Bijlage 4 - Voorkoeling van ventilatielucht met een aarde-lucht warmtewisselaar Bodemwarmtewisselaars worden gebruikt om ventilatielucht te koelen o te verwarmen (voorverwarming/voorkoeling). Hierbij wordt gebruik gemaakt van de thermische massa van aarde om warmte naar over te dragen. Op een voldoende diepte is de grondtemperatuur stabiel. In de zomer betekent dit dat de toegevoerde ventilatielucht kan worden agekoeld, in de winter kan deze worden opgewarmd. Bij aarde-lucht warmtewisselaars wordt de toevoerlucht door één o meerdere ondergrondse buizen gestuurd. e bodem zal de lucht verwarmen o koelen. Indien slechts een gedeelte van het hygiënisch ventilatiedebiet van ventilatiezone z gekoeld wordt met behulp van een systeem voor voorkoeling van ventilatielucht, neem r precool,zone z,m =1 1 EPW methode voor wooneenheden 1.1 Vermenigvuldigingsactor voor het eect van voorkoeling van ventilatielucht e maandelijkse vermenigvuldigingsactor r precool,zone z,m voor het eect van voorkoeling van ventilatielucht voor de koelberekeningen van ventilatiezone z wordt gegeven door: r precool,zone z,m ( θ + θ ) ( θ + θ ) θ precool,re,max,m = 1 e precool,m [-] 3 met : e precool,m θ precool,rax,m θ θ de maandelijkse eectiviteit van het betreende voorkoelsysteem, zoals hieronder bepaald (-); de reerentietemperatuur voor maximale temperatuurdaling, gelijk aan de maandgemiddelde bodemtemperatuur θ,m, ontleend aan Tabel 0 van bijlage EPW, in C; de maandgemiddelde buitentemperatuur, ontleend aan Tabel 1 van bijlage EPW, in C; een verhoging van de maandgemiddelde buitentemperatuur voor de berekening van de netto energiebehoete voor koeling, gelijk te nemen aan 1 C. Voor een aarde-lucht-warmtewisselaar wordt de eectiviteit e precool,m bepaald door : 1
e precool,m = w / air,m 1 e α 0.34 precool V& A wt hyg,cool,sec i [-] α precool A wt de warmtedoorgangscoëiciënt van de grondbuizen in de aarde-lucht warmtewisselaar, zoals hieronder bepaald, in W/m²K; de warmtewisselende oppervlakte van de grondbuizen, zoals hieronder bepaald, in m²; V & het hygiënisch ventilatiedebiet van energiesector i, voor de koelberekeningen, zoals bepaald in 7.8.4 van de bijlage EPW, in m³/h; w /air,m een maandelijkse actor die de werkingstijd van de aarde-lucht warmtewisselaar inrekent,(-) Als θ θ 0 stel w /air,m = 0,m Als < θ θ stel w /air,m = 0.5 0, m Als θ θ stel w /air,m = 1 e,m,m > waar: θ θ,m de maandgemiddelde buitentemperatuur, ontleend aan Tabel 1 van bijlage EPW, in C; de maandgemiddelde bodemtemperatuur ahankelijk van de diepte van de grondbuis, ontleend aan Tabel 0 van bijlage EPW, in C. Er dient gesommeerd te worden over alle energiesectoren i van ventilatiezone z. e warmtedoorgangscoëiciënt van de grondbuizen α precool wordt gegeven door: 1 ( t ) ( + t ) ( ) ln + t 1 + α precool = + + [W/m²K] α λ i λ ln α i de inwendige convectiecoëiciënt van stroming in de grondbuis van de
warmtewisselaar voor voorkoeling, zoals hieronder bepaald, in W/m²K; t de dikte van het grondmassie rond de grondbuis dat in rekening wordt gebracht, zoals hieronder bepaald, in m; de binnendiameter van de grondbuis, in m; t de dikte van de buiswand, in m; λ λ de thermische geleidbaarheid van de grondbuis, in W/mK; de thermische geleidbaarheid van de grond, gelijk te nemen aan, in W/mK. e inwendige convectiecoëiciënt wordt gegeven door: Nu α i = 0.06 [W/m²K] 1 5 5 ( Nu ) 5 lam Nu Nu = + en Nu Nu Re Pr 3 3 lam = 3.66 + 1.61 ( ) = 1+ 1.7 L ( Re1000) ( 1.58 ln Re 3. ) = 8 Re = 64935 Pr = 0.714 4 3600 π V& n Pr Pr 3 1 1 3 V & het hygiënisch ventilatiedebiet van energiesector i, voor de koelberekeningen, zoals bepaald in 7.8.4 van de bijlage EPW, in 3
m³/h; de binnendiameter van de grondbuis, in m. L de lengte van de grondbuis, in m; Er dient gesommeerd te worden over alle energiesectoren i van ventilatiezone z. e dikte van het grondmassie rond de grondbuis dat in rekening wordt gebracht t wordt gegeven door: t p = als p < 0. 5 t = 0.5 als p 0. 5 p de astand tussen de parallelle grondbuizen, in m; de binnendiameter van de grondbuis, in m. e warmtewisselende oppervlakte A wt wordt gegeven door: A = π L n [m²] wt de binnendiameter van de grondbuis, in m; L de lengte van de grondbuis, in m; n het aantal grondbuizen in parallel (-). 1. Hulpenergieverbruik voorkoeling ventilatielucht Het maandelijks elektriciteitsverbruik voor het voorkoelen van de ventilatielucht door middel van een aarde-lucht warmtewisselaar wordt gegeven door: W = W precool,m / air,m [kwh] 4
W / air,m = 0.167 t m w / air,m V& 3600 L V& 3600n π 4 [kwh] t m w /air,m de lengte van de betreende maand, in Ms, ontleend aan Tabel 1 van bijlage EPW; een maandelijkse actor die de werkingstijd van de aarde-lucht warmtewisselaar inrekent, bepaald volgens 1.1 (-); V & het hygiënisch ventilatiedebiet van energiesector i, voor de koelberekeningen, zoals bepaald in 7.8.4 van de bijlage EPW, in m³/h; een rictieactor: - als Re < 300: = 64 Re - in alle andere gevallen: ( ) = 1.58 ln Re 3.8 met Re het Reynolds getal bepaald volgens 1.1 (-); L lengte van de grondbuis, in m; binnendiameter van de grondbuis, in m; n het aantal grondbuizen in parallel (-). Er dient gesommeerd te worden over alle energiesectoren i van ventilatiezone z EPU methode voor kantoren en diensten en onderwijs.1 Vermenigvuldigingsactor voor het eect van voorkoeling van ventilatielucht e maandelijkse vermenigvuldigingsactor r precool,zone z,m voor het eect van voorkoeling van ventilatielucht voor de koelberekeningen van ventilatiezone z wordt gegeven door: r precool,zone z,m θprecool,re,max,m θe,v,cool,m = 1 e precool,m [-] θ θ i,cool e,v,cool,m met : e precool,m de maandelijkse eectiviteit van het betreende voorkoelsysteem, zoals hieronder bepaald (-); 5
θ precool,rax,m θ e,v,cool,m θ i,cool de reerentietemperatuur voor maximale temperatuurdaling, gelijk aan de maandgemiddelde bodemtemperatuur θ,m, ontleend aan Tabel 9 van bijlage EPU, in C; de conventionele rekenwaarde voor de toevoertemperatuur van de ventilatielucht voor hygiënische ventilatie voor de bepaling van de koelbehoete, ontleend aan Tabel 1 van bijlage EPU, in C; de bij conventie vastgelegde gemiddelde binnentemperatuur voor de bepaling van de koelbehoete, ontleend aan Tabel van bijlage EPU, in C. Voor een aarde-lucht-warmtewisselaar wordt de eectiviteit e precool,m bepaald door : e precool,m = w / air,m 1 e α 0.34 precool A V& wt hyg,seci,k [-] α precool A wt de warmtedoorgangscoëiciënt van de grondbuizen in de aarde-lucht warmtewisselaar, zoals hieronder bepaald, in W/m²K; de warmtewisselende oppervlakte van de grondbuizen, zoals hieronder bepaald, in m²; V & de deelstroom k van het ontwerptoevoerdebiet aan buitenlucht dat door de aarde-lucht warmtewisselaar voorgekoeld wordt in energiesector i, in m³/h; w /air,m een maandelijkse actor die de werkingstijd van de aarde-lucht warmtewisselaar inrekent,(-) Als θ θ 0 stel w /air,m = 0,m Als < θ θ stel w /air,m = 0.5 0, m Als θ θ stel w /air,m = 1 e,m,m > waar: θ de maandgemiddelde buitentemperatuur, ontleend aan Tabel 1 van bijlage EPU, in C; 6
θ,m de maandgemiddelde bodemtemperatuur ahankelijk van de diepte van de grondbuis, ontleend aan Tabel 9 van bijlage EPU, in C; Er dient gesommeerd te worden over alle deelstromen k en alle energiesectoren i van ventilatiezone z. e warmtedoorgangscoëiciënt van de grondbuizen α precool wordt gegeven door: 1 ( t ) ( + t ) ( ) ln + t 1 + α precool = + + [W/m²K] α λ i λ ln α i t de inwendige convectiecoëiciënt van stroming in de grondbuis van de warmtewisselaar voor voorkoeling, zoals hieronder bepaald, in W/m²K; de dikte van het grondmassie rond de grondbuis dat in rekening wordt gebracht, zoals hieronder bepaald, in m; de binnendiameter van de grondbuis, in m; t de dikte van de buiswand, in m; λ λ de thermische geleidbaarheid van de grondbuis, in W/mK; de thermische geleidbaarheid van de grond, gelijk te nemen aan, in W/mK. e inwendige convectiecoëiciënt wordt gegeven door: Nu α i = 0.06 [W/m²K] 1 5 5 ( Nu ) 5 lam Nu Nu = + en 7
Nu Nu Re Pr L 3 3 lam = 3.66 + 1.61 ( ) = 1+ 1.7 ( Re1000) ( 1.58 ln Re 3. ) = 8 Re = 64935 Pr = 0.714 4 3600 π V& n Pr Pr 3 1 1 3 V & de deelstroom k van het ontwerptoevoerdebiet aan buitenlucht dat door de aarde-lucht warmtewisselaar voorgekoeld wordt in energiesector i, in m³/h; de binnendiameter van de grondbuis, in m. L de lengte van de grondbuis, in m; n het aantal grondbuizen in parallel (-). Er dient gesommeerd te worden over alle deelstromen k en alle energiesectoren i van ventilatiezone z. e dikte van het grondmassie rond de grondbuis dat in rekening wordt gebracht t wordt gegeven door: t p = als p < 0. 5 t = 0.5 als p 0. 5 p de astand tussen de parallelle grondbuizen, in m; de binnendiameter van de grondbuis, in m. 8
e warmtewisselende oppervlakte A wt wordt gegeven door: A = π L n [m²] wt de binnendiameter van de grondbuis, in m; L de lengte van de grondbuis, in m; n het aantal grondbuizen in parallel (-).. Hulpenergieverbruik voorkoeling ventilatielucht Het maandelijks elektriciteitsverbruik voor het voorkoelen van de ventilatielucht door middel van een aarde-lucht warmtewisselaar wordt gegeven door: W = W precool,m / air,m [kwh] W / air,m = 0.167 t m w / air,m vent,cool,k V& 3600 L V& 3600n π 4 [kwh] t m vent,cool,k w /air,m de lengte van de betreende maand, in Ms, ontleend aan Tabel 1 van bijlage EPU; de conventionele tijdsractie dat toevoer k in bedrij is voor de koelberekeningen, bepaald volgens Tabel 4 van bijlage EPU; een maandelijkse actor die de werkingstijd van de aarde-lucht warmtewisselaar inrekent, bepaald volgens.1 (-); V & de deelstroom k van het ontwerptoevoerdebiet aan buitenlucht dat door de aarde-lucht warmtewisselaar voorgekoeld wordt in energiesector i, in m³/h; een rictieactor: 9
- als Re < 300: = 64 Re - in alle andere gevallen: ( ) = 1.58 ln Re 3.8 met Re het Reynolds getal bepaald volgens.1 (-); L lengte van de grondbuis, in m; binnendiameter van de grondbuis, in m; n het aantal grondbuizen in parallel (-). Er dient gesommeerd te worden over alle deelstromen k en alle energiesectoren i van ventilatiezone z. Gezien om te worden gevoegd bij het ministerieel besluit houdende uitvoering van bijlagen V, IX en X van het besluit van de Brusselse Hoodstedelijke Regering van 1 december 007 tot vaststelling van de eisen op het vlak van de energieprestatie en het binnenklimaat van gebouwen. Brussel, 6 mei 014 Evelyne HUYTEBROECK 10