANCE Hoogwaardige schil - welke instelling 9

10 Belang van overdimensionering: hoe te werk gaan SANYDRO MAINTENANCE (Raphaël Beeckmans) Hoogwaardige schil - welke instelling 10

11 Belang van overdimensionering: hoe te werk gaan SANYDRO MAINTENANCE (Raphaël Beeckmans) Hoogwaardige schil - welke instelling 11

12 Belang van overdimensionering: hoe te werk gaan berekening gebaseerd op het werkelijke verbruik en de belasting SANYDRO MAINTENANCE (Raphaël Beeckmans) Hoogwaardige schil - welke instelling 12

13 Belang van overdimensionering: voorbeelden Borreweg 83: 15 kw noodzakelijk 45 kw geïnstalleerd Rusthuis Les Églantines: 1800 kw geïnstalleerd 870 kw noodzakelijk!!!! Résidence Concorde: 1000 kw geïnstalleerd 400 kw noodzakelijk = hoog verbruik van deze gebouwen!!!!! SANYDRO MAINTENANCE (Raphaël Beeckmans) Hoogwaardige schil - welke instelling 13

14 Belang van overdimensionering: voorbeelden Borreweg 83:15 kw noodzakelijk 45 kw geïnstalleerd wanneer de verwarmingsketel start, levert hij reeds het noodzakelijke vermogen voor een buitentemperatuur van -3 C SANYDRO MAINTENANCE (Raphaël Beeckmans) Hoogwaardige schil - welke instelling 14

15 Belang van overdimensionering: voorbeelden Les Églantines: beperking van het vermogen van de branders kleine vlam in grote warmtewisselaar SANYDRO MAINTENANCE (Raphaël Beeckmans) Hoogwaardige schil - welke instelling 15

16 Belang van overdimensionering: voorbeelden Résidence Concorde: 400 kw noodzakelijk 1000 kw geïnstalleerd Gratis maatregel genomen = een verwarmingsketel uitschakelen, deze hydraulisch isoleren en enkel de best presterende verwarmingsketel in werking houden SANYDRO MAINTENANCE (Raphaël Beeckmans) Hoogwaardige schil - welke instelling 16

17 2/ Hoe projecten met een hoogwaardige schil aanpakken? Belang van de dimensioneringsstudie, warmtebalans: het is niet ongebruikelijk dat het noodzakelijke nominale vermogen voor een appartement grenst aan minder dan 3 kw (-8 C) oftewel gemiddeld 1 kw Prestatieniveau van de schil Verversing n50 (h -1 ) Warmterendement van de recuperator (%) Gemiddelde U- waarde van het gebouw (W.m-2.K - K K45 2, K K19 0, SANYDRO MAINTENANCE Hoogwaardige schil - welke instelling 17

18 2/ Hoe projecten met een hoogwaardige schil aanpakken? SANYDRO MAINTENANCE Hoogwaardige schil - welke instelling 18

19 2/ Hoe projecten met een hoogwaardige schil aanpakken? Indien men beslist om de prestaties van de schil te verbeteren Het verlies via de wanden wordt beperkt door de betere isolatie. De in-/exfiltratie vermindert. Met andere woorden, de dichtheid van het gebouw gaat erop vooruit. In geval van tijdelijke onderbrekingen vermindert het herstartvermogen SANYDRO MAINTENANCE Hoogwaardige schil - welke instelling 19

20 2/ Hoe projecten met een hoogwaardige schil aanpakken? - Belang van overleg met de BH in de keuzes van de temperatuur en de comfortvereisten - Welk type warmteproducent? Het over een andere boeg gooien en de plaatsing overwegen: q van producenten die minder fossiele brandstoffen verbruiken q verwarmingsketels met een zeer laag vermogen en een groot modulatiebereik q hybride en gecombineerde systemen q Passief: gecontroleerde mechanische ventilatie + warmtepomp q Gasabsorptiewarmtepompen q Warmtepomp met compressoren SANYDRO MAINTENANCE Hoogwaardige schil - welke instelling 20

21 2/ Hoe projecten met een hoogwaardige schil aanpakken? Het devies voor de warmtebronnen en de distributie is LAGE TEMPERATUUR: q radiatoren regime 50/30 C (let op de dimensionering) q Vloerverwarming 40/30 C q Convectoren lage temperatuur Een hoog jaarlijks algemeen rendement van de producenten is afhankelijk van deze voorwaarde voorbeeld warmtepomp Hetzelfde principe kan worden toegepast op de andere gebruikers, zoals warmwaterbatterijen in luchtbehandelingsgroepen, ventiloconvectoren of ook de productie van sanitair warm water. Deze uitrustingen werken in het algemeen op een hogere temperatuur. Het wordt aanbevolen deze te overdimensioneren om hun werkingstemperatuur te verlagen, bijvoorbeeld door hen een werkingsregime van het type 70 /40 op te leggen (warmwaterbatterijen, platenwarmtewisselaars die werken met een uitlaattemperatuur van 40, 45 ). Deze praktijk is nog niet gebruikelijk en brengt een overinvestering met zich mee die door de exploitatie rendeert. SANYDRO MAINTENANCE Hoogwaardige schil - welke instelling 21

22 Warmtepomp: optimalisering Parameters die het COP van een warmtepomp beïnvloeden afregeling voor optimalisatie: - Watertemperatuur o.b.v. buitentemperatuur verkeerd ingesteld = oververbruik van 3 tot 13% - Regeling in verhouding tot de retourtemperatuur met instelling van het differentiaal van 3 K (vermijdt storingen) SANYDRO MAINTENANCE (Raphaël Beeckmans) Hoogwaardige schil - welke instelling 22

23 Warmtepomp: optimalisering Parameters die het COP van een warmtepomp beïnvloeden afregeling voor optimalisatie: - - Plaatsing van een buffervat (15 tot 25 l/kw) - Ontdooiing aanzienlijke invloed op de energie-efficiëntie - Debiet: doel van 3% jaarlijks COP belang van dimensionering van de circulatiepomp SANYDRO MAINTENANCE (Raphaël Beeckmans) Hoogwaardige schil - welke instelling 23

24 Warmtepomp: optimalisering Parameters die het COP van een warmtepomp beïnvloeden afregeling voor optimalisatie: - Warmtepomp verkeerd gedimensioneerd = 3 tot 8% extra verbruik, vandaar een degelijke thermische studie (70% van het verlies) SANYDRO MAINTENANCE Hoogwaardige schil - welke instelling 24

25 2/ Hoe projecten met een hoogwaardige schil aanpakken? In de meergezinswoning: De in te zetten lage vermogens schrijven de centralisatie van de warmteproductie voor om aan de behoeften van het gebouw te voldoen Gecentraliseerde stookplaats Warmtenetwerk Enige mogelijkheid om de hoogwaardige producenten "door elkaar te gebruiken" en met "hernieuwbare energie" in contact te komen SANYDRO MAINTENANCE Hoogwaardige schil - welke instelling 25

26 3/ Probleem van sanitair warm water De gevraagde vermogens voor sanitair warm water worden groter dan voor de verwarming van ruimtes, dus om overdimensionering te vermijden is het belangrijk om onderzoek te doen naar de manier waarop sanitair warm water wordt geproduceerd: - Scheiden van de verwarming? - Decentraliseren? - Belang van dimensionering en schatting van de behoeften (opgelet 25 l sanitair warm water op 60 C per persoon en per dag = maximum voor de berekeningen) - In de meergezinswoning cf. berekeningsblad - In de eengezinswoning cf. berekeningsblad SANYDRO MAINTENANCE Hoogwaardige schil - welke instelling 26

27 3/ Probleem van sanitair warm water belang van dimensionering Omschrijving 1) Temperatuur van het sanitair warm water in C Productie: 10 Distributie: 55 2) Behoefte aan sanitair warm water warm water (N): Aantal modules voor sanitair 78 Verbruik (Qm) per module: 85 Temperatuur sanitair warm water: 55 K1 bad + gootsteen + wastafel 1 K3 Normaal 1 K4 Opslagtemperatuur sanitair warm water 1 Qm N x K (liter) 6630 x Qm x N x S (liter) 1861,63 3) Varia Duur verbruiksschijf maximum T (uur): 2,81 Coëfficient i x 0,3 0,29 Gelijktijdigheidscoëfficiënt: 0,28 Verbruik gedurende de piek van 10 min: 670,19 Debiet (l/u): 4021,13 DN start sanitair warm water: 50 Directe boiler Direct vermogen (kw): 210,36 Semidirecte boiler Minimaal semidirect vermogen (kw): 72,00 Maximale semidirecte opslagcapaciteit (l): 435,17 Indien het toepasselijke semidirecte vermogen gelijk is aan: 100,00 Semidirecte opslagcapaciteit (l) is gelijk aan: 351,72 Indien de semidirecte opslagcapaciteit gelijk is aan: 500,00 Semidirect vermogen is gelijk aan: 53,44 Semiaccumulatie (indirect verwarmde boiler) semiaccumulatie = semidirecte maximumcapaciteit (l): Minimumcapaciteit 435,17 Maximumcapaciteit semiaccumulatie (l): 3315,00 Minimumvermogen semiaccumulatie (kw): 18,53 Indien de semiaccumulatieopslagcapaciteit gelijk is aan: 300,00 Semiaccumulatievermogen is gelijk aan: 74,64 Indien het semiaccumulatievermogen gelijk is aan: 30,00 Semiaccumulatieopslagcapaciteit (l) is gelijk aan: 2697,99 Opwarmingstijd van de boiler (u): 4,71 Debiet laadpomp (m³/u): 3,75 Debiet circulatiepomp(2/3 laadpomp) (m³/u): 2,48 Circulatie sanitair warm water Debiet (l/u): 2340 Dt ( C): 5 Vermogen (kw): 13,60 DN circulatie: 25 Te installeren materiaal (semidirect) Merk en type: Alfa Laval Capaciteit (l): 750 liter 115 Uitgewisseld vermogen (kw): Debiet (m³/u): 3,3 Dp - ladingverlies warmtewisselaar (kpa): 2,5 Continu debiet bij 45 C (l/u): 395 Piekdebiet (l/10 min): 385 SANYDRO MAINTENANCE Hoogwaardige schil - welke instelling 27

28 3/ Probleem van sanitair warm water belang van dimensionering SANYDRO MAINTENANCE Hoogwaardige schil - welke instelling 28

29 3/ Probleem van sanitair warm water belang van dimensionering SANYDRO MAINTENANCE Hoogwaardige schil - welke instelling 29

30 3/ Probleem van sanitair warm water belang van dimensionering SANYDRO MAINTENANCE Hoogwaardige schil - welke instelling 30

31 3/ Probleem van sanitair warm water belang van dimensionering eenvoud verwarming op zonne-energie SANYDRO MAINTENANCE Hoogwaardige schil - welke instelling 31

32 4/ Praktijkgevallen Passiefwoning in JETTE GENVEX dubbele flux + thermodynamische warmtepomp sanitair warm water en luchtvoorverwarming + elektrische batterij van 1,5 kw met triac en sondes SANYDRO MAINTENANCE Hoogwaardige schil - welke instelling 32

33 4/ Praktijkgevallen 9 energiezuinige woningen: 1 condensatiegasketel 24 kw + radiatoren 50/30 en sanitair warm water op zonne-energie SANYDRO MAINTENANCE Hoogwaardige schil - welke instelling 33

34 Devies voor succes: - uitrustingen van technisch hoog niveau - zeer nauwkeurig gedimensioneerd - geïnstalleerd volgens een eenvoudig hydraulisch schema SANYDRO MAINTENANCE (Raphaël Beeckmans) Hoogwaardige schil - welke instelling 34

35 SANYDRO MAINTENANCE Hoogwaardige schil - welke instelling 35

36 SANYDRO MAINTENANCE Hoogwaardige schil - welke instelling 36

37 4/ Praktijkgevallen 3 woningen op warmtenetwerk met warmtepomp en opslag van ijs 15 kw SANYDRO MAINTENANCE Hoogwaardige schil - welke instelling 37

38 4/ Praktijkgevallen Sportzaal met 2 gasabsorptiewarmtepompen 70 kw SANYDRO MAINTENANCE Hoogwaardige schil - welke instelling 38

39 Gasabsorptiewarmtepomp Een gasabsorptiewarmtepomp is een êrformantere variant van de klassieke warmtepomp. Enerzijds haalt de gasabsorptiewarmtepomp 50% energie uit gas via een condensatiegasbrander; anderzijds haalt hij 50% energie uit een natuurlijke bron. Dit kan lucht, aarde of water zijn, via ammoniak. Een rendement van 150% berekend op basis van de primaire bron (gas) is niet uitzonderlijk. Er kunnen zelfs rendementen tot 170% worden verkregen in het kader van een verwarmingssysteem via de zon, daar waar elektrische warmtepompen slechts een rendement van 107 % kunnen garanderen voor wat de primaire bron betreft. De gasabsorptiewarmtepomp biedt in het algemeen een vermogen van 35 kw. Een uniek aspect is zijn modulariteit, waardoor dit vermogen met ongeveer 50% kan worden verminderd zonder enig rendementsverlies. SANYDRO MAINTENANCE Hoogwaardige schil - welke instelling 39

40 Principe In een gesloten cyclus begint alles met de opeenvolging: van de absorptie van ammoniakgas (NH3) in aanwezigheid van water om te zorgen voor een geconcentreerde ammoniakoplossing (NH4OH). Deze gaat gepaard met het vrijkomen van een grote hoeveelheid warmte met hoge temperatuur. En de desorptie van diezelfde ammoniakoplossing (NH40H) waardoor ammoniakgas (NH3) vrijkomt. De desorptie vereist warmte. In deze fase is er geen onderscheid tussen dit thermodynamisch systeem en een gasketel met warm water. In plaats van zuiver water in een gesloten circuit te verwarmen, verwarmt men een ammoniakoplossing (NH40H). De vernuftigheid van het principe komt van het gebruik van ammoniak (NH3) in een secundaire koelcyclus waardoor de warmte van een koudebron (ter hoogte van de verdamper) kan worden "opgepompt" om deze vrij te maken ter hoogte van de warmtebron (condensator): deze warmte is gratis! Door het vrijkomen van warmte bij de absorptie en de condensatiewarmte te combineren, is de energiebalans duidelijk positief! Gasabsorptiewarmtepomp SANYDRO MAINTENANCE Hoogwaardige schil - welke instelling 40

41 COP gaswarmtepomp SANYDRO MAINTENANCE Hoogwaardige schil - welke instelling 41

42 Conclusies: - Grondige wijziging van de arbeidspraktijken - Bijzondere aandacht voor de voorstudie en de dimensionering - Geavanceerdere producenten grotere foutenmarge - Berekeningsfouten (debieten, ) worden niet meer gecompenseerd door hogere temperatuurregimes - Devies: een hoogwaardige schil vereist zowel hoogwaardige als aangepaste warmteproductie-uitrustingen SANYDRO MAINTENANCE Hoogwaardige schil - welke instelling 42

43 Bedankt voor uw aandacht. Zijn er vragen? Raphaël BEECKMANS SANYDRO Maintenance SANYDRO MAINTENANCE Hoogwaardige schil - welke instelling 43