ROBUR GASABSORPTIEWARMTEPOMPEN GAHP-AR EN GAHP-AR S1 voor verwarmen en koelen met buitenlucht als bron INLEIDING Op het gasabsorptie principe heeft het Italiaanse bedrijf Robur de gasabsorptiewarmtepomp ontwikkeld. Dit is een warmtepomp die door middel van het verbranden van aardgas en het warmtepompprincipe warmte of koude kan leveren. Techneco is al ruim 10 jaar importeur van deze producten in Nederland en er zijn door de jaren heen reeds veel succesvolle projecten afgerond. De eigen service en onderhoudsdienst van Techneco ontzorgt de installateur en garandeert een maximaal rendement gedurende de exploitatiefase. Ook bij lage brontemperaturen (b.v. buitenlucht van -10 C) of hogere cv-aanvoertemperaturen (b.v. 60 C) haalt de gasabsorptiewarmtepomp nog steeds een behoorlijk rendement. Het cv-zijdig verwarmingsvermogen is afhankelijk van de temperaturen ca. 35-40 kw. De gasabsorptie warmtepomp wordt doorgaans ingezet in systemen van 60 tot 600 kw, voor kleinere en grotere vermogens zijn speciale oplossingen mogelijk. eigenschappen De Robur GAHP-AR kan verwarmen tot een cv-zijdig temperatuurtraject van 60-50 C. Daarmee is deze warmtepomp niet alleen geschikt voor afgiftesystemen met een lage temperatuur, maar ook voor afgiftesystemen met een midden temperatuur. De GAHP AR haalt zijn energie uit de buitenlucht en dient daarom ook buiten opgesteld te worden. Doorgaans wordt deze warmtepomp op het dak geplaatst, maar plaatsing naast een gebouw is natuurlijk ook mogelijk. kenmerken» hoog rendement» eenvoudige installatie» meerdere warmtepompen op 1 frame mogelijk» op buitenlucht dus geen broninvestering» concurrerend geprijsd» per warmtepomp tot ruim 38 kw verwarmingsvermogen, geschikt voor systemen tot 600 kw» ook zonder koelfunctie beschikbaar (zie documentatie GAHP-A)» ook op gesloten of open bron beschikbaar (zie documentatie GAHP-GS / GAHP-WS)» ook stille uitvoering mogelijk - 1 - Robur GAHP-AR ontwerphandleiding 2017-05
TOEPASBAARHEID diverse varianten De gasabsorptiewarmtepomp verbruikt gas, maar gebruikt ook energie uit een andere bron. Dit kan de buitenlucht, een gesloten verticale bodemwarmtewisselaarsysteem of een open grondwatersysteem zijn. In dit document wordt de versie die warmte levert door energie uit de buitenlucht te halen beschreven. Deze versie heeft als naam GAHP-AR (Gas Absorption Heat Pump - Air Reversible). Een overzicht van de verschillende types:» GAHP-A :verwarmen met buitenlucht als bron;» GAHP-AR :verwarmen of koelen met buitenlucht als bron;» GAHP-GS :verwarmen met een verticale bodemwarmtewisselaar, passief koelen direct via de bron;» GAHP-WS :verwarmen met een grondwaterbron, passief koelen direct via de bron. toepasbaarheid De Techneco GAHP-AR wordt vooral ingezet in systemen waarbij verwarming op lage of midden temperaturen of koeling plaatsvindt. Op locaties waar een warmtepomp gewenst is en ruimte voor een bron in de bodem ontbreekt, vormt de GAHP-AR een goede uitkomst. Omdat een gasabsorptiewarmtepomp (in tegenstelling tot een elektrische warmtepomp) een goed rendement heeft bij lage buitentemperaturen, kan de GAHP-AR ook bij temperaturen onder het vriespunt goed functioneren. Daarnaast kan de GAHP-AR door een extern contact omgezet worden in koelbedrijf en aanvoertemperaturen in koelbedrijf tot 3 C leveren. In renovatieprojecten met beperkingen op het gebied van afgiftesystemen en elektrisch aansluitvermogen biedt de GAHP-AR de oplossing. In dit document wordt de versie die warmte levert door energie uit de buitenlucht te halen beschreven. Deze uitvoering kan cv-aanvoertemperaturen van 35-55 C leveren. De toevoeging S1 staat voor Silence, de uitvoering met geluidreducerende componenten. De GAHP-AR wordt vaak geselecteerd wanneer er via vloerverwarming, convectoren of een luchtbehandelingskast verwarmd en gekoeld zal worden. Zie hiervoor de specificaties. gasabsorptiewarmtepompen op frame De GAHP-AR kan van 2 tot 5 stuks voorgemonteerd op frame geleverd worden. Het leidingwerk en regeltechnische aansturing is reeds voorbereid. Het frame heeft een aanvoer- en een retourleiding voor de cv, één gas, één elektrische en één regeltechnische aansluiting. Daarmee stuurt zelf de verschillende warmtepompen op het frame aan. Hierdoor wordt installatiesnelheid en installatiegemak vergroot. Wanneer het frame op een dak geplaatst wordt, kan met een enkele hijsbeweging het hele frame direct op de juiste plaats gezet worden. Bij toepassing van 5 stuks kunnen deze warmtepompen in systemen van 600 kw ca. 89% van de warmte leveren. Het resterende deel wordt door ketels gedekt. Deze warmtepomp verbrandt gas om het gasabsorptie principe te laten werken en energie uit de buitenlucht te onttrekken. De warmtepomp kan afhankelijk van de voorinstelling zowel met aardgas als met propaan werken. - 2 - Robur GAHP-AR ontwerphandleiding 2017-05
AANDACHTSPUNTEN ROBUR PROJECTEN Dit document is opgesteld aan de hand van de diverse projecten die Techneco met Robur gasabsorptiewarmtepompen heeft uitgevoerd. Daaruit zijn diverse punten naar voren gekomen die extra aandacht verdienen bij de selectie en realisatie om een goed werkende en energiezuinige installatie te kunnen garanderen. Het document is daarom bij uitstek geschikt voor adviseurs en installateurs die gasabsorptiewarmtepompen toe willen passen. inzet, temperaturen en sturing vermogensdekking Omdat de gasabsorptiecyclus langzaam op gang komt en ook na-ijlt, is het verstandig de warmtepompen in de basis in te zetten en circa 30% van het totaal warmteverlies te laten dekken. Zorg daarnaast voor voldoende vrije systeeminhoud (zie buffervaten, minimaal 25 l/kw). temperaturen Zorg voor een zo laag mogelijk temperatuurtraject in het afgiftesysteem. Met name in bestaande bouw is dat soms lastig te realiseren. Goed inregelen en bijvoorbeeld eventueel na-isoleren of plaatsen van dubbel in plaats van enkel glas helpen de systeemtemperaturen te minimaliseren. Door een stooklijn toe te passen kan de inzet van de warmtepomp aanzienlijk vergroot worden. Hoe lager de lijn, des te groter het aandeel van de warmtepompen kan zijn. Belangrijk is dat het comfort niet uit het oog verloren wordt. Instructie van/communicatie naar bewoners kan hier eveneens bij helpen, want een lauwe radiator betekent niet automatisch dat het binnen ook niet warm is. inregelen Het afgiftesysteem in het gebouw moet goed ingeregeld zijn om tot goede prestaties te komen. Een slecht ingeregeld gebouw zorgt voor grotere temperatuurschommelingen en een te hoge retourtemperatuur. Thermostaatkranen in combinatie met inregelen is al een verbetering, ideaal zijn drukgecompenseerde afsluiters die ingeregeld worden op een maximaal debiet en geregeld worden door bijvoorbeeld een thermostaatkraan. Zodoende wordt optimaal gebruik gemaakt van het beschikbare radiatoroppervlak en blijft de retourtemperatuur zo laag mogelijk. Hiermee is het rendement en de inzet van de warmtepomp het grootst. aansturing De warmtepompen kunnen per stuk aangestuurd worden door ze te voorzien van een eigen DDC. Het GBS is dan sturend en bepaalt of de warmtepompen aan of uit moeten. Ook de cascadeschakeling ligt dan bij het GBS. Indien de cascade door het DDC gedaan wordt en er een stooklijn kan worden toegepast is het noodzakelijk voor het rendement en het behoud van één kapitein op het schip, dat het GBS middels een 0-10 Volt signaal op de RB100 het setpoint van de warmtepompen verstelt. De DDC bepaalt dan vervolgens hoeveel en welke warmtepompen het beste aan kunnen. De ketelsturing/vrijgave gebeurt weer door het GBS. De warmtepompen moeten echter wel de tijd krijgen hun warmte te gaan leveren, anders drukken de ketels de warmtepompen weg. De circulatiepompen worden bij voorkeur door het toestel zelf vrijgegeven in verband met de voor- en nadraaitijden en de vorstbeveiliging van het toestel. opstelling PGS13 Opstelling dient te geschieden volgens de PGS-13, Publicatie Gevaarlijke Stoffen voor ammoniak. Bij buitenopstelling zijn er geen problemen, uitsluitend aandachtspunten. Denk daarbij aan het aanzuigkanaal van de luchtbehandelingskast (niet directe nabijheid van de toestellen i.v.m. rookgassen en mogelijke ammoniak calamiteit). Bij binnenopstelling is de PGS-13 zeker van toepassing. Voor de kwalificatie van de opstellingsruimte wordt gekeken naar functie van gebouw en is de totale inhoud van de hele installatie (meerdere toestellen) belangrijk. Bij het nemen van veiligheidsmaatregelen en dergelijke wordt gekeken naar de ammoniakinhoud per toestel. trillingdempers Zorg voor afdoende trillingdemping onder het toestel of frame. Maak daarbij gebruik van het nieuwe type trillingdemper (veren). Deze zijn zachter en dempen beter dan de rubberen poten. Qua afsteuning van toestel of frame kan het beste gekozen worden voor dragende muren. Dit in verband met de stijfheid van de constructie (sterkte voor draagkracht en stijfheid tegen trillingen). Soms is hierdoor een extra balk/subframe aan te raden. Dit is iets dat de constructeur van het gebouw uit kan zoeken. - 3 - Robur GAHP-AR ontwerphandleiding 2017-05
hoogte van het gebouw Naast dat de hoogte van het gebouw veiligheidsaspecten met zich meebrengt, is de hoogte tevens van belang voor de manier van installeren van unit of frame. Doordat de ontluchtingsmogelijkheden van het toestel/skid beperkt zijn en lucht altijd het hoogste punt opzoekt is het wenselijk de toestellen op hetzelfde niveau of onder het niveau van de technische ruimte te plaatsen. Bij grote hoogteverschillen is het aan te raden in de technische ruimte één grote (sterke) drukgeregelde circulatiepomp op te nemen en de warmtepompen op het skid te voorzien van kleppen. Dit is geen standaard optie bij Robur. Alternatief is een open verdeler op te nemen op de verdieping van de toestellen en hierop een goede ontluchting te maken. De warmtepompen/het frame draait dan over de ene zijde van de open verdeler en de centrale circulatiepomp over de andere zijde. condensafvoer De Robur warmtepompen zijn uitgevoerd met een rookgaskoeler die warmte terugwint uit de rookgassen. Daarbij komt condenswater vrij. Dit moet afgevoerd worden. Staat het toestel buiten opgesteld, dan moet de condensafvoer vorstvrij zijn. skid met/zonder circulatiepompen Een skid kan uitgevoerd worden met of zonder circulatiepompen. De standaard circulatiepompen (Wilo YONOS PARA HF 7) hebben nagenoeg geen externe opvoerhoogte buiten/na het frame beschikbaar. Staat het frame vlakbij de technische ruimte en is het daar direct aangesloten op een parallel buffervat, dan gaat dit doorgaans goed. Is de leidingafstand wat groter of zitten er de nodige appendages in het leidingwerk gebouwd, dan zijn sterkere circulatiepompen (Wilo YONOS PARA HF 10) aan te raden. Let er bij de selectie ook op dat de afstand vooral horizontaal is, niet verticaal. Drie verdiepingen overbruggen (frame hoger dan technische ruimte) met de sterkere circulatiepompen is acceptabel. De frames met zwakkere pompen mogen maximaal 1 verdieping overbruggen. Op verzoek kunnen ook motorbediende tweeweg afsluiters ingebouwd worden in plaats van circulatiepompen zodat met een centrale drukgeregelde circulatiepomp (in de technische ruimte) gewerkt kan worden. De pomp is dan geen onderdeel van de levering. buffervat Buffervaten worden ingebouwd om de draaitijd en stilstandtijd van de warmtepompen te vergroten. De sterke voorkeur heeft een parallelle inpassing. Let daarbij op de regels van het aansluiten van het buffervat; zijn de standaard aansluitingen hiervoor groot genoeg of moet een maatwerkbuffer aangevraagd worden? Zie hiervoor het document over buffervaten. - 4 - Robur GAHP-AR ontwerphandleiding 2017-05
BESTEKTEKST ROBUR GAHP-AR (S1) fabrikaat : Robur leverancier : Techneco te Delft warmtepomp : omkeerbare gasabsorptiewarmtepomp lucht / water type : GAHP-AR (S1) prestaties» verwarmingsvermogen A7 / W50 (kw): 35,3» koelvermogen W7 / A35 (kw): 16,9» nominaal gasverbruik G25 (m3/h): 3,16» elektrisch vermogen(kw): 0,9» vermogensstappen (-): 1 aansluitingen» wateraansluiting ("bi): 2 x 5/4» nominale spanning (50 Hz, V): 230» gasaansluiting ("bi): 3/4» diameter rookgasafvoer (mm): 80 verwarmingsbedrijf» nominale volumestroom, T = 10 K (m3/h): 3,0» minimale volumestroom, T = 15 K (m3/h): 1,4» nominaal drukverlies bij A7 / W50 (bar): 0,29» maximale aanvoertemperatuur (uittrede, C): 60» maximale retourtemperatuur (intrede, C): 45» minimale retourtemperatuur (intrede, C): 2» maximale druk (bar): 4» minimale / maximale omgevingstemperatuur ( C): -20 / 35 koelbedrijf» nominale volumestroom, T = 5 K (m3/h): 2,9» minimale volumestroom, T = 5,8 K (m3/h): 2,5» nominaal drukverlies bij A35 / W7 (bar): 0,31» minimale aanvoertemperatuur (uittrede, C): 3» maximale retourtemperatuur (intrede, C): 45» minimale retourtemperatuur (intrede, C): 6» maximale druk (bar): 4» minimale / maximale omgevingstemperatuur ( C): 0 / 45 regeling / beveiliging» maximale en minimale temperatuurbeveiliging» debietbewaking» aansturing en bewaking van de warmtepomp en temperaturen door een externe regeling (levering door derden)» vrijgave verwarming: potentiaalvrij vanuit GBS (24 VAC vanuit DDC)» vrijgave koeling: potentiaalvrij vanuit GBS (24 VAC vanuit DDC)» storingsmelding: potentiaalvrij vanuit DDC (24 VAC vanuit GBS)» bedrijfsmelding: potentiaalvrij vanuit warmtepomp (24 VAC vanuit GBS)» levering inclusief DDC-regeling (display) overig» soort koudemiddel: NH 3 (ammoniak)» hoeveelheid koudemiddel (kg): ca. 8,5» soort absorptiemiddel: H 2 O (water)» hoeveelheid absorptiemiddel (kg): ca. 10,5» afmetingen (H x B x D in mm): 1.410 x 850 x 1.230» gewicht (in bedrijf) (kg): 380» minimale bufferinhoud (l): 1.000 montage» opstelling buiten, zie voorschriften fabrikant /» leverancier voor vrije ruimte rondom apparaat (geen overdekking boven apparaat)» montagewijze volgens voorschriften fabrikant /» leverancier» verbinding / aansluiting: leidingen flexibel aansluiten - 5 - Robur GAHP-AR ontwerphandleiding 2017-05
TECHNISCHE SPECIFICATIES prestaties GAHP-AR GAHP-AR S1 bedrijfstoestand A7W35 gasrendement 150 % thermisch vermogen 37,7 kw bedrijfstoestand A7W50 gasrendement 140 % thermisch vermogen 35,3 kw bedrijfstoestand A-7W50 gasrendement 113 % thermisch vermogen 28,4 kw cv-aanvoer temperatuur (warmtepomp uit) maximum 60 C cv-retour temperatuur (warmtepomp maximum 50 C in) minimum bij continue gebruik 2 C temperatuurverschil afgiftezijde nominaal 10 C nominaal 3.040 l/h volumestroom cv-zijde maximaal 5.000 l/h minimaal 1.400 l/h drukverlies cv-zijde nominale drukverlies (A7W50) 0,29 bar omgevingstemperatuur maximaal 35 C minimaal -20 C gasconsumptie G25 (NL aardgas) 3,16 m³/h G31 (propaan) 2,00 m³/h prestaties bedrijfstoestand A30W7 gasrendement 67 % thermisch vermogen 16,9 kw cv-retour temperatuur (warmtepomp maximum 45 C in) minimum 6 C temperatuurverschil afgiftezijde nominaal 5 C nominaal 2.900 l/h volumestroom cv-zijde maximaal 3.200 l/h minimaal 2.500 l/h drukverlies cv-zijde nominale drukverlies (A30/W7) 0,31 bar omgevingstemperatuur maximaal 45 C minimaal 0 C gasconsumptie G25 (NL aardgas) 3,16 m³/h G31 (propaan) 2,00 m³/h elektrisch specificaties voeding type 1f / 230V / 50Hz - elektrisch verbruik nominaal vermogen 0,90 0,83 kw IP-klasse IP X5D - installatiedata geluidsdrukniveau op 5 m - 60,1 54,1 db(a) maximale bedrijfsdruk - 4 bar waterinhoud in het apparaat warme zijde 3 l wateraansluiting type 1 ¼ binnendraad - gasfittingen type ¾ binnendraad - rookgasafvoer maat 80 mm externe opvoerhoogte 80 Pa maximale condenswater volumestroom - 4 l/h breedte 850 mm bemating hoogte 1.290 1.540 mm diepte 1.230 mm gewicht in bedrijf 380 390 kg - 6 - Robur GAHP-AR ontwerphandleiding 2017-05
TECHNISCHE SPECIFICATIES (VERVOLG) algemene informatie koudemiddel ammonia R717 7,5 kg water H 2O 10 kg maximale druk in het koudecircuit - 32 bar gas-voedingsdruk (G20) - 20 mbar ped data generator 18,6 l rectificatie toestel 11,5 l inhoud componenten onder druk verdamper 3,7 l accumulatietank 4,5 l pre-absorber 6,3 l oplossingspomp 3,3 L test druk (in lucht) - 55 bar g veiligheidsklep druk - 32 bar g vulverhouding - 0,157 kg NH 3 per l verwerkingscapaciteit GAHP-AR (S1) uitgaande watertemperatuur Buitentemperatuur 30 C 40 C ΔT = 10 50 C Pt [kw] gasrendement Pt [kw] gasrendement Pt [kw] gasrendement -20 C 27,3 108% 25,7 102% 24,9 99% -10 C 30,9 122% 28,7 142% 27,0 107% 0 C 33,6 133% 31,6 125% 29,3 116% -5 C 32,5 148% 32,2 136% 31,4 125% 10 C 38,6 153% 38,5 145% 36,4 135% 14 C 39,2 155% 39,0 153% 37,4 144% koelcapaciteit GAHP-AR (S1) uitgaande watertemperatuur Buitentemperatuur 3 C 7 C ΔT = 5 10 C Pt [kw] gasrendement Pt [kw] gasrendement Pt [kw] gasrendement 15 C 19,0 75% 18,7 74% 18,9 75% 20 C 18,6 74% 18,6 74% 18,8 74% 25 C 17,6 70% 18,3 73% 18,6 74% 30 C 15,9 63% 17,8 71% 18,1 72% 15 C 12,9 51% 16,9 67% 17,4 69% capaciteit en rendement op gas als functie van zowel buitenlucht- en uitgaande watertemperatuur - 7 - Robur GAHP-AR ontwerphandleiding 2017-05
zomer- bedrijf winterbedrijf TECHNECO INFORMATIE DRUKVERLIEZEN ΔP [bar] DRUKVERLIEZEN VERWARMINGSBEDRIJF 0,80 0,74 0,68 0,62 0,56 0,50 0,44 T wp,uit 50 C 0,38 T wp,uit 40 C 0,32 0,26 T wp,uit 30 C 0,20 0,14 0,08 1500 2500 3500 4500 5000 WATERFLOW DOOR APPARAAT [l/h] GAHP-AR (S1) ΔP [bar] 0,40 DRUKVERLIEZEN KOELBEDRIJF 0,38 0,36 0,34 0,32 0,30 0,28 0,26 0,24 T wp,uit 3 C T wp,uit 7 C T wp,uit 10 C 0,22 2500 2600 2700 2800 2900 3000 3100 3200 WATERFLOW DOOR APPARAAT [l/h] GAHP-AR (S1) - 8 - Robur GAHP-AR ontwerphandleiding 2017-05
PRIJZEN (BRUTO) Robur GAHP-AR warmtepompen artikelnummer omschrijving bestelhoeveelheid prijs excl. btw 20030 Robur GAHP-AR gasabsorptiewarmtepomp lucht / water 1 18.569,00 20039 Robur GAHP-AR S1 gasabsorptiewarmtepomp lucht / water 1 20.172,80 20031 Robur GAHP-AR CV (2 gasabsorptiewarmtepompen op frame) 1 41.858,00 20035 Robur GAHP-AR CV S1 (2 gasabsorptiewarmtepompen op frame) 1 45.065,50 20032 Robur GAHP-AR CV (3 gasabsorptiewarmtepompen op frame) 1 61.852,80 20036 Robur GAHP-AR CV S1 (3 gasabsorptiewarmtepompen op frame) 1 66.657,60 20033 Robur GAHP-AR CW (4 gasabsorptiewarmtepompen op frame) 1 82.173,60 20037 Robur GAHP-AR CW S1 (4 gasabsorptiewarmtepompen op frame) 1 88.588,80 20034 Robur GAHP-AR CW (5 gasabsorptiewarmtepompen op frame) 1 102.345,20 20038 Robur GAHP-AR CW S1 (5 gasabsorptiewarmtepompen op frame) 1 110.357,60 Robur GAHP-AR warmtepompen opties artikelnummer omschrijving bestelhoeveelheid prijs excl. btw 21001 RBR Trillingsdempers tbv GAHP 1 252,73 21064 RBR Trillingsdempers tbv GAHP 2 op frame 1 544,00 21067 RBR Trillingsdempers tbv GAHP 3 op frame 1 817,00 21065 RBR Trillingsdempers tbv GAHP 4 op frame 1 1.089,00 21066 RBR Trillingsdempers tbv GAHP 5 op frame 1 1.606,00 71003 1000l PSX Buffervat inclusief isolatie 1 1.480,00 71000 1000l PSX Buffervat exclusief isolatie 1 840,00 21000 DDC Robur 1 610,00 21003 RBR Setpointverstelling RB100 1 630,00 21102 RBR Setpointverstelling RB200 1 990,00 60704 QAD 36 sensor 1 38,20 64001 Taseron buitensensor TSRA220 1 14,40-9 - Robur GAHP-AR ontwerphandleiding 2017-05
TEKENINGEN voor- en zijaanzicht (S1) minimale opstelruimte (in mm) servicepaneel legenda G gasverbinding ø ¾ I waterinlaatverbinding ø 1 ¼ O wateruitlaatverbinding ø 1 ¼ - 10 - Robur GAHP-AR ontwerphandleiding 2017-05
TEKENINGEN (VERVOLG) cascade opstelling A B C D legenda condensafvoer gasaansluiting cv-aanvoer (warmtepompen uit) cv-retour (warmtepompen in) - 11 - Robur GAHP-AR ontwerphandleiding 2017-05
HYDRAULISCHE PRINCIPESCHEMA S Robur GAHP-AR Robur GAHP-AR cascade - 12 - Robur GAHP-AR ontwerphandleiding 2017-05
AANSTURINGSSCHEMA REGELING - 13 - Robur GAHP-AR ontwerphandleiding 2017-05