economische isolatiedikten 98 voorleidingen1 Y Ir. H.J. Scholten Isolatieprijzen Benaming, afkortingen en eenheden Y

Transcriptie

1 Economischeisolatiedikten voorleidingen1 Ir. H.J. Scholten Economische isolatiedikten voor leidingen Y Inleiding Aannamen 3. Handleiding 3 Warmteprijs Aardgas Olie als primaire als primaire brandstof brandstof Kolen Elektriciteit als primaire als primaire brandstofprijs brandstof Y Voorbeeld bepaling isolatiedikte warmteisolatie economische isolatiedikten Isolatieprijzen Benaming, afkortingen en eenheden Y Tabellen 9. Formules Y Het van hoofdstuk6 artikel Economische uit de werkmap isolatiedikten van CINI voor(commissie leidingen Isolatie een verkorte Nederlandse uitgave Industrie).

2

3 Economische isolatiedikten voor leidingen Y Inleiding Indithoofdstukkandegebruikerzelfaandehandvaneenaantal variabelen juist een voldoende vaststellen, energiebesparing wat de gewenste wordt isolatiedikte bereikt om is waarbij de investering Het isoleren te verantwoorden. nog project of alsvan eenleidingen onderdeel wordt van een gezien investeringsproject. als een klein investerings- uitgegaan dat dit isolatieproject gelijk andere investeringen Eraan is van economische criteria van eigen onderneming voldoet. Voor begrippen van investeringsvoorstellen. en methodiek wordt verwezen naar C Beoordeling de Teneinde berekeningenwaarbijrekeninggehoudenwordtmetlevensduur,afschrijving, belasting, enz. rente, plus onderhoud, het criterium bediening, dat de onderneming stijging brandstofkosten, niet verzeild te geraken allerlei complexe economische gen investeringen stelt, is gezocht naar een algemeen geaccepteerde voor haar eidiktevoorleidingwerk.hetblijktdatereenmethodeisdievoldoet het bepalen van de economische optimale isolatie- aaneconomischeofbedrijfsspecifiekevoorwaardenenbruikbaaris vanhetdirecteverbandtussendebesparinginheteerstejaarnahet een brede groep gebruikers. Deze methode de vaststelling aanbrengenvandeisolatiediemoetwordenbereiktenhetgeïnvesteerde diedeondernemingvoorhaarprojectenstelt.indezeuitwerkingis vermogen. Hierin zitten dan alle aannamen verdisconteerd gekozen vannlg1000.indechemischeindustriewasdezeverhouding(fac- 200 in het eerste jaar besparen per investering tor worden 5) omgrootste beter aan gemene te sluiten deler. Eeneigen andere bedrijfssituatie waarde kanmaar gekozen geeftweleenanderesetvanoplossingen,danweleenanderesetvan het tabellen. 2. Aannamen Voor 1. De degewenste uitwerking isolatiedikte uitgegaan is die vandikte de volgende waarbij nog aannamen: doendeenergiebesparingwordtbereiktomdeinvesteringtever- antwoorden. juist een vol- Deenergieverliezennemennamelijkmindersnelafnaarmatedeisolatie 2. De dikker isolatie wordt. maakt deel uit van een investeringsproject. De in-

4 Y Economische isolatiedikten voor leidingen vesteringkanderhalvefiscaalwordenafgeschrevenmet20%per 3. jaar Delevensduurvanhetisolatieprojectwordtgesteldop10jaar, van boekwaarde. dit wordt zalnihil in deverondersteld. meeste gevallen correct zijn. liquidatiewaarde Het De energieprijzen tarief van vennootschapsbelasting stijgen met 7% per jaar. is 35%. Het voerbaar later alsnog en relatief vergroten duur. van Daarom de isolatiedikte hier gekozen is niet voor goed uit- jaarlijkse prijsverhoging van de energie. een 6. Er Isolatiewordtalslaatstetijdensdeconstructiefaseaangebracht. men. derhalve géén afschrijving op bouwrenten meegeno- 7. verschillenafhankelijkvanhettoegepastemateriaalendedikte Onderhoudskosten aan isolatie krijgt men altijd, maar zullen van beschouwing isolatie. gelaten. Omwille van eenvoud zijn deze hier buiten 8. besparing Dekostenvandeisolatietenopzichtevandebereikteenergie- risico svoldoendezijngecompenseerd.hierwordtdaaromvoor nog verantwoord als kapitaalslasten de na industrie belasting uitgegaan van isolatiekosten. van een besparingspercentage van 16% Op gende basis formule van voorgaande een factor worden aannamen gehanteerd kan met voor behulp devan berekening de voldoortothetafwegenvandeisolatiekostenendeenergiebesparingen de economische isolatiedikte. De berekening beperkt zich hier- over eerste jaar na realisatie. Investeringinisolatie Kostenbesparinginheteerstejaarvoorbelasting Deze factor bedraagt voor: =Factor particuliere en voor nutsbedrijven:9,3 bedrijven:5,0 3. Handleiding Alvorens gen moet de onderstaand tabellen voor overzicht de economische doorlopenisolatiedikte worden voor te de raadple- probleemstelling. juiste

5 Economische isolatiedikten voor leidingen Y Mediumtemperatuur in C In Omgevingstemperatuur de tabellen wordt gewerkt in C met de verschiltemperatuur in C. Voordeisolatieisrekeninggehoudenmetdejuisteuitwendigepijpdiameters volgens DIN en ANSI. De leidingdiameter nominaal in mm Voor Situatie eenbinnen geïsoleerde of buiten vectie. Voor een geïsoleerde leiding leiding binnenbuiten wordt wordt gerekend gerekend met vrije metcon- gemiddelde windsnelheid van 5 m/s over het jaar. een Voordesituatiebuitenisdewarmte-overdrachtvandeisolatiemantelnaardeomgevinggroterdanbinnen.Voordeeconomischedikte wordt situatie buiten genomen. Dekeuzeis: Bedrijfstijd uurperjaarvoor2ploegendienst; continubedrijf; 2080 kantoorsituaties. Voor Isolatiemateriaal de uitwerking en afwerking van de economische isolatie king ingevoerd voor soorten isolatiematerialen. isolatiedikte is een beper- Voordewarmeleidingenisglaswolensteenwolinschalenen dekens uitgewerkt. Alsdezeprijsnietbekendisdankanmiddelsdeprijsdievoorhet De warmteprijs in NLG/GJ aardgas, worden bepaald kolen, wat olie warmteprijs of elektriciteit is. en ketelrendement Zieparagraaf4t/m6voordeconversie. Alsinformatiewordendeeenheidsprijzenperstrekkendemetervoor De isolatieprijs Deze diverse prijzen isolatiematerialen zijn gehanteerd gegeven. isolatiedikte. voor de bepaling van de economische

6 Y Economische isolatiedikten voor leidingen Zoals Economisch de criterium NLG200bespareninheteerstejaarnainvesterenperNLG1000 inleiding reeds is weergegeven, wordt uitgegaan van investering. 4. Warmteprijs In 4.1. Nederland Aardgas wordt als primaire aardgas brandstof afgerekend op basis van Slochterenkwaliteitmeteenondersteverbrandingswaardevan31,65MJ/mo 3. Als Prijzenwordenopgegeveninct/mo ketelrendementen kunnen worden 3. Hogedruk stoomketels gehanteerd: Middendruk stoomketels Lagedruk Hoog rendement stoomketels CV-ketel 0,90 Verbeterd Conventionele rendement CV-ketel CV-ketel ketelrendement 0,74 0,82 0,76 0,84 De In woorden: aardgasprijs warmteprijs in centen in gulden per normaal per gigajoule kubieke wordt meter gevonden te vermenigvuldigenmettien(vanwegeenheden)entedelendoor31,65megajoule per normaal kubieke meter het ketelrendement. door de Formule:Informulevormkandewarmteprijsberekendwordenuit: Warmteprijs(NLG/GJ)= Aardgasprijs(ct/m o 3 ) 10 31,65MJ/mo 3 Nk Tweesituatiesmoetenonderkendworden,namelijkzwarestookolie 4.2. Olie als primaire brandstof met gen 41,45 een zwavelgehalte MJ/kg en huisbrandolie minder dandie 1% afgerekend en die afgerekend wordt tegen wordt 36,3 te- MJ/liter. De Voor prijzen groteworden industriële opgegeven stoomketels in NLG/ton. stookolie mag gerekend worden met dieeen gestookt ketelrendement worden met vanzware Voor CV-ketels die gestookt worden met huisbrandolie mag gerekend Voorzwarestookoliewordtdewarmteprijsinguldenspergigajoule worden met een ketelrendement van 0,86. 0,8.

7 Economische isolatiedikten voor leidingen Y berekend 41,45 MJ/kg door ende hetstookolieprijs ketelrendement. in guldens per ton te delen door Voor berekend huisbrandolie door de huisbrandolieprijs wordt warmteprijs in guldens in guldens per ton perte gigajoule nigvuldigen met 0,9 (dichtheid van olie) te delen door verme- megajoule per liter en het ketelrendement. 36,3 Formule:Warmteprijs(NLG/GJ)=Stookolieprijs(NLG/ton) 41,45MJ/kg Nk Warmteprijs(NLG/GJ) Huisbrandolieprijs(NLG/ton) = 0,9kg/liter 36,3MJ/liter Nk In 4.3. Nederland Kolen alsworden primaire kolen brandstofprijs men onderste verbrandingswaarde afgerekend van 29,30 op basis MJ/kg. van een aangeno- De Als prijzen ketelrendement worden opgegeven kan 0,85 genomen NLG/ton. De warmteprijs in per gigajoule worden. kolenprijsinguldenspertontedelendoor29.30mj/kgenhetketelrendement. wordt berekend door Formule:Warmteprijs(NLG/GJ)=Kolenprijs(NLG/ton) 29,30MJ/kg Nk In 4.4. Nederland Elektriciteit wordt alselektriciteit primaire brandstof ting van elektriciteit warmte isafgerekend volledig. Slechts in ct/kwh. warmteverliezen De omzet- inhetomzettingsapparaat(ketelofboiler)kunnenhierafbreukaan doen. De elektriciteitsprijs warmteprijs in inguldens centen per perkilowattuur gigajoule wordt te delen berekend door 0,36. door de Formule:Warmteprijs(NLG/GJ)=Elektriciteitsprijs(ct/kWh) 0,36

8 Y Economische isolatiedikten voor leidingen 5. Voorbeeld bepaling isolatiedikte warmte-isolatie Gevraagd wordt de isolatiedikte te bepalen voor een stoomleiding. Mediumtemperatuur Gegeven is: Omgevingstemperatuur 120 Leidingdiameter 80 mm C Situatie Bedrijfstijd binnen Isolatiemateriaal glaswolschalen 8320 uur/jaar Afwerking Brandstofaardgasprijs aluminium Ketelrendement 26ct/mo 0,90 3 Uitgaandevan Uitwerking: ketelrendementbovengenoemdeaardgasprijsvan van 0,90 wordt warmteprijs 1026ct/mo NLG/GJ. 3 eneen derstaand overzicht is uitgewerkt wat de minimale jaarkosteninwor- denop mischeisolatiediktewordt50mm.dezewaardeistevindeninde basis van het gehanteerde economisch criterium. econo- on- tabellen voor warmteisolatie. Isolatiedikte in mm Investeringskosten Warmteverlies 55 36, ,0 44, , ,5 31 NLG/m Warmtekosten 16,5 14,7 12,3 10,5 9,5 W/m Besparing opvolgend 0 1,8 2,4 1,8 1,2 Vereiste besparing 0,7 1,1 1,2 1,4 NLG/m jaar Totale (20%inv.+besp.) kosten 23,8 22,5 21,2 20,6 20,8 NLG/mjaar Uit isolatie het wordt bovenstaande afgewogen voorbeeld of de besparing volgt datdoor telkens verminderde voor een dikkere teverliezen wel opweegt tegen de meerinvestering. Dit zelfdewarm- taatwordtverkregendoorhetminimumtebepalenvoor20%vande resul- investering de tabel hiervoor). en de jaarlijkse warmtekosten(zie de onderste regel uit

9 Economische isolatiedikten voor leidingen Y Tabellen economische isolatiedikten Serietabellenvoordeeconomischeisolatiediktevoorwarmeleidingen, De temperatuurverschillen geïsoleerd met glaswoltussen of steenwol. van80t/m500 C medium en de omgeving lopen Depijpdiametersvan15t/m600mm.

10 Y Economische isolatiedikten voor leidingen Tabel1. Economische isolatiedikten(15-20 mm).

11 Economische isolatiedikten voor leidingen Y Tabel2. Economische isolatiedikten(25-32 mm).

12 Y Economische isolatiedikten voor leidingen Tabel3. Economische isolatiedikten(40-50 mm).

13 Economische isolatiedikten voor leidingen Y Tabel4. Economische isolatiedikten(65-80 mm).

14 Y Economische isolatiedikten voor leidingen Tabel5. Economische isolatiedikten( mm).

15 Economische isolatiedikten voor leidingen Y Tabel6. Economische isolatiedikten( mm).

16 Y Economische isolatiedikten voor leidingen Tabel7. Economische isolatiedikten( mm).

17 Economische isolatiedikten voor leidingen Y Tabel8. Economische isolatiedikten( mm).

18 Y Economische isolatiedikten voor leidingen Tabel9. Economische isolatiedikten( mm).

19 Economische isolatiedikten voor leidingen Y Tabel10. Economische isolatiedikten(600 mm). 7. Isolatieprijzen Onderstaanddeeenheidsprijzenvoorglaswolensteenwolindeuitvoeringsvorm Het prijsniveauschalen is medio en 1991 dekens enindeguldens gegevens per zijn meter verstrekt (NLG/m). Hertel BV in Rotterdam. door Nominale pijpdiameter Isolatiedikte in mm DN mm

20 Y Economische isolatiedikten voor leidingen Nominale pijpdiameter Isolatiedikte in mm DN mm mm 400mm mm mm Eenheidsprijzen voor glas- en steenwol. in NLG/m. 8. Benaming, afkortingen en eenheden Benaming Afkorting Eenheid Bedrijfstijd Brandstofprijs B aardgas h/a ct/m3 zware huisbrandolie stookolie kolen elektriciteit ct/kwh NLG/ton Economische Isolatiedikte criterium Isolatiemateriaal S mm Ketelrendement Leidingdiameter nominaal DN Nk Mediumtemperatuur mm Omgevingstemperatuur C of K Verbrandingswaarde aardgas 31,65MJ/mo zware huisbrandolie stookolie 36,3 41,45MJ/liter MJ/kg 3 kolen elektriciteit ,3 KJ/kWh MJ/kg Warmteprijs Warmteverlies PW Watt/m NLG/GJ 9. Formules Voordeberekeningvandewarmteverliezenisgebruikgemaaktvan onderstaande Hetisdeformulevoorhetwarmteverliesofabsorptiepermeterleidinglengte. formule.

21 Economische isolatiedikten voor leidingen Y = (D/2+S) (D+2S)(Tmed-Tomg) ln(1+2s/d)+ / Hierin is: λ = riaal. De warmtegeleidingscoëfficiënt van het isolatiemate- De Watt/m C. waarde is temperatuur afhankelijk. De eenheid is Tmed Tomg Deomgevingstemperatuurin CofK. Demediumtemperatuurin CofK. D S isolatiedikte, uitwendige pijpdiameter uitgedrukt in meters. meter. α = pervlak De warmte vanoverdrachtscoëfficiënt de isolatie. voor het buitenop- DeeenheidisinWatt/m2 K.

22