DE PRODUCTIE VAN SANITAIR WARM WATER VERBETEREN

Transcriptie

1 PRAKTISCHE GIDS VOOR DE RENOVATIE EN DE DUURZAME CONSTRUCTIE VAN KLEINE GEBOUWEN DE PRODUCTIE VAN SANITAIR WARM WATER VERBETEREN Sanitair warm water verwarmen, verdelen en aftappen, rekening hudend met het aftapprfiel, het cmfrt en de energetische efficiëntie van de installatie PRINCIPES BENADERING In een wngebuw schmmelt het energieverbruik vr de prductie van sanitair warm water (SWW) tussen 10 en 20% van het ttale energieverbruik van het gebuw. Maar er kmt meer kijken bij sanitair warm water dan het energieverbruik ndig vr haar prductie en distributie. Het warmwaterverbruik ratinaliseren is k de drinkwaterreserves beschermen. DOELSTELLING Minimaal De eerste energiebesparing die we kunnen leveren inzake sanitair warm water is het verbruik ervan beperken. De besparing van drinkwater valt dan samen met de besparing van energie. We kunnen het verbruik van warm water verminderen dr: de aftappunten vr warm water, evenals hun gegrafische ligging ten pzichte van de prductie, verstandig te kiezen, zuinige kranen (met laag debiet) te kiezen lekken te vrkmen. De aspecten die het waterverbruik meten beperken, wrden gedetailleerd besprken in een afznderlijke fiche Ratineel mspringen met water (link nderaan in deze fiche). In deze fiche kmen de energieaspecten van de sanitair warmwaterprductie aan bd. Aangeraden Het del is het ndige sanitair warm water prduceren met een z grt mgelijk rendement en een z klein mgelijke uitstt van vervuilende stffen. Een minimale impact p het milieu wrdt verkregen dr: de SWW-prductieplaats z centraal mgelijk te kiezen. warmteprductie met hg rendement te kiezen, zals gasgestkte cndensatiesystemen, de pslagvlumes te beperken en heel ged te isleren, de distributiekringen te beperken en ged te isleren, eventueel gebruik te maken van een hernieuwbare energiebrn, zals de zn f bimassa. Tch blijft de keuze van het systeem vr warmwaterprductie in feite vaak een cmprmis tussen de investering, de energetische efficiëntie en het gewenste cmfrt. Ze hangt k sterk BLADZIJDE 1 VAN 10 DE PRODUCTIE VAN SANITAIR WARM WATER VERBETEREN FEBRUARI 2007

2 af van de keuze van het verwarmingssysteem. Zich verwarmen met een warmtepmp bijvrbeeld maakt elektriciteit nageneg nntbeerlijk vr de sanitaire prductie als men weet dat warmtepmpen die gedimensineerd zijn vr de verwarming van lkalen, geen water p hge temperatuur kunnen prduceren. Als de verwarming gebeurt met een cndensatieketel, zal men eerder vrdeel halen uit deze prestatiegerichte technlgie dr ze te cmbineren met sanitaire prductie. Hetzelfde geldt vr een hutverbrandingsketel. KEUZE-ELEMENTEN TECHNISCHE ASPECTEN > Aftappunten die weinig warm water verbruiken Kraanwerk met een laag debiet, dat heel snel de gewenste temperatuur kan leveren (een thermstatische mengkraan bijvrbeeld) en dat de afname kan cntrleren p basis van de aanwezigheid van de gebruiker (drukknp vr penbare duches bijvrbeeld), geniet de vrkeur. Het gebruik van mengkranen die dreigen nndig in de warmwaterstand te blijven staan, wrdt k afgeraden. Mengkranen met twee grepen meten de vrkeur krijgen. Er bestaan k kranen met blkkering die het debiet beperken per plateau zdat p het mment zelf enkel het ndzakelijke waterdebiet wrdt gebruikt. Andere mgelijkheden m het verbruik van warm en kud water te beperken, zijn gedetailleerd beschreven in een afznderlijke fiche. > Centrale f lcale prductie? Architecturale en technische gevlgen Om distributieverliezen te beperken, plaatst men de prductie het best in de nabijheid van zveel mgelijk gegrepeerde aftappunten. In wningen is een plssing hiervr het bven elkaar plaatsen van keukens en badkamers. Vr geïsleerde en verre aftappunten met een gedecentraliseerde prductie in de nabijheid van deze punten de vrkeur krijgen. Z wrdt een grte distributiekring vr maar enkele gebruikers vermeden. Dit kan met mdulerende bereiders p gas type met luchtgat. Zij geven gede resultaten p het vlak van nuttig prductierendement en cmfrt. BLADZIJDE 2 VAN 10 DE PRODUCTIE VAN SANITAIR WARM WATER VERBETEREN FEBRUARI 2007

3 > Prductie cmbineren met de centrale verwarmingsketel f niet? Architecturale en technische gevlgen Als het nminale vermgen vr het sanitair warm water kleiner is dan 30% van het vermgen van een warmteprductiemdule vr de verwarming van het gebuw, met de ntwerper de installatie verwegen van een speciaal vrziene prductie (dit wil zeggen specifiek vr sanitair warm water en nafhankelijk van de verwarmingsinstallatie) vr de verwarming van het sanitair warm water. De begininvestering vr deze plssing is wel duurder. Als de centrale verwarmingsketel gebruikt wrdt vr de prductie van warm water, met men erp letten dat de prestaties van de ketel niet verslechteren dr de bereiding van water p hge temperatuur. Dit kan dr een aangepast systeem te kiezen. Men kan bijvrbeeld kiezen (vr de gemiddelde vermgens) vr een cndensatieketel met 2 returs, een lage temperatuurretur vr het verwarmingscircuit en een hge temperatuurkring vr de sanitaire biler. In het geval van een gecmbineerde prductie met een drstrmbiler (bijvrbeeld een muurketel) is het mgelijk m de cndensatie te expliteren vanaf het sanitair warm water dr te kiezen vr een ketel met een vergedimensineerde sanitaire warmtewisselaar (bijvrbeeld, een ketel die werkt met een returtemperatuur rnd 45 C). De regeling van het systeem mvat een sanitaire vrrang die de temperatuur van de ketel enkel pnieuw det stijgen als er sanitair water wrdt gevraagd. MILIEUASPECTEN > Energiedrager Bij het kiezen van de energiedrager vermijdt men het best elektrische bereiders (middelmatig rendement van de centrales en hge prijs per kwh), behalve vr alleenstaande aftappunten die erg weinig water verbruiken; men kan dan kleine elektrische prducties verwegen die vrzien zijn van een klein reservir (in een kitchenette vr het afwassen van kpjes bijvrbeeld). Bij dergelijke elektrische testellen (5 tt liter water maximum) beperkt een lkale klk de peride van temperatuurbehud en dus het energieverlies. Deze minibilers zijn immers vaak minder ged geïsleerd dan de grte bilers. Vr wat de fssiele brandstf betreft, geeft gas vr eenzelfde energieverbruik 20% minder uitstt van CO2 dan stklie. In het kader van duurzame architectuur zijn thermische znnepanelen natuurlijk aangeraden. In het algemeen stelt men dat znne-energie 30 tt 50% van de sanitaire warmwaterbehefte kan dekken. Vr meer details verwijzen we naar de fiche ver znnebilers. > Energetische impact van de pslag In de nderstaande tabel kunnen we aan de hand van de seizensrendementscijfers van het VITO (Vlaams Technlgisch Onderzek) in het kader van een diagnse van een huishudelijke installatie (prgramma SAVE BELAS), de impact nagaan van het al dan niet pslaan van sanitair warm water. We zien dat: de drstrmbiler, al dan niet gecmbineerd met een gasketel vr de verwarming, het beste rendement (90%) biedt, mdat er geen verlies is dr pslag. BLADZIJDE 3 VAN 10 DE PRODUCTIE VAN SANITAIR WARM WATER VERBETEREN FEBRUARI 2007

4 gasaccumulatren minder ged presteren dan drstrmbilers vanwege de pslagverliezen (69 tt 83%). de keuze van een vrraadvat verbnden met een verwarmingsketel een rendement van 41 tt 83% biedt. Het beste rendement werd bereikt dr de cmbinatie van een nieuwe ketel met een vrraadvat in hetzelfde mhulsel met een gede islatie (10 cm), en werkend p glijdende temperaturen (temperatuur van het verwarmingswater geregeld p basis van de buitentemperatuur vr de verwarming). Met verwarmingsketel verbnden vrraadvat (1 gezamenlijk mhulsel) Met verwarmingsketel verbnden vrraadvat (2 afznderlijke mhulsels) Dikte van de islatie van het vat Oude ketel met cnstante T Nieuwe ketel met cnstante T Nieuwe ketel met glijdende T Oude ketel met cnstante T nieuwe ketel met cnstante T nieuwe ketel met glijdende T Drstrmbiler p gas (al dan niet gecmbineerd met verwarming) met elektrnische ntsteking Rendement 2,5 cm 5 cm 10 cm 46 % 52 % 56 % 61 % 69 % 74 % 69 % 78 % 83 % 41 % 48 % 54 % 54 % 64 % 72 % 61 % 72 % 81 % 90 % 90 % 90 % Warmwaterreservir p gas 69 % 78 % 83 % Warmwaterreservir p elektriciteit 76 % (29% primaire energie) 78 % (33% primaire energie) 93 % (35% primaire energie) Berekening p basis van de vlgende vernderstellingen: jaarlijkse vraag naar SWW: 43 liter/pers./dag aan 40 C vr een gezin van 4 persnen, eventueel pslagvlume van 150 liter en gemiddeld rendement van de elektriciteitsprductie in België: 0,38 We wijzen eveneens p het belang vr het energieverbruik van een niet-permanente waakvlam bij waterverwarmers en badgeisers. Dit wrdt belangrijker naarmate het verbruik van warm water kleiner is. De plaats van een biler kan eventueel helpen de verliezen 's winters drheen de mantel te recupereren. Dit kan bijvrbeeld met een biler in een hek van de keuken. Als de radiatr in deze ruimte vrzien is van een thermstaat, vrmen de verliezen van de biler een nuttige bijverwarming tijdens het verwarmingsseizen (ngeveer 250 dagen per jaar). ECONOMISCHE ASPECTEN > Kstprijs van sanitair warm water Enkele rdes van grtte: 1 liter water van 40 C kst tussen 0,2 en 0,45 ct aan energie (gas f stklie, al naar gelang de efficiëntie van het prductiesysteem) en 0,3 ct aan water, fwel 0,5 tt 0,75 ct in ttaal. BLADZIJDE 4 VAN 10 DE PRODUCTIE VAN SANITAIR WARM WATER VERBETEREN FEBRUARI 2007

5 Een duche van 5 minuten met een spaarkp verbruikt 40 liter warm water en 1,7 kwh gas, vr een ttale factuur (water inbegrepen) van 0,20. Ter vergelijking: een bad van 100 liter zrgt vr een gasverbruik van 4,2 kwh en een factuur van 0,50. Een rendabele vaatwasmachine verbruikt 8 tt 15 liter warm water in vergelijking met een veertigtal liter vr dezelfde vaat met de hand (maar de vergelijking van de kstprijs en de impact p het milieu met rekening huden met de efficiëntie van de beide prductiesystemen, namelijk altijd elektrisch vr de afwasmachine, en idealiter p znne-energie, en dikwijls gas vr het tapwater...) > Aftappunten Zuinige wateraftappunten kunnen meer ksten, maar dat is niet altijd het geval. Een duche met bijvrbeeld niet meer ksten dan een badkuip. Op smmige wastafels geen warm water vrzien, is k een besparing. De rendabiliteit van een systeem ten pzichte van een ander met rekening huden met de kstprijs van de energie maar k van het water. > Systemen Op het vlak van investeringen: het centraliseren van de SWW-prductie en het cmbineren ervan met het verwarmingssysteem is vaak ecnmisch interessanter dan het tevegen van gedecentraliseerde prductiesystemen. Tch kan het energieverbruik p termijn grter zijn. Elk ntwerpprject is bijna een uniek geval, het is dus meilijk m de terugverdientijd van de investering te berdelen. een drstrmbiler is minder duur qua investering dan een prductie met pslag. Hij is theretisch k zuiniger in het verbruik (dr het betere rendement), maar kan prblemen geven qua cmfrt. > Distributie He grter het distributiecircuit, he grter het verlies, en dus k de explitatieksten. Het isleren van alle verliesppervlakken heeft een terugverdientijd van minder dan een jaar. Zelfs binnen in het gebuw met de distributiekring geïsleerd wrden (in de zmer kan het warmteverlies van de leidingen niet van nut zijn vr de verwarming van het gebuw). Twee vrbeelden: een met 5 cm mineraalwl geïsleerd vrraadvat van 300 liter verliest 760 kwh per jaar (ngeveer 38 /jaar). Met 10 cm islatie bedraagt het verlies 390 kwh per jaar (ngeveer 20 /jaar). 1 m niet-geïsleerde distributiekring van 1 (1 duim = diameter van 34 mm f DN 25) verliest 374 kwh per jaar (de kstprijs van dat verlies is ngeveer 20 /jaar). Als de leiding geïsleerd is (islatiemateriaal met lambda = 0,04 W/m.K en 2 cm dikte) wrdt het energieverlies beperkt tt 100 kwh per jaar, ged vr een financiële winst van ngeveer 15 /jaar. MAATSCHAPPELIJKE EN CULTURELE ASPECTEN > De mentaliteit veranderen Hebben wij altijd warm water ndig? Op smmige plaatsen valt dat ng wel eens te bekijken. Warm water is bijvrbeeld niet absluut ndzakelijk vr wastafeltjes in tiletten (privé f penbaar). Ok smmige traditinele tepassingen van warm water, zals bijvrbeeld vr het nderhud van vleren, kunnen in vraag wrden gesteld. BLADZIJDE 5 VAN 10 DE PRODUCTIE VAN SANITAIR WARM WATER VERBETEREN FEBRUARI 2007

6 > En de gezndheid? Vandaag de dag met van bij het ntwerp van de installatie vr warmwaterprductie rekening wrden gehuden met de leginellaprblematiek: Prductie en pslag van sanitair warm water: leginella is niet bestand tegen hge temperaturen. Het systeem vr warmwaterprductie met dus permanent water van 60 C leveren. Geef k de vrkeur aan drstrmb ilers. Als men water met pslaan, kiest men best vr gemakkelijk tegankelijke en inspecteerbare bilers m het nderhud ervan te vereenvudigen. Vr de distributie: stilstaand water is ideaal vr de wekering van leginella. Men met er dus vr zrgen dat het distributienet ntwrpen is vlgens de geldende regels van de gede praktijk: Kies vr materiaal dat de kans p de vrming van een bifilm beperkt en dat bestand is tegen crrsie (verkies vral kper bven gegalvaniseerd staal). Plaats een luscircuit p het sanitair warmwaternet. Dat hudt het water p tt aan de afneempunten. Zrg er daarentegen wel vr dat de temperatuur van de kudwaterkring nit hger is dan 25 C. Isleer de installaties en schaf alle dde armen af: men bespaart energie en beperkt de kans p het ntwikkelen van leginella. Vrzie het net van thermmeters waarmee gevelige punten vlt kunnen wrden gecntrleerd. Plaats aftapkraantjes p de kritieke plaatsen. Op de afneempunten: meng het water z dicht mgelijk bij het afneempunt (maximumtemperatuur 40 ) en vrzie de duches bij vrkeur van thermstatische kranen. > En het cmfrt? Cmfrt heeft meerdere aspecten: De stabiliteit van de gewenste watertemperatuur, die in verband staat met de kwaliteit van de regeling van de sanitaire warmwaterprductie. De wachttijd, die maar vr een bepaald aftappunt en niet vr een vlledige installatie kan wrden berdeeld. Die is afhankelijk van de gemetrie van de distributie tussen de warmwaterprductie en het betreffende aftappunt. Een te lange wachttijd heeft als gevlg dat een bepaalde heveelheid kud f lauw water ngebruikt in de gt terechtkmt. De eclgische verspilling is duidelijk. De wachttijd met k berdeeld wrden p basis van het aftappunt. Vr een bad bijvrbeeld waarin de gebruiker 90 liter water van 39 C wil laten lpen, is het geen v erspilling als hij eerst 12 liter kuder water met laten lpen, dat nadien met de vlgende 78 liter water van iets meer dan 40 C wrdt gemengd. Dit geldt natuurlijk niet vr een wastafel waar men een halve liter water van 35 C ndig heeft. Als de gewenste temperatuur niet wrdt verkregen (nafhankelijk van de tijd): dit heeft te maken met een gebrek aan vermgen als er tegelijkertijd p verschillende punten wrdt afgenmen en deze punten geved wrden dr dezelfde sanitaire warmwaterprductie. Vr wat het cmfrt betreft, is gedeeltelijke f ttale pslag het best geschikt vr een nietdrlpende afname (de meeste gevallen). De pslag dient dan als buffer en temperatuurschmmelingen te wijten aan de reactietijd van de prductie wrden vermeden. De meestal gedkpere drstrmbilers (geïntegreerd in een verwarmingsketel, f met een platenwarmtewisselaar,...) kunnen temperatuurschmmelingen vertnen als het aftapdebiet varieert. Aftappunten vrzien van een thermstatische kraan kunnen de temperatuurschmmelingen echter beperken, vr zver die niet te bruusk zijn. Drstrmbilers vr huishudelijk gebruik zijn qua cmfrt verbeterd dankzij bijvrbeeld minireserves en de mdulering van de brander. BLADZIJDE 6 VAN 10 DE PRODUCTIE VAN SANITAIR WARM WATER VERBETEREN FEBRUARI 2007

7 DE JUISTE KEUZE MAKEN Zals hger reeds gezegd, is elk prject een bijznder geval, en dat is zeker z vr sanitair warm water. Bvendien leiden de bvenstaande argumenten sms tt verschillende keuzes. De nderstaande tabellen geven een verzicht van de verschillende argumenten m te helpen bij het kiezen van een aangepast systeem in het beschuwde geval. Gecentraliseerde prductie Gedecentraliseerde prductie Technische mgelijkhei d Milieu bij gede islatie van het vrraadvat Kstprijs investering Kstprijs explitatie Cmfrt bij gede islatie van het vrraadvat Technische mgelijkheid Milieu Kstprijs investering Kstprijs explitatie Cmfrt In cmbinatie met de verwarming Niet in cmbinatie met de verwarming Cmbineren indien het vermgen warm water > 30% van het vermgen verwarming Cmfrt Technische mgelijkhei d Milieu Kstprijs investering Kstprijs explitatie Stabiliteit t Wachttijd Verwervin g t Vrraadvat Drstrmbiler IN DE PRAKTIJK p gas f stklie indien elektrisch: nachttarief In de verschillende fasen van de ntwikkeling en realisatie van een prject meten maatregelen wrden genmen: PROGRAMMERING het aantal aftappunten met geratinaliseerd wrden p basis van de beheften, znder te vergeten dat de wastafels in gemeenschappelijke sanitaire ruimten niet ndzakelijk warm water beheven; BLADZIJDE 7 VAN 10 DE PRODUCTIE VAN SANITAIR WARM WATER VERBETEREN FEBRUARI 2007

8 SCHETS Als de met de SWW-prductie gecmbineerde verwarming p hut is: een vldende grte pslagruimte vrzien, die tegankelijk is vr een vrachtwagen met blazer. Als de met de SWW-prductie gecmbineerde verwarming een warmtepmp is: nagaan f men een terrein ter beschikking heeft dat geschikt is vr de installatie van ingegraven cllectren, dit wil zeggen ngeveer tweemaal de te verwarmen ppervlakte. De mgelijkheid vr het plaatsen van znnecllectren als vrverwarming met verwgen wrden (riëntatie van de daken, beschikbare ruimte in de stkplaats,...). VOORONTWERP Men bepaalt de beheften en het verbruiksprfiel in het gebuw (gelijktijdigheidscëfficiënt, gemiddeld debiet per aftappunt,...). Op basis van de beheften bepaalt men het geschikte systeem: al dan niet gecentraliseerd, drstrm f met vrraadvat,... Vr installaties in cllectieve wngebuwen gebeurt de eerste dimensinering van de znne-installatie met behulp van een aangepaste sftware, bijvrbeeld QuickScan. Opgelet vr de hardheid van het water: misschien met een ntharder vrzien wrden. UITVOERINGSONTWERP, DOSSIER VOOR DE BOUWVERGUNNING Een typebestek vr installaties vr sanitair warm water is ter beschikking p Energie+ f p de site van Leefmilieu Brussel. Een ander bestek, pgemaakt p verzek van Leefmilieu Brussel, is te vinden p de site van Sibelga f van Leefmilieu Brussel. De installatie van znnecllectren is niet meer nderwrpen aan een stedenbuwkundige vergunning als: ze geïntegreerd is in een dakvlak (helling < 45 C) ; ze minder dan 20% van het dakppervlak beslaat; het pand niet beschermd is f binnen de beschermde perimeter van een al beschermd pand staat. Het is wel raadzaam m dit na te gaan bij de stedenbuwkundige dienst van de gemeente. ONDERHOUD-GEBRUIK Behalve het nderhud van de SWW-prductie (ketel) mag men k niet vergeten de kalkaanslag p de bereider te cntrleren (fwel de spiraalbuis van een vrraadvat, fwel de platen van de warmtewisselaar van een drstrmbiler). Om zich te wapenen tegen de kans p prliferatie van leginella: het SWW laten werken aan temperaturen bven 55 C; zrgen vr een dagelijkse temperatuurshck, namelijk een temperatuurstijging van de bilers tt 60 C gedurende 30 minuten f tt 70 C gedurende 4 minuten. In de meeste mderne ketelregelaars is een heat-and-flush geprgrammeerd. Een bedrijfsplan is een waardevl preventie- en werkinstrument dat best in gebruik wrdt genmen vanaf de vrlpige plevering van de installatie: een beschrijving van de installaties in de vrm van een schema f plan een analyse van de risic s dr het aangeven van gevelige punten en mgelijke risictestellen AFBRAAK-WIJZIGING De SWW-distributiecircuits wrden gedurende de levensduur van de installatie vaak gewijzigd. Om de ntwikkeling van leginellahaarden te vermijden en energieverlies tegen te gaan, wrden alle dde armen verwijderd; dit zijn delen van de installatie waarin het water kan afkelen en vral stilstaan. Bvendien met elke nieuwe kring nmiddellijk thermisch wrden geïsleerd. BLADZIJDE 8 VAN 10 DE PRODUCTIE VAN SANITAIR WARM WATER VERBETEREN FEBRUARI 2007

9 AANVULLENDE INFORMATIE ANDERE AANDACHTSPUNTEN Hiernder vindt u een lijst met fiches die k handelen ver de prductie van sanitair warm water: WAT02 - Ratineel mspringen met water ENE14 - De beste manier kiezen m warmte te prduceren ENE19 - Een znnebiler verwegen CSS11 - Interne vervuilingsbrnnen beperken: bicntaminanten BIBLIOGRAFIE Algemene infrmatie ver de bereiding van SWW p znne-energie Gids vr een duurzaam energientwerp vr de cllectieve huisvesting: in papieren versie bij Leefmilieu Brussel; in elektrnische versie p de site Energie+: www-energie.arch.ucl.ac.be/ Apere: vereniging vr de bevrdering van hernieuwbare energie. Leefmilieu Brussel: De Stadswinkel BLADZIJDE 9 VAN 10 DE PRODUCTIE VAN SANITAIR WARM WATER VERBETEREN FEBRUARI 2007

10 Technische infrmatie ver de bereiding van SWW met znne-energie TV 212, Gedragscde vr de installatie van znnebilers, WTCB Typebestek Znne-energie, beschikbaar p de site van Leefmilieu Brussel BIM: menu Ondernemingen / Energie / Hernieuwbare Energie / Instrumenten Sftware QuickScan, beschikbaar in Energie+: nderdeel Sanitair Warm water / Berekeningen / Quick Scan Cllectieve huisvesting Algemene infrmatie ver de premies vr znne-energie in het BHG: Leefmilieu Brussel - BIM: De Stadswinkel vzw: Sites van de verschillende gemeentelijke verheden Sibelga: Vermindering van federale belastingen vr particulieren: Vermindering van federale belastingen vr ndernemingen: htm Tecsl: Franse vereniging vr de prmtie van znne-energie. BLADZIJDE 10 VAN 10 DE PRODUCTIE VAN SANITAIR WARM WATER VERBETEREN FEBRUARI 2007