Opleidingsbedrijf InstallatieWerk Optimalisering verwarmingsinstallaties Versie 3, 2015
Service en kwaliteit 2 Bij vakkundige installatie en onderhoud van een verwarmingsinstallatie... bespaart men duurzaam energiekosten, zorgt men voor geruisarm bedrijf, stijgt de bedrijfszekerheid en veiligheid in het stookseizoen. Wilo-Brain helpt u en uw klanten daar waar het nodig is! De tips en tricks voor uw dagelijks werk bevorderen de servicekwaliteit en verzekeren u van tevreden klanten.
Servicedoel: besparing en bedrijfszekerheid 3 Besparing en bedrijfszekerheid Installatiecomponenten Stroombesparing Besparing op stookkosten Installatieruisklachten voorkomen Bedrijfsveiligheid verhogen Details Pomp en regeling 7-11 Hydraulica 12-18 Drukhandhaving 6,19-20 Ontluchting 21-23 Onderhoud 24-26 Hoge invloed Beïnvloedbaar Geringe invloed
Hydraulica: Warmte opwekken/warmte verdelen 4 Luchtverzamelpot op hoogste punt in de dalleiding KFE- vul- en aftapkraan Thermostaatventiel (TV) Terugslagklep Afsluiter Elektrische servomotorklep Strang Handafsluiter (ongeregelde groep) Drukverschilregelaar (DV) Afvoer
5 Pomp Zwaartekrachtrem 3-weg-mengklep Vuilvanger Membraanexpansievat met KV-kapventiel en KFE-vul- en aftapkraan Veiligheidsventiel Afvoer
Toe te passen drukken in een verwarmingsinstallatie 6 Drukwaarden in de verwarmingsinstallatie agv statische hoogte gebouw Componenten-drukwaarden Statische hoogte Voordruk membraan expansievat 0 tot 10 m 1,0 bar Installatie-drukwaarden Veiligheidsventiel Vuldruk min. Einddruk max. 2,5 bar 1,5 bar 2,0 bar 3,0 bar 1,5 bar 2,5 bar 10 tot 15 m 1,5 bar 3,0 bar 2,0 bar 2,5 bar Statische hoogte[m]
Pomp en regeling: Bepaling van de benodigde volumestroom 7 1. Beraamde bepaling van het maximale benodigde debiet voor pompdimensionering in verwarmingsinstallaties 1. Bepaling van de maximaal over te dragen warmtecapaciteit Q kan door: A. Aan de hand van het maximaal geïnstalleerde ketelvermogen in kw. B. Aan de hand van het aantal m2 te verwarmen vloeroppervlak, zie formule: Q = AN Q spec 1.000 [kw] >AN >Qspec = gebruikt oppervlakte van het gebouw gevoed door de pomp in [m2] = max. spec. warmte capaciteit voor elke m2 te verwarmen oppervlakte: >70 W/m² woongebouw / complex met meer dan 2 gezinnen/bewoners, geschakelde woningen >100 W/m² vrijstaande woning, 2 onder 1 kap woningen >40 W/m² voor energiezuinige huizen. 2. Bepaling van de benodigde maximale volumestroom: Q Vpomp = [m 3 /hr] 1.16 ΔT >Q = Warmtecapaciteit [kw] >1.16 = spec. warmte capaciteit [Wh/kgK] >ΔT = De gedimensioneerde ΔT [K] = 10K of 20K voor standaard verwarmingskringlopen Aanbeveling: Het optimale werkpunt ligt in het tweede derde deel van de pompgrafiek!
Pomp en regeling: Bepaling van de benodigde opvoerhoogte 8 Functie: Bepalen van de benodigde opvoerhoogte van een pomp ter overwinnen van de optredende leidingweerstand in de kringloop. een te hoog ingestelde opvoerhoogte van de pomp (> 2 m) kan leiden tot geluiden en hoger stroom-verbruik. Bij een toerengeregelde pomp moet men afhankelijk van de installatie kiezen uit regelmodus Δp-c (drukverschil constant) of Δp-v (drukverschil variabel). R L f Pomp-opvoerhoogte: Hpomp = [m] 10.000 R = 50 bis 150 Pa/m (Altbau 50 Pa/m Neubau 150 Pa/m) R = 50 tot 150 [Pa/m] (oudbouw voor 1970:50 I = [Pa/m], Länge oudbouw des ungünstigsten 1970-1990:100 Stranges [Pa/m], vanaf 1990 150 [Pa/m]) (Vorlauf + Rücklauf) m L = Lengte van de meest ongunstigste strang (toevoer + retour) [m] ZF = Zuschlagsfaktor: Formstücke/Armaturen/ f = Toeslagfactor: 2-wegklep verwarmingsgroepen = 2,2 3-wegklep verwarmingsgroepen Thermostatventile = 2,6 = 2,2 Hpomp = stel de opvoerhoogte van de pomp niet hoger wie in als vor, voor plus een onberispelijke Mischer/Schwerkraftbremse verzorging = 2,6 is vereist! H Pu = Förderhöhe der Pumpe so niedrig einstellen, wie zur einwandfreien Versorgung erforderlich Hoogrendements-pomp Hocheffizienzpumpe Wilo- Stratos Wilo-Stratos
Pomp en regeling: Elektronisch toerengeregelde circulatiepompen 9 Functie: Aanpassing van het pompvermogen aan de daadwerkelijke behoefte ter: reductie van het opgenomen pompvermogen. voorkoming van ruisklachten en fluitende thermostaatkranen in deellast bedrijf. Alleen een juist gedimensioneerde en een juist ingestelde toerengeregelde pomp spaart op stroomverbruik en voorkomt ruisklachten. Debietbepaling: Aan de hand van het maximaal geïnstalleerde ketelvermogen en de geldende ΔT of volgens spec. warmtebehoefte per verwarmbaar gebruiksoppervlak (zie tabel pagina 7). Aanbeveling: hoogrendement pomp resp. energiebesparende pomp toepassen. Hoogrendements-pomp Wilo-Stratos PICO Hoogrendements-pomp Wilo-Stratos
Pomp en regeling: In te stellen regelmodus van een toerengeregelde pomp 10 Functie: Δp-c : Drukverschil constant modus Δp-v : Drukverschil variabel modus Toepassing is installatieafhankelijk: Δp-c = Veilige drukverschilregeling voor alle toepassingen Onafhankelijk van het aantal geopende thermostaatkranen is verder dezelfde druk benodigd in de installatie. De leidingweerstand is laag vergeleken met de weerstand van de thermostaatventielen en radiatoren (ruim gedimensioneerd leidingwerk). Δp-v = Besparende drukverschilregeling en reducering van eventuele stromingsgeluiden Het drukverschil van de pomp neemt in deellast bedrijf van de installatie sterk af. De leidingweerstand is hoog vergeleken met de weerstand van de thermostaatventielen en radiatoren (krap gedimensioneerd leidingwerk). Raadpleeg Wilo voor speciale type regelingen. Regelingsbedrijven OpvoerhoogteH[m] n-max n-regel H-instelwaarde H-instelwaarde-min Regelingsbedrijven Opvoerhoogte H [m] nmax n-max n-regel ½H-instelwaarde p-c Debiet Q [m 3 /h] H S = Verschildruk gewenste waarde p-v H-instelwaarde H-instelwaarde-min Debiet Q [m 3 /h] Verschildruk H veranderd bij S Q=0 [m 3 /h] tot ½H S
Pomp en regeling: Autopilot, automatische nachtverlaging van een toerengeregelde pomp 11 Functie: Extra besparende functie van de pomp in dalperiodes van de CV-installaties. Deze regeling activeren indien de pomp niet afgeschakeld wordt wanneer de ketel buiten bedrijf gaat. De autopilot functie treedt op wanneer een trend waargenomen wordt in daling van de mediumtemperatuur. De pomp gaat niet uit maar functioneert op het minimum toerental, dus bij minimum opgenomen vermogen. De functie activeren wanneer een duidelijk verschil is in mediumtemperatuur bij stookbedrijf en dalbedrijf, zoals bij CV-installaties. Bij toepassing van een lage ΔT, zoals bij koeling en vloerverwarming, de autopilot functie deactiveren.
3 2 4 1 5 Hydraulica: Thermostaatventiel / servomotorklep 12 Functie: Aanpassing van de warmteafgifte van de radiator door het thermostaatventiel (TV) of bij vloerverwarming door de elektrische servomotorklep aan de warmtebehoefte in de ruimte. Alleen vooringestelde thermostaatventielen (TV) resp. servomotorkleppen begrenzen het debiet. TV Debietbegrenzing door middel van voorinstellen van de thermostaatkraan: Vanuit de inregelgids of inregelkaart van de fabrikant Afhankelijk van warmtecapaciteit radiator, de geldende ΔT en de geldende verschildruk Δp. kleine gemiddelde grote verwarmingscapaciteit = kleine gemiddelde grote instelwaarde. Toe te passen verschildruk over de radiator: 10kPa tot 20kPa. Minimaal drukverschil voor gegarandeerde regelautoriteit ca. 5kPa Geluidsklachten beginnen bij een drukverschil van ca. 20 25kPa over de kraan (afhankelijk van kraantype). RVL SA RF
Hydraulica: Bypassventiel 13 Functie: Verkomen van droogloop van de pomp door middel van bypassen van verwarmingswater tussen toevoer en retour bij sluitende thermostaatventielen. De toegepaste pomp is een ongeregelde vasttoeren pomp welke niet afgeschakeld wordt bij geen warmtevraag uit de installatie. Bypassventielen niet combineren met toerengeregelde HR pompen omdat hun regelgedrag elkaar kunnen verstoren of zelfs kunnen opheffen! ÜV Bij toerengeregelde HR pompen geen bypassventiel installeren of de functie ervan blokkeren. Een toerengeregelde HR pomp ziet een geopend bypassventiel als warmtevraag en zal daardoor optoeren en meer energie gaan verbruiken. Als dit in conflict is met veiligheidstechnische belangen van de verwarmingsinstallatie, de aanwijzingen van de fabrikant in acht nemen.
0,2 0,1 0,3 0 0,4 bar Hydraulica: Stranginregelventiel 14 Functie: Begrenzen van de volumestroom in de kringloop in vollast bedrijf (volledige warmtevraag). Bij het stranginregelventielen is het debiet en de verschildruk in deellastbedrijf niet begrensd. SR Bij inregelen altijd zorgen voor volledige afname (alle radiatoren vragend). Inregelventielen altijd in de perszijde van de pomp plaatsen, niet in de zuigzijde. Instelwaarde van het stranginregelventiel halen uit het bijbehorende debietdiagram van de fabrikant. Instelwaarde kan tevens middels een drukverschilmeter van de ventielfabrikant ingesteld worden. De voorinstelling van de maximale volumestroom middels het stranginregelventiel kan ook door de voorinstelling van alle thermostaatventielen samen (TV) worden bereikt. HV HR
Hydraulica: Automatische volumestroombegrenzer 15 Functie: Begrenzen van de volumestroom in de kringloop in vollast en deellastbedrijf. De volumestroombegrenzer pakt bij elke bedrijfsdruk (dus bij vollast en deellast bedrijf) in de installatie een vaste gekozen volumestroom. Selectie van de volumestroombegrenzer aan de hand van het benodigde verwarmingsvermogen. Ideaal voor het inregelen van meerdere verwarmingsgroepen (primaire zijde). Geen onbalans tussen verwarmingsgroepen in deellast bedrijf. Niet combineren met regelkleppen in dezelfde groep aangezien de volumestroombegrenzer opent en sluit naar een vaste instelwaarde.
Hydraulica: Drukverschilregelaar 16 Functie: Begrenzen van het drukverschil naar een ingestelde waarde over een verwarmingsgroep. Toevoer Een drukverschilregelaar combineren met een standaard vasttoeren pomp in 1 verwarmingsgroep, niet met een toerengeregelde pomp! Een toerengeregelde pomp heeft reeds de identieke regelfunctie middels de regelmodus drukverschil constant Δp-c. 1-malige inregeling van de radiatoren, drukverschil over de installatie blijft constant. Geen onbalans in de verwarmingsgroep in deellast bedrijf. Plaatsing van een drukverschilregelaar over een verwarmingsgroep: - Druksensor in de aanvoerleiding - Corrigerend orgaan in de retourleiding. Selectie van de drukverschilregelaar aan de hand van het verwarmingsvermogen en het drukverlies van de groep. Let op het werkgebied van de drukverschilregelaar, de afwijking neemt buiten dit gebied toe! DV HV DV p p 2 1 0,2 bar 0,2 bar 3 4 5 HR
Hydraulica: Terugslagklep 17 Functie: Verkomen van tegenstroming in een kringloop. Terugslagklep niet direct op de pomp monteren, door ophoping van lucht in het pomphuis kan schade aan circulatiepompen optreden. De pomp krijgt in dit geval de terugslagklep niet open. In elke dalperiode (geen stookbedrijf) ontgast water zich, waardoor lucht kan ophopen in pompen en kleppen. Wanneer een terugslagklep direct boven de pomp is geplaatst kan een kleine doorboring uitkomst bieden. In dit geval kan geen ophoping van lucht in de klep achterhangen bij discontinue bedrijf.
Hydraulica: Vuilafscheider 18 Functie: Scheiding van vuildeeltjes uit het verwarmingswater. Vervuild verwarmingswater in een kringloop leidt tot een slechte warmteafgifte en klachten en schade aan circulatiepompen en andere componenten. Voor inbedrijfname de installatie eerst correct spoelen! Na inbedrijfname van de installatie regelmatig of actief het verwarmingswater reinigen.
Drukhandhaving: Membraanexpansievat 19 Functie: Compensatie van het veranderende watervolume in de installatie (2) <> (3) afhankelijk van de bedrijfstemperaturen bij gelijktijdige stabiele drukhandhaving. Hierdoor waarborgt het vat tevens de toeloopdruk voor de circulatiepomp. Als de voordruk in het membraan- expansievat (1) en de systeemdruk (2) niet juist zijn ingesteld en niet regelmatig gecorrigeerd worden, kan luchtintreding plaatsvinden als gevolg van onderdruk in de installatie. Door lucht in de installatie ontstaan geluidsklachten en corrosieprocessen. Dezelfde gevolgen ontstaan ook bij een te klein gedimensioneerd membraanexpansievat. Onderdruk moet in het bijzonder in de dalperiode en buiten bedrijf periode uitgesloten worden. KV KFE = Kapventiel = Ketel vul- en aftapkraan 1) Inbouwtoestand membraam expansievat 2) Installatie gevuld/ koude toestand 3) Installatie bij max. aanvoertemeratuur KV KFE KV KFE KV KFE Stikstof Stikstof Membraam-expansievat voordruk 1,0/1,5 bar Membraam-expasievat voordruk + 0,5 bar = vuldruk systeem
Drukhandhaving: Membraanexpansievat 20 Dimensioneren: conform DIN 4807 2 of volgens selectietabellen (zie pagina 27-28) of volgens middels selectiekaart van de fabrikant. Statische hoogte: Voordruk membraanexpansievat: statische hoogte van 0 tot 10 m = 1,0 bar statische hoogte van 10 tot 15 m = 1,5 bar (4) Midden membraanexpansievat tot hoogste punt installatie (4) Statische hoogte Systeemdruk: (2) 0,5 bar op de membraanexpansievat voordruk Montage plek: (6) Altijd het expansievat aan de zuigzijde van de pomp. (5) Aansluiting Montage plek: (6) Altijd aan de koude retourzijde van de ketel. Aansluiting: (5) altijd gekoppeld aftapbaar, bijv. kapventiel (KV) of snelkoppeling met aftap (KFE). (5) Aansluitpunt
Ontluchting: Snelontluchter 21 Functie: Het afvoeren van de verzamelde lucht in de snelontluchter. Snelontluchters werken alleen op luchtverzamelpunten bij de juiste systeemdruk en worden bij onderdruk snelbeluchters! Geen ontluchting bij watersnelheid >0,1 m/sec Voorkeur in combinatie met luchtverzamelpotten. Luchtverzamelpotten monteren op het hoogste punt in de dalleiding. Snelontluchter werkt alleen in een dalperiode (geen stookbedrijf). Snelontluchter regelmatig controleren op werking, deze vervuilen en kunnen gaan vastzitten. Onderdruk op het hoogste punt van installatie uitsluiten, ook in een dalperiode /geen stookbedrijf. (1)
Ontluchting: Luchtafscheider 22 Functie: Lucht en microbellen in de vloeistof scheiden, verzamelen en afblazen. Luchtafscheider altijd in de warme uitlaatzijde van de ketel plaatsen. Goede luchtafscheiding bij zowel stookbedrijf als in een dalperiode (geen stookbedrijf). Lucht veroorzaakt corrosie in de installatie en leidt tot klachten en schade aan circulatiepompen en andere componenten. Bij een overmaat van lucht daalt het rendement van de installatie en stijgen de stookkosten. Lucht veroorzaakt storende geluiden in radiatoren, leidingen en pompen. Bij koeling de luchtafscheider in warme retourzijde plaatsen van de koelmachine. Onderdruk op het hoogste punt van installatie uitsluiten, ook in een dalperiode (geen stookbedrijf).
Ontluchting: Ontluchtingsfunctie Stratos PICO 23 Functie: Forceren van loskomen van luchtbellen in alle leidingstukken en componenten zodat deze afgevoerd en afgeblazen kunnen worden. De ontluchtingsfunctie bij de eerste inbedrijfname altijd activeren om lucht te verwijderen uit de installatie. Bij activeren van deze functie zal de pomp een programma van 10min. doorlopen waarbij alle toerentallen aangenomen worden. Middels het variëren in toerental worden alle luchtbellen meegenomen in de volumestroom tbv het correct afvoeren. Na het ontluchten de systeemdruk weer correct instellen in de kringloop. Hoogrendementspomp Wilo-Stratos PICO
Onderhoud: Correct instellen van elektronisch toerengeregelde pompen 24 De thermostaatkraan inregelen op basis van de capaciteit van de radiator. Zie pagina 12 Competentie en Controle Het drukverschil over het thermostaatventiel begrenzen middels de opvoerhoogte van de toerengeregelde pomp (max. 20kPa) of middels een drukverschilregelaar (max. 20kPa). Zie pagina 10,16 De maximale volumestroom afleiden uit het geïnstalleerde ketelvermogen. Of uit het aantal m2 verwarmbaar oppervlak. Zie pagina 7 De opvoerhoogte van de toerengeregelde pomp niet hoger instellen dan voor onberispelijke verzorging nodig is. Een te hoge opvoerhoogte benadeeld de energiezuinigheid van de pomp en kan leiden tot geluidsklachten. Zie pagina 10 De voordruk van het membraanexpansievat instellen afhankelijk van de hoogste van het gebouw. De systeemdruk een 0.5bar boven op de voordruk in het membraanexpansievat instellen. De voordruk in het membraanexpansievat jaarlijks controleren en indien nodig corrigeren naar juiste instelling. Zie pagina 6 Onderhoudscontract Lucht in het systeem middels een luchtafscheider automatisch afvoeren.de systeemdruk periodiek of automatisch corrigeren naar juiste waarde. Zie pagina 22 en 6
Onderhoud: Kritische aandachtspunten voor circulatiepompen 25 Volumestroom en opgenomen vermogen hoger dan noodzakelijk door niet-vooringestelde thermostaatventielen. Zie pagina 12 Competentie en Controle Verschildruk over de radiatoren te hoog door ontbrekende drukverschilregelaar (bij toepassen van een vasttoeren pomp) of in deellast bedrijf door ongeschikte stranginregelventielen. Zie pagina 15 en 16 Volumestroom en opgenomen vermogen hoger dan vereist door overgedimensioneerde pompen. Zie pagina 7 en 8 Verschildruk over de radiatoren te hoog door te hoog ingestelde pompopvoerhoogte op de toerengeregelde pomp. Zie pagina 9 en 10 Luchtintreding door onderdruk in de installatie door onvoldoende systeemdruk of een niet gecorrigeerde voordruk of zelfs een defect membraanexpansievat. Zie pagina 19 en 20 Onderhoudscontract Luchtintreding door verkeerd geplaatst membraanexpansievat.expansievat altijd in de zuigzijde van de pomp. In onderdruk situaties kunnen ontluchters beluchters worden. Zie pagina 19 en 21
Onderhoud: Service en periodiek onderhoud middels onderhoudscontract 26 Functie: Garantie van de optimaal stookbedrijf door competent en periodiek systeemonderhoud vanaf inbedrijfname van de installatie. Door vakkundig systeemonderhoud van de gehele verwarmingsinstallatie vanaf inbedrijfname, worden klachten en kosten door uitvallen van componenten drastisch worden gereduceerd. Regelmatige service en onderhoud De gebruiker attenderen op de veiligheid, behoud van functionaliteit, voorschriften en de invloed van periodiek onderhoud. Onderhoudscontract vanaf inbedrijfname aanbieden. Garantie conform VOB (Duitsland) bedraagt slechts 2 jaar zonder regelmatig onderhoud vanaf inbedrijfname. Regelmatige service bij verwarmingsinstallaties 1 x per jaar (minimaal). Het servicedoel: Bedrijfsveiligheid van de verwarmingsinstallaties garanderen Kosten reduceren Geluidsklachten voorkomen
Drukhandhaving: Dimensioneren membraanexpansievat volgens warmtecapaciteit 27 Tabel 1: Dimensioneren membraanexpansievat overeenkomstig de warmtecapaciteit selectietemperatuur = 90 C, afblaasdruk van de veiligheidsventiel psv = 2,5 bar Convectoren 5,2 l/kw Plaatradiator 8,7 l/kw Gegoten radiator 8,7 l/kw Stalen radiator 15 l/kw Vloerverwarming 18,5 l/kw x[bar] 1.0 1.5 1.0 1.5 1.0 1.5 1.0 1.5 1.0 1,5 Stat.hoogte 10 15 10 15 10 15 10 15 10 15 Vat[ltr] 8/x Warmte vermogen van de verwarmingsinstallatie Toepassing met andere toevoertemperatuur is toegestaan want: lage toevoertemperatuur vereist grotere radiatoren, maar leidt tot minder uitzetting. Beide uitwerkingen heffen heffen beide elkaar bijna op 12/x 9 5 4 3 2 18/x 16 10 7 6 5 25/x 29 6 17 4 13 3 10 2 8 2 35/x 47 15 28 9 20 7 16 5 13 4 50/x 74 29 44 17 32 13 26 10 21 8 80/x 127 56 76 33 55 24 44 19 36 16 110/x 174 83 104 50 75 36 60 29 49 23 140/x 222 110 132 66 96 48 77 38 62 31 200/x 317 158 189 95 137 69 110 55 89 45 300/x 496 235 280 140 203 102 163 81 132 66 425/x 673 336 402 201 292 146 233 117 189 95 600/x 950 475 568 284 412 206 329 165 267 133 x = membraan-expansievat voordruk [bar] Bron: Flamco Flexcon-catalogus
28 Tabel 2: Dimensioneren membraanexpansievat overeenkomstig de warmtecapaciteit selectietemperatuur = 90 C,, afblaasdruk van de veiligheidsventiel psv = 3,0 bar Convectoren 5,2 l/kw Plaatradiator 8,7 l/kw Gegoten radiator 8,7 l/kw Stalen radiator 15 l/kw Vloerverwarming 18,5 l/kw x[bar] 1.0 1.5 1.0 1.5 1.0 1.5 1.0 1.5 1.0 1,5 Stat.hoogte 10 15 10 15 10 15 10 15 10 15 Vat[ltr] Warmte vermogen van de verwarmingsinstallatie Toepassing met andere toevoertemperatuur is toegestaan want: lage toevoertemperatuur vereist grotere radiatoren, maar leidt tot minder uitzetting. Beide uitwerkingen heffen heffen beide elkaar bijna op 8/x 12/x 15 9 6 5 4 18/x 26 15 11 9 7 25/x 42 23 25 13 18 10 15 8 12 6 35/x 65 38 39 23 28 16 23 13 18 11 50/x 100 61 60 37 43 27 35 21 28 17 80/x 163 106 97 64 71 47 57 37 46 30 110/x 224 149 134 89 97 65 78 52 63 42 140/x 285 190 170 114 123 82 99 66 80 53 200/x 407 271 243 162 176 118 141 94 114 76 300/x 603 402 360 240 261 174 209 139 170 113 425/x 865 577 517 345 375 250 300 200 243 162 600/x 1.221 814 730 487 529 353 423 282 343 229 x = membraan-expansievat voordruk [bar] Bron: Flamco Flexcon-catalogus
Mijn persoonlijke tips en tricks 29
30
31
Pioneering for You Wilo Nederland bv Rak 18 1551 NA Westzaan Tel: +31 088 9456 000 Fax. +31 088 9456 199 I. www.wilo.nl E. info@wilo.nl