KSB-Know-how, Band 2
B OA®-Sy s t ro n i c
Inhoudsopgave Energie besparen door management van pomp en afsluiter. . . . . . . . . . 2 1
Hoofdverdeler. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2
Systeemgedachte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
3
Componenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
4
Regeling. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
5
Volumestromen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
6
Opvoerhoogten van de circulatiepomp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
7
Hydraulische afstelling van de onderverdelers. . . . . . . . . . . . . . 12
8
Verschildrukregelaars . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
9
In bedrijf nemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
10
Praktijktest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
10.1 Installatie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 10.2 Selectie van de circulatiepomp voor BOA-Systronic. . . . . . . . . 19 10.3 Metingen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 10.4 Buitentemperatuur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 10.5 Volumestromen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 10.6 Verschildrukken van de pompen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 10.7 Elektrisch pompvermogen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 11
Afschrijvingstijd voor BOA-Systronic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
11.1 Investeringskosten regelafsluiters en energiebesparing. . . . . . . . 24 11.2 Investeringskosten verwarmingscircuit met pomptype Riotec. . 25 11.3 Investeringskosten verwarmingscircuit met pomptype Rio-Eco. . 26 11.4 Beschouwing over de totale besparing Riotec/Rio-Eco. . . . . . . 26 12
Referenties. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
13
Samenvatting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Overzicht van de afbeeldingen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Overzicht van de tabellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
1
Energie besparen door management van pomp en afsluiter De nieuwe systeemoplossing BOA-Systronic ondersteunt de regeling van de aanvoertemperatuur van verwarmingscircuits. Door een tot nu toe onbenut potentieel te activeren, kan bespaard worden op het elektrisch energieverbruik van circulatiepompen.
2
1
Verwarmingscircuit
1 Verwarmingscircuit
regelaars gedeeltelijk weer wordt vernietigd. • De meng-/injectieregeling
Een verwarmingscircuit bestaat
bepaalt een hoeveelheids-
uit meerdere regel technische
constante volumestroom
componenten, zoals de
door de verbruikers 1).
circulatiepomp en de
In deellastbedrijf, waarvan
regelafsluiters, die door
in meer dan 95% van de
leidingen met elkaar zijn
gevallen sprake is, wordt er
verbonden. De circulatiepomp
dus overwegend koud re-
transporteert het warme water
tourwater van de circulatie-
van bijvoorbeeld de ketel naar
pomp getransporteerd.
de verbruikers terwijl de
• De opvoerhoogte van de
regelafsluiters de volumestroom
regelbare circulatiepomp in
instellen, die door de
een meng-/injectieregeling
verbruikers wordt verwerkt.
blijft onafhankelijk van de
Daarbij wordt het conventionele
belasting, d.w.z. onafhanke-
verwarmingscircuit onder meer
lijk van de buitentemperatuur,
door het volgende gekenmerkt.
constant. Alleen bij invloed van externe warmte wordt
REGELCOMPONENTEN IN
volgens de ingestelde pomp-
CONVENTIONELE
grafiek Δp = constant of Δp =
VERWARMINGSCIRCUITS
variabel een besparing
ZIJN NIET OP ELKAAR
bereikt.
AFGESTEMD
• Wanneer meerdere meng-/ injectieregelingen van een
• De circulatiepomp en de
verdeler afgaan, moeten deze
regelafsluiters van de meng-/
handmatig worden ingesteld.
injectieregeling zijn door- gaans niet op elkaar af- gestemd. De systeemkennis over de hydrauliek van het verwarmingscircuit is veelal niet aanwezig. Hierdoor komt het voor, dat de door de circulatiepomp geproduceerde hydraulische energie op een andere plaats in het ver- warmingscircuit door regel- afsluiters en verschildruk-
1
De hoeveelheidsconstante volumestroom door de verbruikers wordt bepaald door de hydrauliek van de hoofdverdeler (bijv. 3-wegregelafsluiters). De circulatiepomp transporteert zowel voor de nominale last als voor de deellast de volumestroom voor het selectiepunt door het verwarmingscircuit. Het niveau van deze volumestroom wordt alleen beïnvloed door de regelfunctie van de thermostaatkranen externe warmte op de verbruikers inwerkt.
3
2
Systeemgedachte
2 Systeemgedachte Analyse van deze kenmerken
temperatuur wordt door de
Een positief neveneffect is het
heeft geleid tot het systeem-
centrale regeling gerealiseerd.
feit dat de statische strang-
concept BOA-Systronic.
Dit heeft een besparing op het
instelling aan de hoofdverdeler
Wezenlijk voordeel van het
elektrische vermogen voor de
vervalt. Deze wordt nu auto-
concept is de reductie van de
circulatiepomp tot gevolg.
matisch via de circulatiepomp
exploitatiekosten voor het
2) Elektrisch vermogen van de
gerealiseerd. De inbedrijf-
verwarmingscircuit.
circulatiepomp: Pelektrische =
namekosten van het verwar-
constante.
mingscircuit worden op deze
BESPARINGSPOTENTIEEL
De constante wordt gevormd
manier verder gereduceerd.
ALS GEVOLG VAN
door het rendement van circu-
In een conventionele meng-/
SYSTEEMDENKEN
latiepomp en frequentieom-
injectieregeling wordt tijdens de
vormer alsmede de druk en ver-
inbedrijfname van het verwar-
snelling van de zwaartekracht.
mingscircuit met behulp van de
2
BOA-Systronic stemt het bedrijf van circulatiepomp en regelafsluiters op elkaar af. Afhankelijk van het instelsignaal van de centrale regeling stellen de regelafsluiters BOACVE SuperCompact de volumestroom in die door de verbruikers wordt verwerkt. Gelijktijdig stelt de toerengeregelde circulatiepomp de passende opvoerhoogte in. BOA-Systronic verandert de conventionele (hoeveelheidsconstante) meng-/injectieregeling in een hoeveelheidsvariabel systeem. Tegelijkertijd past het de opvoerhoogte van de circulatiepomp via de systeemgrafiek aan de kleinere volumestromen aan. Verbruikers kunnen met gereduceerde volumestromen gelijke thermische vermogens afgeven wanneer de aanvoertemperatuur wordt verhoogd. Het stijgen van de aanvoer-
2
Afb. 01 Hydrauliekschema BOA-Systronic
Elektrisch vermogen van de circulatiepomp: P
elektrische
t2
= constante · ∫Q(t) · H(t)dt. t1
De constante wordt gevormd door het rendement van circulatiepomp en frequentie-omvormer alsmede de druk en versnelling van de zwaartekracht.
4
2
Systeemgedachte
strangregelafsluiter de verschil-
stromingsgeluiden terwijl voor
temperatuur (aanvoer/retour)
het instellen van de hoofd-
voor het selectiepunt ingesteld.
verdeler geen kostenverhogende
Daarbij worden de afsluiters
verschildrukregelaars nodig
over het algemeen terug-
zijn. Bovendien kunnen onder-
geregeld. Het drukverval via de
verdelers worden vervangen
afsluiters kan enkele tienden
door goedkopere strangregel-
bar bedragen. Bij BOA-
afsluiters omdat de variabele
Systronic vervalt deze stap.
volumestroombesturing door
Omdat BOA-Systronic alleen de
BOA-Systronic geen invloed
noodzakelijke opvoerhoogte
heeft op het instellen van de
instelt, ontstaan ook bij invloed
onderverdelers.
van externe warmte geen KENNIS VAN DE LEIDINGNETGRAFIEK VAN HET VERWARMINGSCIRCUIT
Afb. 02 Systeemvergelijk
Slotsom Door kennis over de hydraulische samenhang van de componenten in het verwarmingscircuit te benutten, worden met BOA-Systronic besparingen gerealiseerd. De besparingen zijn volledig onafhankelijk van de verschildrukregeling van de circulatiepomp. Deze vindt bij BOA-Systronic conventioneel plaats. 5
3
Componenten
3 Componenten De transformatie in een hoe-
bruikers variabel (lastaf-
verwarmingscircuit en daarmee
veelheidsvariabel systeem wordt
hankelijk) ingesteld.
de hydraulische weerstand be-
mogelijk door de deelvolume-
De besturing is op de fabriek
rekend. De meettoebehoren
stromen hydraulisch te ont-
aan de (hoofd-)regelafsluiter
blijven tijdens de inbedrijfname
koppelen en gebruik te maken
gemonteerd.
en over het totale bedrijfsbereik
van de kennis over de beno-
De BOA-Control IMS wordt
geheel geopend. Hydraulisch
digde waterhoeveelheden voor
hier toegepast, om tijdens de
gedragen de toebehoren zich op
het verwarmingscircuit.
inbedrijfname de volumestroom
basis van hun lage ζ–waarde5
BOA-Systronic omvat daarom
aan de hoofdverdeler te meten.
praktisch als een stuk leiding.
drie componenten. Met behulp
Met behulp van dit meetsignaal
De meetcomputer behoort niet
van de regelafsluiters BOA-
worden de opvoerhoogte voor
tot de leveringsomvang van het
CVE SuperCompact3 wordt de
het selectiepunt alsmede de
systeem.
volumestroom door de ver-
installatiegrafiek van het
4
Afb. 03 Componenten BOA-Systronic
3
4
5
BOA-CVE SuperCompact: geautomatiseerde afsluiter- en regelafsluiter met intelligente elektro-aandrijving voor verwarming/ventilatie/ airconditioning. De afsluiters worden in het nominale diameterbereik van DN 20 tot DN 150 en het nominaal drukniveau PN6/10/16 geleverd. Dankzij de compacte bouwwijze is de afsluiter tegenwoordig de kleinste en lichtste van deze drukklasse, die seriematig wordt vervaardigd. Mede hierdoor kunnen airconditionings- en verwarmingssystemen ruimtebesparend worden gerealiseerd. Het geringe gewicht vereenvoudigt de montage en het werken met de afsluiters. Daaraan wordt verder bijgedragen door de zelfkalibratie van de aandrijving, die het nastellen van eindschakelaars overbodig maakt. BOA-Control IMS: de afsluiter meet -onafhankelijk van afsluiterstandposities en minimale verschildrukken- de volumestromen. De meetnauwkeurigheid is in vergelijking tot traditionele oplossingen over het totale bereik constant. Het meetsignaal wordt door een meetcomputer opgenomen en verwerkt. Deze toont na het inschakelen op het display eerst de nominale diameter van de aangesloten afsluiters, omdat deze vaak geïsoleerd zijn en de teksten op de afsluiterhuizen slecht te lezen zijn. Vervolgens kan de gebruiker met behulp van twee toetsen kiezen of hij de actuele doorstroming in de installatie [m3/h] of de temperatuur van het doorstromende medium in [ºC] wil oproepen. Op deze manier kunnen volumestromen in enkele seconden worden gecontroleerd. De BOA-Control IMS is uitgevoerd met een lineaire smoorgrafiek en is tevens als afsluiter te gebruiken. Dankzij een door een kap beschermde slagbegrenzing kan de afsluiter, nadat er een afsluitprocedure heeft plaats gevonden, weer exact in de oorspronkelijke stand worden teruggezet. ζ –waarde: beschrijft de weerstand, die een afsluiter aan het doorstromende medium biedt. De ζ – waarde is afhankelijk van het ontwerp van en het soort afsluiter.
6
4
Regeling
4 Regeling BOA-Systronic is een bestu-
temperatuur wordt in de
ringssysteem, dat wordt ge-
regeleenheid het regelverschil
koppeld aan de centrale regeling
bepaald en aan het regel-
en deze dus niet vervangt.
algoritme (PI- of PID-algoritme) verzonden. Dit algoritme be-
CENTRALE REGELING
paalt een instelsignaal, dat bij
BLIJFT BEHOUDEN
een conventionele meng-/ injectieregeling aan de regel-
De regeling van de aanvoer-
afsluiter wordt doorgegeven.
temperatuur blijft de taak van
Dit instelsignaal dient voor de
de centrale regeling. De
BOA-Systronic als ingangs-
ingangssignalen daarvan zijn
signaal en wordt aan de be-
onder andere de gemeten
sturingseenheid Systrobox
buitentemperatuur alsmede de
doorgegeven. Met behulp van
gemeten aanvoertemperatuur
de eerder vastgestelde systeem-
van het verwarmingscircuit.
besturingsgrafieken zet de
Met behulp van de verwar-
Systrobox het instelsignaal om
mingsgrafiek uit de centrale
in twee separate instelsignalen
regeleenheid wordt uit de
voor de regelafsluiters BOA-
gemeten buitentemperatuur de
CVE SuperCompact en in een
ingestelde waarde voor de
ingestelde waarde voor de op-
aanvoertemperatuur vast-
voerhoogte voor de circulatie-
gesteld. Uit deze ingestelde
pomp.
waarde en de gemeten aanvoer-
7
5
Volumestromen
5 Volumestromen
warmingscircuit alleen via de
Daarbij reguleert de in de aan-
verschiltemperatuur (aanvoer/
voer- of retourleiding gemon-
retour) regelen. Als gevolg hier-
teerde hoofdregelafsluiter de
Het thermisch vermogen van
van verpompt de circulatie-
hoeveelheid heetwater.
het verwarmde circuit wordt
pomp bij deellast overwegend
Tegelijkertijd stelt de regelaf-
voor het selectiepunt als pro-
koud water door het verwar-
sluiter in de mengleiding de
duct uit volumestroom Q en
mingscircuit.
hoeveelheid bij te vullen koud
verschiltemperatuur (aanvoer/
De volumestroom door het
retourwater in. De extra opti-
retour) ΔT berekend.
verwarmingscircuit wordt
malisering door de thermo-
alleen gereduceerd wanneer de
staatkranen bij de compensatie
thermostaatkranen hun regel-
voor externe warmte blijft
functie uitoefenen (compensatie
onveranderd bestaan.
externe warmte).
De grafiek van het verwar-
Pth = 1,163 · Q · ΔT
Conventionele hydrauliek De hydraulische schakeling van
mingsdeel laat zien, dat de
de conventionele meng-/injec-
BOA-Systronic
volumestroom bij gelijk-
tieregeling kan -onafhankelijk
De innovatieve besturing regu-
blijvende thermische vermo-
van het instelsignaal- voor de
leert het thermisch vermogen
gensafgifte van de verbruikers
verbruikers alleen voor een con-
door variatie van de verschil-
kan worden gereduceerd,
stante volumestroom zorgen.
temperatuur (aanvoer/retour) en
wanneer de aanvoertempera-
De hoeveelheid instromend
de volumestroom. Bovendien
tuur dienovereenkomstig stijgt.
heetwater uit de aanvoer is
reduceert BOA-Systronic de
Daartoe bestaan twee mogelijk-
gekoppeld met de hoeveelheid
door het verwarmingscircuit te
heden, die met behulp van een
koud retourwater dat door de
verpompen hoeveelheid water
standaardfunctie van de warm-
mengleiding wordt gepompt
aanzienlijk. Dit is mogelijk
teregelaar gerealiseerd kunnen
(afbeelding 04).
omdat de regelafsluiters. BOA-
worden.
6
CVE SuperCompact zorgen
Hierdoor kan een conventionele
uit de aanvoer en de hoeveel-
Parallelle temperatuurverschuiving van de verwarmingsgrafiek
meng-/injectieregeling het ther-
heid koud retourwater dat door
De verwarmingsgrafiek van de
misch vermogen van het ver-
de mengleiding wordt gepompt.
regelaar wordt met een vaste
Q1 aanvoer
Q totaal
(warm)
voor ontkoppeling van de hoeveelheid instromend heetwater
Volumestroom Q [%]
Q totaal= Q 1aanvoer+ Q 2menging
Qtotaal
100
Q2 menging
80 60 40 20
Q1 aanvoer
0
Q2 mening (koud)
0
20
40
60
80
100
Instelsignaal regelaar [%]
Afb. 04 Volumestromen van de 3-wegregelafsluiter 6
3-wegregeling: bij een 3-wegregelafsluiter worden de te mengen media via twee ingangen toegevoerd en hun som via een uitgang afgevoerd. De verhouding van de doorstroomhoeveelheden van beide ingangen is bepaald door de positie van de regelconus. De som van de smoordoorsnedes aan beide ingangen is over het totale slagbereik constant. Dus geeft de afsluiter aan zijn uitgang onafhankelijk van de positie van de regelconus een constante volumestroom af.
8
5
Volumestromen
waarde parallel aan hogere
kleiner vermogen worden
aanvoertemperaturen verscho-
gekozen
ven. De regelaar telt intern de
Stijgende temperatuursverandering in de verwarmingsgrafiek
Voordeel: Aanzienlijke
vaste waarde ΔT bij de inge-
reductie van investerings-
De verwarmingsgrafiek van de
stelde waarde van de aanvoer-
kosten voor de circulatie-
regelaar wordt alleen in de deel-
temperatuur op (parallelle -
pomp
lastsituaties naar hogere aan-
temperatuurverschuiving van de
• De nominale systeemdia-
voertemperaturen verschoven.
verwarmingsgrafiek).
meter van het verwarmings-
De regelaar telt intern op en
De nominale volumestroom
circuit kan gemiddeld een
voegt afhankelijk van de
wordt door de verhoogde
nominale systeemdiameter
waarde van het instelsignaal
verschiltemperatuur (aanvoer/
kleiner worden gekozen
een waarde ΔT bij de ingestelde
retour) in ieder geval met 25%
Voordeel: Reductie van de
waarde van de aanvoertempera-
gereduceerd en er ontstaat een
investeringskosten voor
tuur (stijgende temperatuursver-
nieuw selectiepunt voor de
leidingen, afsluiters en filters
andering in de verwarmings-
circulatiepomp (afbeelding 05).
inclusief isolatie
grafiek). De nominale volumestroom en
VERHOOGDE AANVOER-
Het nieuwe selectiepunt kan in
daarmee het selectiepunt van de
TEMPERATUUR DOOR
principe ook met conventionele
circulatiepomp blijven behou-
PARALLELLE TEMPERA-
hydrauliek worden bereikt.
den. In dit geval kunnen de
TUURVERSCHUIVING
BOA-Systronic biedt echter
investeringskosten voor de
VAN DE VERWARMINGS-
meerdere bijkomende voordelen.
circulatiepomp en de overige
GRAFIEK
• Het ingenieursbureau dimen-
afsluiters niet worden ge-
sioneert de verbruikers van
reduceerd.
Het nieuwe selectiepunt maakt
het verwarmingscircuit zoals
het mogelijk om de investerings-
gebruikelijk
kosten voor de circulatiepomp
• Het ingenieursbureau ge-
en de afsluiters van het verwar-
bruikt de voordelen van de
mingscircuit aanzienlijk te re-
BOA-Systronic zonder hun
duceren.
advies te veranderen
• In het algemeen kan een
spaart adviestijd en -kosten
Q1 aanvoer (warm)
+
Q2 menging (koud)
Q totaal
Volumestroom Q [%]
circulatiepomp met een
• Het ingenieursbureau be-
100 80
Qtotaal
60 40 20
Q2 menging
Q1 aanvoer
0 0
20
40
60
80
100
Instelsignaal regelaar [%]
Afb. 05 Gereduceerde volumestromen BOA-Systronic
9
6
Opvoerhoogte van de circulatiepomp
6 Opvoerhoogte van de circulatiepomp
matisch bepaald en door de
afhankelijk van de lengte en
minimale opvoerhoogte van de
nominale systeemdiameter van
circulatiepomp begrensd. De
de aanvoer- en retourleidingen
BOA-Control IMS meet de
van het verwarmingscircuit, de
Bij de hydraulische regeling van
volumestroom in de warmte-
drukverliezen in de verbruikers,
een conventionele meng-/injec-
strang en bepaalt zo de vereiste
strangregelafsluiters, filters,
tieregeling kan de opvoerhoogte
nominale opvoerhoogte van de
thermostaatkranen en afslui-
van de circulatiepomp niet
circulatiepomp in het selectie-
ters. volumestroom en opvoer-
worden aangepast aan het
punt. Vervolgens wordt met
hoogte zijn hier genormaliseerd
verloop van de installatiegrafiek
deze waarden de installatie-
afgebeeld. De circulatiepomp
van het verwarmingscircuit.
constante van het verwarmings-
van de meng- of injectieregeling
De circulatiepomp kan alleen
circuit bepaald. Daarmee is de
kan bij gereduceerde volume-
reageren op gereduceerde
hydraulische weerstand van het
stromen (invloed externe
volumestromen, die door de
verwarmingscircuit bekend en
warmte) alleen met gelijkblij-
regelfunctie van de thermostaat-
de besturing kent voor de be-
vende opvoerhoogte reageren,
afsluiters aan de verbruikers
treffende belasting de benodig-
wat reeds een vermogensbespa-
ontstaan. Daarbij blijft de
de opvoerhoogte van de
ring oplevert.
opvoerhoogte - afhankelijk van
circulatiepomp.
de gekozen pompgrafiek -
NIEUW SELECTIEPUNT
constant of wordt dienovereen-
In de volgende Q-H-grafiek
komstig gereduceerd (Δp =
worden aan de hand van een
variabel).
voorbeeld de mogelijke opvoer-
Bij BOA-Systronic ontstaat
hoogten van een verschildruk-
door parallelle temperatuurver-
BOA-Systronic BESTUURT
geregelde pomp afgebeeld. De
schuiving in de verwarmings-
DE POMP LANGS DE IN-
pomp is onafhankelijk van
grafiek de volumestroom.
STALLATIEGRAFIEK VAN
doorstroming (Δp = constant)
HET VERWARMINGSCIR-
geregeld en wordt vergeleken
CUIT
met een conventionele mengregeling en met BOA-Systronic.
BOA-Systronic stelt met de
VOOR DE POMP
Q nieuw = 0,75 · Q oud Bij deze waarde moet nog de weerstand van de hoofdregel-
regelafsluiters de volumestroom
Het selectiepunt is het snijpunt
afsluiter opgeteld worden. Ze
afhankelijk van de buitentem-
van de installatiegrafiek van het
geeft het drukverval weer, die
peratuur in en meet tijdens het
verwarmingscircuit met de
ontstaat aan de regelafsluiter,
in bedrijf nemen de installatie-
grafiek van de circulatiepomp.
en heeft betrekking op de door
grafiek van het verwarmingscircuit. Hierdoor kan de opvoerhoogte van de circulatie-
75% )·H (Q )= 100%· ( 100%
H nieuw = H oud ·
Q nieuw 2 oud
2
oud
= 0,56 · H oud
pomp aan de te verpompen volumestroom worden aan-
De installatiegrafiek beschrijft
de pomp op te brengen verschil-
gepast. Hiervoor wordt gebruik
de weerstand, die aan de
druk (totale drukverval in de
gemaakt van de systeemgrafiek
volumestroom wordt geboden
installatie). Bij BOA-Systronic is
(afbeelding 06). Deze wordt
en komt overeen met de
de weerstand over het totale
door volumestroommeting
benodigde opvoerhoogte van de
bedrijfsbereik constant. Deze
tijdens de inbedrijfname auto-
circulatiepomp. De grafiek is
samenhang wordt in de sys-
10
6
Opvoerhoogte van de circulatiepomp
teemgrafiek tot uitdrukking
Systronic bestuurde circulatie-
opvoerhoogte daarbij constant
gebracht en verklaart, waarom
pomp op de systeemgrafiek. Bij
(Δp = constant) of neemt met
deze parallel aan de installatie-
stijgende buitentemperaturen
verminderende volumestroom
grafiek op iets hoger niveau
gaat het bedrijfspunt in de
af (Δp = variabel). Alle bekende
verloopt (afbeelding 6).
richting van kleinere volume-
eigenschappen van de regelbare
stromen en opvoerhoogten.
pomp en de thermostaatkranen
In het voorbeeld is sprake van
blijven behouden.
een nieuw selectiepunt voor de
ALLE EIGENSCHAPPEN
circulatiepomp: de nominale
VAN DE REGELBARE POMP
volumestroom wordt met 25%
BLIJVEN BEHOUDEN
gereduceerd en de nominale opvoerhoogte van de circulatie-
Bovendien is afgebeeld, welke
pomp wordt dienovereen-
invloed de regelfunctie van de
komstig verminderd. Daardoor
thermostaatkranen op verschil-
is het mogelijk een circulatie-
lende bedrijfspunten heeft
pomp met een geringer ver-
(invloed externe warmte). Bij
mogen en dus een lagere aan-
invloed van externe warmte
schafprijs te kiezen.
beweegt het bedrijfspunt op de pompgrafiek van de verschil-
Afhankelijk van de buitentem-
drukgeregelde pomp van plaats
peratuur wisselt het bedrijfs-
naar plaats. Volgens de inge-
punt van de door BOA-
stelde pompgrafiek blijft de P el1
Opvoerhoogte H [%]
P el2
=
constante Q1 H 1 constante Q2 H 2
=
Q1 H1 Q2 H2
180
Grafiek o
160
ngeregeld
Bedrijfspunt conventioneel met externe warmte Pel11 = 84%
e pomp
Selectiepunt conventioneel zonder externe warmte Pel1 = 100%
140 120
Invloed externe warmte
Grafiek geregelde pomp ∆p = constant
100
Selectiepunt BOA-Systronic met externe warmte P el21 = 35%
80
Invloed externe warmte Selectiepunt BOA-Systronic zonder externe warmte P el2 = 45%
Grafiek geregelde pomp ∆p = constant
60
Bedrijfspunt BOA-Systronic deellast met externe warmte Pel31 = 11%
40
Invloed externe warmte
Grafiek geregelde pomp 20
Hmin Circulatiepomp
Insta
llatie
B
-S OA
yst
ro n
ic
Bedrijfspunt BOA-Systronic deellast zonder externe warmte Pel3 = 16%
iek graf
0 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
Volumestroom Q [%]
Afb. 06 Opvoerhoogte van de circulatiepomp uit het voorbeeld
11
7
Hydraulische instelling van de onderverdelers
7 Hydraulische instelling van de onderverdelers BOA-Systronic werkt met variabele volumestromen. De vraag is, in hoeverre de onderverdelers voor deze variabele bedrijfspunten hydraulisch zijn ingesteld. De onderverdelers worden voor het selectiepunt (nominale belasting) onder elkaar hydraulisch ingesteld. Daarmee wordt ervoor gezorgd, dat de verbruikers in de onderverdelingen voldoende voorzien worden. In het vervolg wordt deze nominale belasting met de index N aangeduid, de deelbelasting
Afb. 07 Verwarmingscircuit met onderverdelers
met de indexT. In het selectiepunt (nominale
strangregelafsluiter niet meer
In het nu volgende wordt
belasting) ontstaat aan de
veranderd. Het drukverval aan
uitgelegd, dat de variabele
strangregelafsluiter van de
de afsluiter hangt alleen nog af
volumestroombesturing door
onderverdeler het volgende
van de hoogte van de volu-
BOA-Systronic geen invloed
verschildrukverval:
mestroom (Q).
heeft op de instelling van de onderverdelers.
Verschildruk nominale belasting
De volumestromen in de onderverdelers 1, 2 en 3 worden met
∆ pN =
1 1 · ρ · ζ · w2 = · ρ · ζ · 2 2
(A ) QN
2
Vergelijking 1
behulp van de strangregelafsluiters SV1, SV2 en SV3 ingesteld.
Daarbij beschrijft p de druk,
De openingsdoorsnede (A) en
Van belang is de verhouding
ζ de zeta-waarde van de afslui-
de zeta-waarde (ζ) van de
van de drukvervallen aan de
ters, w de stromingssnelheid
afsluiter blijven constant.
strangregelafsluiters voor de
van het water, A de stromings-
nominale belasting
doorsnede aan de smoorplaat
(bijv.
ΔpN2 ΔpN1
selectiepunt.
Vergelijking 2
) en
de deellast (bijv.
12
( )
en QN de volumestroom in het
1 1 2 ·ρ·ζ· = constant = c 2 A
ΔpT2 ΔpT1
).
De stranginstelling van de
Dus hangt de verschildruk aan
onderverdeler wordt voor het
de strangregelafsluiter alleen
selectiepunt (nominale belas-
af van een door de afsluiter
ting) uitgevoerd. Vervolgens
beschrijvende factor (c) alsmede
wordt de smoorpositie van de
van de volumestroom (Q):
7
Hydraulische instelling van de onderverdelers
Verschildruk nominale belasting ∆pN = c · Q 2 N
Verschildruk SRV1 ∆pT1 = F2 ·Δp N1 Vergelijking 6
Vergelijking 3 In de deellastsituatie wordt de verschildruk aan de strangregelafsluiter als volgt verminderd:
Verschildruk SRV2 ∆pT2 = F2 ·Δp N2 Vergelijking 7
Verschildruk deellast: ∆pT = c ·(F·Q N)2 Vergelijking 4 Daarbij beschrijft de factor F de
Verschildruk SRV3 ∆pT3 = F2 ·Δp N3 Vergelijking 8
deellastgraad (0-100)%. Als vergelijking 3 wordt gecom-
Daaruit volgt voor de verhou-
bineerd met vergelijking 4,
dingen van deze verschil-
krijgt men de samenhang
drukken:
∆pT = F2 ·Δp N Vergelijking 5
∆pT2 ∆pT1
=
∆pN2 ∆pN1
Vergelijking 9 Daarmee ontstaan voor de onderverdelers 1, 2 en 3 bij nominale belasting en deellast de volgende drukverschillen:
Slotsom In de deellastsituatie bestaat dezelfde wetmatigheid met betrekking tot de verschildrukken in de onderverdelers als bij nominale belasting. Daarmee worden de onderverdelers ook in deellast van voldoende volumestroom voorzien van het gewenste warmtevermogen.
13
8
Verschildrukregelaars
8 Verschildrukregelaars
conventioneel opgebouwde
mingscircuit en de opvoer-
hoofd-verdeler wordt dus een
hoogte van de door BOA-
deel van de opvoerhoogte in
Systronic bestuurde circulatie-
Als een ruimte bijvoorbeeld
veel gevallen direct weer door
pomp. Daarentegen produceert
door instraling van de zon extra
de verschildrukregelaar vernie-
de verschildrukgeregelde pomp
wordt verwarmd, reduceren de
tigd! Af- beelding 08 vergelijkt
van de meng-/injectieregeling
thermostaatafsluiters de volu-
in de Q-H-grafiek als voorbeeld
een veel groter opvoerhoogte-
mestromen. In de conventioneel
de invloed van externe warmte
overschot aan de thermostaat-
opgebouwde warmtestrang
op het bedrijfsgedrag van een
kraan (Δp2). Hetzelfde geldt
wordt de opvoerhoogte van de
ongeregelde circulatiepomp in
voor de ongeregelde pomp
circulatiepomp vervolgens vol-
een meng-/injectieregeling als-
(Δp1).
gens de ingestelde pompgrafiek
mede van een verschildrukgere-
aangepast. De verminderde vo-
gelde pomp, die door BOA-Syst-
lumestroom verlaagt het druk-
ronic wordt bestuurd. De afbe-
verschil in de leiding. De over-
elding maakt duidelijk, dat de
tollige verschildruk die de cir-
door BOA-Systronic bestuurde
culatiepomp produceert, kan al-
pomp slechts nauwelijks over-
leen bij de thermostaatkraan
tollige verschildruk produceert.
verminderen. Dit gaat gepaard met stromings- of fluitgeluiden.
VERSCHILDRUKREGE-
Om dit te voorkomen, worden
LAARS ZIJN NIET MEER
vaak verschildrukregelaars toe-
NODIG
gepast. Deze begrenzen het stijgen van de verschildruk boven
Deze verschildruk ontstaat uit
de afsluiter en voorkomen daar-
het verschil van hydraulische
door stromingsgeluiden. In de
weerstand van het verwar-
Slotsom BOA-Systronic regelt de noodzakelijke opvoerhoogte van de circulatiepomp op basis van de actuele belasting. In deellastsituaties ontstaan geen opvoerhoogte-overschotten en aan de verbruikers ontstaan geen stromingsgeluiden. Dure verschildrukregelaars voor het instellen van de warmtestrangen zijn dan ook niet noodzakkelijk. Met betrekking tot de hydraulische instelling van onderverdelers kunnen deze door goedkopere strangregelafsluiters vervangen worden.
14
9
Inbedrijfname
9 Inbedrijfname
en meetwaarde beneden een be-
tisch de benodigde opvoer-
paald niveau blijft. Na het af-
hoogte van de circulatiepomp
sluiten van deze procedure kent
Als met parallelle temperatuurs-
voor het selectiepunt vast.
het systeem de opvoerhoogte
verschuiving in de verwar-
Daarvoor wordt de circulatie-
van de circulatiepomp voor het
mingsgrafiek gewerkt wordt, re-
pomp met haar minimale op-
selectiepunt alsmede de installa-
duceert BOA-Systronic de volu-
voerhoogte gestart. In het ver-
tieconstante van het verwar-
mestroom voor het selectiepunt
warmingscircuit ontstaat een
mingscircuit en dus de installa-
op basis van de berekende volu-
dienovereenkomstige volume-
tiegrafiek. Daarmee is de sa-
mestroom voor een conventio-
stroom, die door de BOA-Con-
menhang tussen opvoerhoogte
nele meng-/injectieregeling altijd
trol IMS aan de hoofdverdeler
en volumestroom voor het ver-
tot 25%. Voor inbedrijfname
wordt gemeten. Deze meet-
warmingscircuit bekend.
wordt BOA-Systronic geconfi-
waarde wordt met behulp van
gureerd. Hiervoor moet de
de meetcomputer BOATRONIC
BOA-SYSTRONIC STELT AU-
waarde van de volumestroom,
M-420 in een analoog stroom-
TOMATISCH DE OPTIMALE
die voor een conventionele
signaal (4-20) mA omgezet en
OPVOERHOOGTE VAN DE
meng-/injectieregeling werd be-
aan de besturing Systrobox
POMP VAST
rekend, samen met de BOA-
doorgegeven. De meetwaarde
Systronic in de software worden
wordt met de waarde voor de
In het verdere verloop genereert
ingevoerd (parametrering). De
(nieuwe) nominale volume-
BOA-Systronic met de opgesla-
nominale systeemdiameter voor
stroom vergeleken. De opvoer-
gen gegevens voor de volu-
de BOA-Control IMS komt met
hoogte van de circulatiepomp
mestroom in het deellastbereik
deze nominale systeemdiameter
wordt stap voor stap verhoogd,
de systeemgrafiek alsmede de
overeen.
tot het verschil tussen ingestelde
regelafsluitergrafiek.
Opvoerhoogte H [%]
BOA-Systronic stelt automa-
180
Grafiek o
160
ngeregeld
Bedrijfspunt conventioneel ongeregelde pomp met externe warmte
e pomp
H1
140
Bedrijfspunt conventioneel geregelde pomp met externe warmte
invloed externe warmte
Selectiepunt conventioneel zonder externe warmte
120 100
H2 ∆p1
80
Bedrijfspunt BOA-Systronic geregelde pomp met externe warmte
∆p 2
60
invloed externe warmte
40
invloed externe warmte
Bedrijfspunt BOA-Systronic geregelde pomp zonder externe warmte
H3 ∆p 3
BO
A-S
ys
ni tro
c
Ins
tal
l
eg ati
raf
iek
Hydraulische weerstand van het verwarmingscircuit
20 0 0
10
20
30
40
Q deellast 60
70
Q NS 80
90
QN
110
120
Volumestroom Q [%]
Afb. 08 Opvoerhoogte-overschot van de circulatiepomp als in het voorbeeld Q selectiepunt van het verwarmingscircuit met 3-wegregeling N Q selectiepunt van het verwarmingscircuit BOA-Systronic N Sys Q deellastsituatie (voorbeeld) T
Δp1 verschildruk thermostaatkraan (ongeregelde pomp) Δp2 verschildruk thermostaatkraan (geregelde pomp Δp=constant) Δp3 verschildruk thermostaatkraan (BOA-Systronic)
15
10
Praktijktest
10 Praktijktest 10.1 Installatie BOA-Systronic wordt sinds 2001 in het directiegebouw van DeTe-Immobilien in Heidelberg toegepast. Het heetwater wordt geproduceerd door een 2-ketelinstallatie met een thermisch vermogen van ongeveer 2 MW. Elke ketel is uitgerust met een 2-traps brander. De
Afb. 09 2-ketelinstallatie
hoofdverdelerrail is direct (zonder hydraulische wissel)
gestelde waarde van de opvoer-
gen, worden in het vervolg de
met de ketel verbonden en voedt
hoogte voor de circulatiepomp
vermogensgegevens van de bei-
4 verwarmingscircuits alsook
en in twee separate instelsig-
de warmtestrangen met elkaar
andere warmwatercircuits. Vier
nalen voor de beide regelafslui-
vergeleken (tabel 01).
verwarmingsregelaars verzor-
ters omzet. In beide gebouw-
gen de aanvoertemperatuur-
delen worden storingen van de
DE REGELAAR GEEFT ZIJN
regeling van de 4 gebouwdelen.
ruimtetemperatuur (invloed ex-
INSTELSIGNAAL DOOR
De regelaars zijn in een separate
terne warmte) met behulp van
AAN DE BOA-SYSTRONIC
besturingskast in de verwar-
de thermostaatkranen aan de
mingsruimte ingebouwd.
warmtedelen voorkomen. Beide
De hoofdregelafsluiter wordt in
circulatiepompen zijn verschil-
de nominale systeemdiameter
drukgeregeld ingesteld (Δp =
van het systeem DN 50 uitge-
CUITS VERWARMEN HET
constant). Om het voordeel van
voerd (afbeelding 15). Het is
GEBOUW
de BOA-Systronic vast te leg-
met de aandrijving EA-C40 uit-
VIER VERWARMINGSCIR-
BOA-Systronic voorziet de westvleugel van het gebouw van warmte. De oostvleugel van het gebouw wordt door een conventionele mengregeling van warmte voorzien. Beide gebouwdelen hebben hetzelfde warmtevermogen nodig. De verwarmingsregelaar “Stat.Heizung West” geeft zijn instelsignaal (voor de regelafsluiter) door aan de besturing van de BOA-Systronic, die dit in de lastafhankelijk in-
16
Afb. 10 retourverzamelaar
10
Praktijktest
gerust en werd in de aanvoer
Systronic is de aandrijving ge-
van de warmtestrang
configureerd met een lineaire re-
ingebouwd. De aanduiding EA-
gelgrafiek; de aandrijving wordt
C40 betekent, dat deze
aangestuurd via een analoog
aandrijving een instel-kracht
spanningssignaal (2-10) VDC.
van 4000 N opbrengt. Men herkent de klemmenkast voor
ea-c40 VOOR NOMINALE
de kabel-toevoer alsmede het
SYSTEEMDIAMETER
zwarte handwiel voor de
VANAF DN 65
bediening van de afsluiter bij spanningsuitval. De intelligente
De mengregeling wordt altijd
aandrijving biedt de mogelijk-
twee nominale systeemdia-
heid om een lineaire afsluiter-
meters kleiner uitgevoerd dan de
grafiek of een grafiek met een
nominale systeemdiamter van
gelijk percentage in te stellen.
het systeem. Verder wordt de
De configuratie geschiedt uit-
regeling in plaats van de terug-
sluitend met behulp van de
slagklep in de mengleiding
parametreersoftware.
aangebracht (afbeelding 16).
Afb. 11 Besturingskast
Parameters
Oostvleugel (3-Wegregeling)
Westvleugel (BOA-Systronic)
Eenheid
300,00
300,00
kW
Temperatuurverschil (aanvoer/retour)
20,00
27,00
K
Volumestroom max
13,00
9,75
m³/h m
Thermisch vermogen
Opvoerhoogte max Circulatiepomp Verschildrukregeling Nominale systeemdiameter hoofdverdeler Parallelle temp.verschuiving verwarmingsgrafiek
2 AANDRIJVING VOOR
8,00
4,50
Riotec 65-100
Riotec 50-100
Δ p = constant
Δ p = constant
DN65
DN50
nee
+3,5
K
Tab. 01: vermogensgegevens van de hoofdverdelers
VERSCHILLENDE NOMINALE SYSTEEMDIAMETERS De aandrijving kan naar keuze met 24 VAC/DC of 230 VAC/ DC worden voorzien. Standaard worden instelsignalen 230/24 VAC-3-punt alsmede analoge stroom- (0/4-20) mA of spanningssignalen (0/2-10) VDC verwerkt. Verder is de aandrijving voorzien van een actieve terugmelding over de positie (2-10)
Afb. 12 Verwarmingsregelaar
Afb. 13 Hoofdverdeler west-
VDC. In combinatie met BOA-
voor de west- en oostvleugel
en oostvleugel
17
10
Praktijktest
spanningsuitval kan de afsluiter
met een lineaire regelgrafiek ge-
met behulp van een
configureerd en wordt via een
zeskantsleutel worden bediend.
analoog spanningssignaal (210) VDC aangestuurd.
EA-B12 VOOR NOMINALE SYSTEEMDIAMETER
Die Systrobox is het “hart” van
VANAF dn50
de BOA-Systronic. Hierin slaat de besturing de regelafsluiter-
Voor toepassingen buiten de
grafiek voor de hoofdregel-
BOA-Systronic biedt deze aan-
afsluiter en de mengafsluiter op
drijving eveneens de mogelijk-
alsmede de systeemgrafiek voor
heid, een lineaire regelgrafiek of
de pomp.
een grafiek met een gelijk percentage in te stellen.
DE systrobox IS HET
De hulp- en stuurspanning wor-
HART VAN DE boa-
den via een 5-aderige kabel
systronic Die ALLE
Afb. 14 Hoofdverdeler met
naar de aandrijving toegevoerd.
SIGNALEN ONTVANGT
BOA-Systronic
Omdat de klemmen zich in de
EN DOORGEEFT
aandrijving bevinden, moet het De regeling stelt volgens de in
deksel voor de montage worden
De besturing wordt met 24
de Systrobox opgeslagen afslui-
verwijderd. Als hulpspanning
VAC verzorgd. De Systrobox
tergrafiek de volumestroom in
heeft de aandrijving 24 VAC/
bevat verder de interface, om de
de bijmengleiding in. Hier
DC nodig; als instelsignaal een
meetcomputer BOATRONIC
bedraagt de nominale systeem-
analoog (0/2-10) V-signaal. De
zowel van spanning te voorzien
diameter DN 32 en is daarom
aandrijving geeft een actieve
als ook diens meetsignaal op te
met de aandrijving EA-B12
melding over de positie (2-10)
nemen en te verwerken. Als in-
uitgerust. Deze levert een
VDC weer. In combinatie met
terface voor de (centrale) regel-
instelkracht van 1200 N. Bij
BOA-Systronic is de aandrijving
eenheid ontvangt de Systrobox
Afb. 15 Hoofdregelafsluiter
Afb. 16 Mengafsluiter BOA-Systronic
BOA-Systronic
18
10
Praktijktest
door.
10.2 Selectie van de circulatiepomp voor BOA-Systronic
De regelafsluiters ontvangen
De volgende analyse laat zien,
telkens een separaat analoog in-
dat de gekozen circulatiepomp
In het voorbeeld bedraagt het
stelsignaal (2-10) VDC terwijl
Riotec 50-100, die door BOA-
temperatuursverschil (aanvoer/
de geïntegreerde FTT10-ont-
Systronic wordt aangestuurd,
retour) van het verwarmingscir-
vanger de actueel benodigde
overgedimensioneerd is. De in-
cuit ΔT = 20 K en de verwar-
opvoerhoogte als digitaal sig-
stallatieconstante van het ver-
mingsgrafiek van de overkoepe-
naal via de LON-bus naar de
warmingscircuit wordt berekend
lende regeleenheid werd parallel
pomp zendt. Via het geïn-
als quotiënt uit de opvoerhoogte
met 3,5K verschoven. Daardoor
tegreerde tweede LON-klem-
van de pomp (H) en het kwa-
ontstaat een nieuw selectiepunt:
menpaar kunnen de LON-uit-
draat van de volumestroom (Q):
de nominale volumestroom
diens instelsignaal en geeft tegelijkertijd de drie instelsignalen voor de pomp en regelafsluiters
mingscircuit berekend als k verwarmingscircuit =
8 = 0,0473 132
Vergelijking 11
gangsvariabelen van de BOA-Systronic alsmede van alle aangesloten LON-deelnemers aan een overkoepelend gebouw-
wordt met 25% gereduceerd.* k verwarmingscircuit =
H Q2
Vergelijking 10
latiepomp, die met BOA-
beheersysteem worden doorgegeven.
Voor de selectie van de circuSystronic wordt aangestuurd,
De volumestroom voor het
volgt met de vergelijkingen 2 en
selectiepunt van de conven-
3 de vereiste opvoerhoogte in
De Systrobox is standaard aan
tioneel uitgeruste hoofdverdeler
het selectiepunt.**
de hoofdregelafsluiters gemon-
bedraagt Qnom = 13 m³/h. De
teerd. De Systrobox kan echter
pomp Riotec 65-100 kan bij
Dit nieuwe selectiepunt [Q/H] =
ook, zoals in dit geval, aan de
deze volumestroom de maxi-
[9,75 m³/h/4,5 m] kan door de
mengafsluiter of in de schakel-
male opvoerhoogte van onge-
pomp Riotec 50-60 worden
kast worden gemonteerd.
veer H=8m leveren (zie pompen-
geleverd. Voor het volgende
catalogus). Voor deze maximale
voorbeeld worden de investe-
situatie wordt de installa-
ringskosten voor de circulatie-
tieconstante van het verwar-
pomp als volgt gereduceerd.
Q N, Systronic = 0,75 · Q N,conv = 0,75 · 13m 3/h = 9,75m3/h *Vergelijking 12 H N,Systronic = k verwarmingscicuit · Q2 N,Systronic= 0,0473 · 9,75m 2 = 4,5m **Vergelijking 13 Pomp
Afb. 17 Besturing van de BOA-Systronic (Systrobox)
Catalogusprijs 2005 []
Riotec 65 – 100
1.825,11
Riotec 50 – 60
1.223,20
Verschil [] 602,91
Tab. 02: Gereduceerde investeringskosten voor de circulatiepomp
19
10
Praktijktest
10.3 Metingen Om de functie van het systeem BOA-Systronic te verifiëren, werden onder andere de volgende grootheden gemeten (tabel 03). In de meetperiode 2000-2002
Verwarmingscircuit Oost (bijmengregeling)
Verwarmingscircuit West (BOA-Systronic)
Buitentemperatuur
Buitentemperatuur
Volumestroom aan de hoofdverdeler
Volumestroom aan de hoofdverdeler
Verschildruk pomp
Verschildruk pomp
Elektrische vermogensopname
Elektrische vermogensopname
Tab. 03: Gemeten grootten
werd op 545 dagen gemeten. De meetwaarden werden opgeno-
peratuurverloop in de meet-
tentemperatuur en de uit-
men in het tijdinterval van 2
periode 2000-2002. Duidelijk
schakeltemperatuur van de
minuten. Dat leverde 711 meet-
is, dat de gemiddelde buiten-
verwarming bedraagt ongeveer
waarden per dag (24 uur) op,
temperatuur ongeveer 10 ºC
[(-12 ºC) – (+16 ºC)] = 28 ºC.
waaruit voor elke gemeten
bedraagt. De buitentempera-
De bandbreedte tussen de
grootte de gemiddelde dagwaar-
tuur, waarvoor de verwar-
laagste temperatuur en de ge-
de werd berekend.
mingscircuits geselecteerd
middelde temperatuur bedraagt
werden, bedraagt afhankelijk
ongeveer [(-12 ºC) – (+10 ºC)] =
van de plaats ongeveer -12 ºC
22 ºC. Als beide waarden in
tot -15 ºC. Volgens de voor-
verhouding tot elkaar geplaatst
schriften dient er tot een buiten-
worden, dan krijgt men 22/28 =
temperatuur van ca. 16 ºC ver-
0,79. Dat betekent, dat beide
De gemeten buitentemperaturen
warmd te worden. De band-
verwarmingscircuits over de
hebben betrekking op het tem-
breedte tussen de laagste bui-
betreffende periode gemiddeld
10.4 Buitentemperatuur
Buitentemperatuur [°C]
Buitentemperatuur – Testinstallatie Heidelberg – Gemiddeld ca. 10°C 35 30 25 20 15 10 5 0 -5
Jaren Buitentemperatuur
Afb. 18 Gemeten buitentemperatuur aan de testinstallatie in de jaren 2000 – 2002
20
22. Okt 02
22. Sep 02
23. Aug 02
24. Jul 02
24. Jun 02
25. Mei 02
25. Apr 02
26. Mrt 02
24. Feb 02
25. Jan 02
26. Dec 01
26. Nov 01
27. Okt 01
27. Sep 01
28. Aug 01
29. Jul 01
29. Jun 01
30. Mei 01
30. Apr 01
31. Mrt 01
1. Mrt 01
30. Jan 01
31. Dec 00
1. Dec 00
1. Nov 00
-10
10
Praktijktest
slechts ongeveer 21% van het
vereiste volumestroom Qnom
Volgens verwachting is de
thermisch vermogen, waarvoor
voor het selectiepunt:
volumestroom, die BOA-
ze werden geselecteerd, nodig hebben. Deze veronderstelling
P 300 th = m 3/h = 13m 3/h. 1,163 · ΔT 1,163 · 20 Vergelijking 14 Qnom =
zou bevestigd moeten worden door de hierna volgende vergelijking van de gemeten volumestromen, van de pompverschil-
Deze waarde wordt door de
Systronic tijdens de verbruiks-
drukken en van de elektrische
metingen bevestigd (afbeelding
tijd aan het verwarmingscircuit
vermogensopname van de
19). De 3-wegregelafsluiter van
afgeeft, duidelijk kleiner dan
pompen van beide systemen
de mengregeling geeft onafhan-
degene, die de mengregeling
bevestigd moeten worden.
kelijk van zijn openingsgraad
aan haar verwarmingscircuit
altijd de nominale volume-
levert. Afbeelding 19 toont dat
stroom aan het verwarmings-
de nominale volumestromen,
circuit af (hoeveelheidsconstant
die de mengregeling afgeeft,
systeem). In tegenstelling tot de
niet helemaal op de berekende
mengregeling stelt BOA-
hoogte werden gemeten. Dat is
De mengregeling moet in het
Systronic de resulterende vo-
terug te voeren op de invloed
selectiepunt het thermische
lumestroom aan de hoofdver-
van externe warmte op het
vermogen Pth = 300 kW
deler afhankelijk van de
verwarmingscircuit. Met behulp
leveren. Met behulp van het
openingsgraad van de beide
van de formule
temperatuurverschil (aanvoer/
regelafsluiters en daardoor
retour) ΔT = 20 K wordt de
afhankelijk van het instelsignaal
t2 waterhoeveelheid = ∫ Q (t)dt t1
10.5 Volumestromen
van de verwarmingsregelaar in.
Volumestroom [m3/h]
Volumestroom – Testinstallatie Heidelberg – Besparing BOA-Systronic ca. 65% 16 14 12 10 8 5 4 2
22. Okt 02
22. Sep 02
23. Aug 02
24. Jul 02
24. Jun 02
25. Mei 02
25. Apr 02
26. Mrt 02
24. Feb 02
25. Jan 02
26. Dec 01
26. Nov 01
27. Okt 01
27. Sep 01
28. Aug 01
29. Jul 01
29. Jun 01
30. Mei 01
30. Apr 01
31. Mrt 01
1. Mrt 01
30. Jan 01
31. Dec 00
1. Dec 00
1. Nov 00
0
Jaren 3-Wegregelafsluiter
BOA-Systronic
Afb. 19 Gemeten volumestromen aan de hoofdverdeler jaren 2000 – 2002
21
10
Praktijktest
wordt berekend, welke water-
BOA-Systronic verpompte ten
hoeveelheden door beide ver-
opzichte van de conventionele
warmingscircuits verpompt
hydrauliek bij gelijke thermische
werden.
afgifte slechts ongeveer 40% van de waterhoeveelheid door het verwarmingscircuit.
Gemeten grootte
Volumestroom (Q)
Verwarmingscircuit
Verhouding
Mengregeling
BOA-Systronic
[m 3 /h]
[m 3 /h]
Eenheid Gemiddelde waarde
11,2
Q Systronic /Q 3-wegregelaar
3,2
0,29
Tab. 4: Analyse volumestromen jaren 2000-2002
10.6 Verschildrukken van de pompen
Met BOA-Systronic bereikt de pomp gemiddeld slechts 66% van de nominale opvoerhoogte van het selectiepunt.
Gemeten grootte
Verschildruk (H)
Verwarmingscircuit
Mengregeling
Eenheid
[m]
Gemiddelde waarde
4,4
Verhouding
BOA-Systronic
H Systronic /H 3-wegregelaar
[m] 2,9
0,66
Tab. 5: Analyse verschildrukmeting van de pompen jaren 2000-2002
Pomverschildruk [mbar]
Pompverschildruk – Testinstallatie Heidelberg – Besparing BOA-Systronic ca. 37% 800 700 600 500 400 300 200 100
Jaren 3-Wegregeling
BOA-Systronic
Afb. 20 Gemeten verschildrukken van de circulatiepompen, jaren 2000 – 2002
22
22. Okt 02
22. Sep 02
23. Aug 02
24. Jul 02
24. Jun 02
25. Mei 02
25. Apr 02
26. Mrt 02
24. Feb 02
25. Jan 02
26. Dec 01
26. Nov 01
27. Okt 01
27. Sep 01
28. Aug 01
29. Jul 01
29. Jun 01
30. Mei 01
30. Apr 01
31. Mrt 01
1. Mrt 01
30. Jan 01
31. Dec 00
1. Dec 00
22
1. Nov 00
0
10
Praktijktest
10.7 Elektrisch pompvermogen Het door de pomp opgenomen
Systronic de pomp aanstuurt,
elektrische vermogen en
neemt deze ook duidelijk
daarmee het stroomverbruik is
minder vermogen uit het
proportioneel aan het product
stroomnet op. BOA-Systronic
uit opvoerhoogte en
heeft ongeveer 70% elektrische
volumestroom. Volgens de
energie bespaard.
gereduceerde volumestromen en opvoerhoogten, waarmee BOAGemeten grootte
Elektrisch pompvermogen (P)
Verwarmingscircuit
Mengregeling
BOA-Systronic
[W]
[W]
Eenheid Gemiddelde waarde
561
Verhouding P Systronic /P 3-wegregeling
184
0,33
Tab. 6: Analyse besparing aan elektrische stroom van de pomp
Elektrisch vermogen [W]
Elektrisch pompvermogen – Testinstallatie Heidelberg – Besparing BOA-Systronic ca. 70% 900 800 700 600 500 400 300 200 100
22. Okt 02
22. Sep 02
23. Aug 02
24. Jul 02
24. Jun 02
25. Mei 02
25. Apr 02
26. Mrt 02
24. Feb 02
25. Jan 02
26. Dec 01
26. Nov 01
27. Okt 01
27. Sep 01
28. Aug 01
29. Jul 01
29. Jun 01
30. Mei 01
30. Apr 01
31. Mrt 01
1. Mrt 01
30. Jan 01
31. Dec 00
1. Dec 00
1. Nov 00
0
Jaren 3-Wegregeling
BOA-Systronic
Afb. 21 Elektrisch opgenomen pompvermogen, jaren 2000 – 2002
Slotsom Beide verwarmingscircuits hebben in dit voorbeeld gemiddeld ongeveer 21% van het thermisch vermogen in het selectiepunt nodig. De BOA-Systronic verbruikt in verhouding tot met de conventionele hydrauliek (hier: 3-wegmengregeling) slechts ongeveer 30% stroom.
23
11
Afschrijvingstijd voor BOA-Systronic
11 Afschrijvingstijd voor BOA-Systronic 11.1 Investeringskosten regelafsluiters en energiebesparing
sering van de regelafsluiters
hoger. De verschillen zijn af-
en van de pomp alsmede de
hankelijk van de nominale sys-
automatische stranginstelling
teemdiameter van de hoofdver-
aan de hoofdverdeler
deler van het systeem (tabel 07).
De punten (1) tot (5) kunnen
Voor het onderhavige voorbeeld
eveneens door een verhoogde
werd een hoofdverdeler met een
verschiltemperatuur (aanvoer/
thermisch vermogen van 300
retour) in het selectiepunt met
kW met BOA-Systronic van de
Met BOA-Systronic kan de
de conventionele hydrauliek
nominale systeemdiameter
warmtestrang een nominale
worden gerealiseerd. De punten
DN50 uitgerust terwijl voor de
systeemdiameter kleiner dan
(6) en (7) zijn uitsluitend met
conventionele mengregeling van
gewoonlijk worden gekozen.
BOA-Systronic mogelijk.
gelijk thermisch vermogen de
Dit is te danken aan de verschil-
nominale systeemdiameter
temperatuur (aanvoer/retour)
Om een prijsvergelijk tussen bei-
van de gereduceerde volume-
de systemen uit te voeren, werd
stromen in het selectiepunt. Het
de gemiddelde prijs voor een
Met behulp van de simulatie
gevolg hiervan is dat
conventionele mengregeling van
(versie 1.21) worden de per
1. de leiding van de hoofdver-
de nominale systeemdiameter
warmteperiode geldende ener-
deler een nominale systeem-
DN65 aan de hand van de cata-
giekosten voor de busmotor-
diameter kleiner wordt
logusprijzen van 5 concurrenten
pomp Riotec 50-100 geraamd
vastgesteld. De mengregeling
(tabel 10). In relatie tot de ge-
deler een nominale systeem-
bezit de volgende componenten:
middelde prijs voor een meng-
diameter kleiner worden
• 3-wegregelafsluiter
regeling is de meerprijs in deze
• terugslagklep in de
situatie voor een BOA-Systro-
een nominale systeemdia-
mengleiding
nic ongeveer € 402. Als deze
meter kleiner worden
• strangregelafsluiter
meerprijs van de per warmtepe-
De brutoprijs voor BOA-Sys-
riode bespaarde stroomkosten
2. de afsluiters in de hoofdver-
3. de filters in de hoofdverdeler
4. de circulatiepomp kleiner kan worden gekozen
DN65 werd gekozen (tabel 08).
tronic ligt in vergelijk tot de ge-
wordt afgetrokken, zou BOA-
5. de meet- en regelafsluiters
middelde prijzen van de con-
Systronic na ongeveer een jaar
een nominale systeemdia-
ventionele mengregeling iets
zijn afgeschreven.
meter kleiner worden 6. verschildrukregelaars voor de instelling van de warmtestrangen vervallen 7. de kosten voor het inbedrijfname worden gereduceerd door automatische initiali-
Nominale systeemdiameter
Gemiddelde meerprijs ten opzichte van een mengregeling in [%]
DN25 tot DN50
11 %
DN65 tot DN80
4%
DN100 tot DN150
13 %
Tab. 07: Gemiddelde meerprijs voor BOA-Systronic
Verwarmingscircuit
Eenheid
Waarde
Ø – Brutoprijs mengregeling DN65 (Prijzen 2005)
1.673
Brutoprijs BOA-Systronic DN50 (Prijzen 2005)
1.858
Brutoprijs LON-module voor pomptype Riotec, voorgeïnitialiseerd
217
Tab. 08: Meerprijs voor BOA-Systronic met pomptype Riotec met als voorbeeld DN50
24
Verschil
+402
11
Afschrijvingstijd voor BOA-Systronic
Verwarmingscircuit
Eenheid
Waarde
Ø – Brutoprijs mengregeling DN65 (Prijzen 2005)
1.673
Brutoprijs BOA-Systronic DN50 (Prijzen 2005)
1.858
Brutoprijs LON-module voor pomptype Rio-Eco, niet-geïnitialiseerd
187
Verschil
+372
Tab. 09: Meerprijs voor BOA-Systronic met pomptype Rio-Eco als voorbeeld DN50
Kostenoverzicht
Eenheid
Ø – Stroomprijs
/kWh
Waarde
Verschil
0,11
Ø – Bedrijfsduur per warmteperiode
h
6.800
Ø – Rendement η circulatiepomp Riotec
%
35
Ø – Elektrische pompenergie/warmteperiode mengregeling DN65
kWh
5.000
Ø – Elektrische pompenergie/warmteperiode BOA-Systronic DN50
kWh
1.200
Ø – Stroomprijs/warmteperiode mengregeling DN65
548
Ø – Stroomprijs/warmteperiode BOA-Systronic DN50
131
-3.800
-417
Tab. 10: Energiekosten in het eerste jaar als voorbeeld
11.2 Investeringskosten verwarmingscircuit met pomptype Riotec
lager. Als de meerprijs voor
een uur verminderd. Dit levert
BOA-Systronic van de
bij de huidige uurprijzen (2005)
gereduceerde investeringskosten
een extra besparing van
afgetrokken wordt (€ 1.059 –
ongeveer € 45 op.
€ 402), worden de investeringsAls alle besparingsopties, die bij
kosten voor de hoofdverdeler in
de BOA-Systronic mogelijk zijn,
dit geval tot € 657 gereduceerd.
uitputtend benut worden,
Door het automatisch in bedrijf
worden de investeringskosten
nemen worden de kosten voor
voor het onderhavige verwar-
het in bedrijf nemen per ver-
mingscircuit ongeveer € 1.059
warmingscircuit eveneens met
Kostenoverzicht
Eenheid
Verschil
(1) kleinere nominale leidingdiameter van de hoofdverdeler
-75
(2) 3x afsluiters met kleinere DN
-123
(3) 1x filter (enkelvoudig filter) met kleinere DN
-29
(4) 1x circulatiepomp Riotec 50-60 i.p.v. Riotec 65-100
-602
(5) meet- regelafsluiters een DN kleiner (BOA-Systronic)
-
(6) verschildrukregelaar vervalt (1x per verwarmingscircuit, 1,5“)
-230
-1.059
Som maatregelen (1) tot (6)
Tab. 11: Gereduceerde investeringskosten voor het verwarmingscircuit met pomp Riotec als voorbeeld (prijzen 2005)
25
11
Afschrijvingstijd voor de BOA-Systronic
11.3 Investeringskosten verwarmingscircuit met pomptype Rio-Eco
meerprijs voor BOA-
huidige uurprijzen (2005)
Systronic van de geredu-
een extra besparing van
ceerde investeringskosten
ongeveer € 45 op.
wordt afgetrokken (€ 933 –
Daarmee zou BOA-Systronic
€ 372), worden de investe-
direct zijn afgeschreven en de
Als alle besparingsopties die
ringskosten voor de hoofd-
investerings- en inbedrijfname-
met BOA-Systronic mogelijk
verdeler in dit geval tot
kosten wezenlijk worden
zijn, uitputtend worden
€ 561 gereduceerd. Door de
gereduceerd.
benut, worden de investe-
automatische inbedrijfname
ringskosten van het verwar-
worden de inbedrijfname-
mingscircuit uit het voor-
kosten per verwarmings-
beeld ongeveer € 933
circuit eveneens met een uur
minder (tabel 12). Als de
verminderd. Dit levert bij de
Kostenoverzicht
Eenheid
Verschil
(1) kleinere nominale leidingdoorsnede van de hoofdverdeler
-75
(2) 3x afsluiters met kleinere DN doorlaat hoofdverdeler
-123
(3) 1x filter (enkelvoudig filter) met kleinere DN doorlaat hoofdverdeler
-29
(4) 1x circulatiepomp Rio-Eco 40-80 i.p.v. Riotec 65-100
-476
(5) meet- regelafsluiters een DN doorlaat kleiner (BOA-Systronic)
-
(6) verschildrukregelaar vervalt (1x per verwarmingscircuit, 1,5“)
-230
-933
Som maatregelen (1) tot (6)
Tab. 12: Gereduceerde investeringskosten voor het verwarmingscircuit met pomp Rio-Eco als voorbeeld (prijzen 2005)
11.4 Totale besparing Riotec / Rio-Eco In het voorbeeld zou de pomp Rio-Eco ten opzichte van de Riotec vermoedelijk na ongeveer 3 jaar zijn afgeschreven.
26
11
Afschrijvingstijd BOA-Systronic
Bedrijfsduur van de pomp []
-1.503
-456
-1.062
-32
-1.094
0,11
6.800
-1.656
-498
-1.592
-48
-1.640
0,12
6.800
Jaar 03
-455
-2.111
-63
-2.174
-498
-2.138
-64
-2.202
0,12
6.800
Jaar 04
-493
-2.667
-80
-2.747
-539
-2.741
-82
-2.283
0,13
6.800
Jaar 05
-493
-3.240
-97
-3.337
-539
-3.362
-101
-3.463
0,13
6.800
Jaar 06
-531
-3.868
-116
-3.984
-581
-4.044
-121
-4.165
0,14
6.800
Jaar 07
-531
-4.515
-135
-4.651
-581
-4.746
-142
-4.889
0,14
6.800
Jaar 08
-569
-5.220
-157
-5.376
-622
-5.511
-165
-5.676
0,15
6.800
Jaar 09
-569
-5.945
-178
-6.124
-622
-6.298
-189
-6.487
0,15
6.800
Jaar 10
-607
-6.731
-202
-6.933
-664
-7.151
-215
-7.365
0,16
6.800
Jaar 11
-607
-7.540
-226
-7.766
-664
-8.029
-241
-8.270
0,16
6.800
Jaar 12
-645
-8.411
-252
-8.663
-705
-8.975
-269
-9.244
0,17
6.800
Jaar 13
-645
-9.308
-279
-9.588
-705
-9.949
-298
-10.248
0,17
6.800
Jaar 14
-682
-10.270
-308
-10.578
-747
-10.995
-330
-11.325
0,18
6.800
Jaar 15
-682
-11.260
-338
-11.597
-747
-12.072
-362
-12.434
0,18
6.800
Jaar 16
-720
-12.317
-370
-12.687
-788
-13.222
-397
-13.619
0,19
6.800
-933
Besparing plus rente []
Besparing plus rente []
-34 -48
Rente op besparing (3% ) []
-1.119 -1.608
Rente op besparing (3% ) []
-417 -455
-45
Besparing []
Stroomprijs []
-45
Besparing []
Gereduceerde kosten inbedrijfname []
372
Gereduceerde bedrijfskosten []
Meerprijs voor BOA-Systronic []
Gereduceerde investeringskosten voor verwarmingscircuit (1) – (6) []
Rio-Eco (η=50%)
Jaar 02
402
Gereduceerde bedrijfskosten []
-1.059
Gereduceerde kosten inbedrijfname []
Gereduceerde investeringskosten voor verwarmingscircuit (1) – (6) []
Jaar 01
Meerprijs voor BOA-Systronic []
Periode
Riotec (η=35%)
Jaar 17
-720
-13.407
-402
-13.809
-788
-14.407
-432
-14.839
0,19
6.800
Jaar 18
-758
-14.567
-437
-15.004
-830
-15.669
-470
-16.139
0,20
6.800
Jaar 19
-758
-15.762
-473
-16.235
-830
-16.969
-509
-17.478
0,20
6.800
Jaar 20
-758
-16.993
-510
-17.503
-830
-18.308
-549
-18.857
0,20
6.800
Tab. 13: Kostenoverzicht 20 jaar gebruiksduur
27
11
Afschrijvingstijd voor BOA-Systronic
0 -1000 -2000 -3000 -4000 -5000 -6000
Besparing []
-7000 -8000 -9000 -10.000 -11.000 -12.000 -13.000 -14.000 -15.000 -16.000 -17.000 -18.000 -19.000 -20.000 -21.000 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Jaren [a] Pomptype Riotec: besparing plus rente (constant drukverschil) Pomptype Riotec: besparing plus rente (variabel drukverschil)
Pomptype Rio-Eco: besparing plus rente (constant drukverschil) Pomptype Rio-Eco: besparing plus rente (variabel drukverschil)
Afb. 22 Besparing van de pompen Riotec en Rio-Eco bij variabel drukverschil en constant
drukverschil als voorbeeld Periode [a]
5
10
15
20
Gereduceerde kosten
Riotec
Rio-Eco
Verschil
-702
-606
96
Bedrijf van de pomp
-2.313
-2.530
-217
Rente op besparing (3 % )
-322
-327
-4
Totaal
-3.337
-3.463
-125
Besparing/anno
-667
-693
-25
Investering en in bedrijf nemen
-702
-606
96
Bedrijf van de pomp
-5.120
-5.600
-480
Rente op besparing (3 % )
-1.111
-1.159
-49
Totaal
-6.933
-7.365
-433
Besparing/anno
-693
-737
-43
Investering en in bedrijf nemen
-702
-606
-96
Bedrijf van de pomp
-8.381
-9.168
-787
Rente op besparing (3 % )
-2.514
-2.660
-146
Totaal
-11.597
-12.434
-837
Besparing/anno
-773
-829
-56
Investering en in bedrijf nemen
-702
-606
-96
Bedrijf van de pomp
-12.095
-13.234
-1.139
Rente op besparing (3 % )
-4.706
-5.017
-311
Totaal
-17.503
-18.857
-1.354
Besparing/anno
-875
-943
-68
Tab. 14: Samenvatting van de besparing
28
Eenheid
Investering en in bedrijf nemen
12
Referenties
12 Referenties BOA-Systronic wordt sinds 2003 reeds in tal van verwarmingsinstallaties van gebouwen in de publieke en industriële sector binnen Europa toegepast. De volgende afbeelding toont drie verwarmingscircuits die met BOA-Systronic met de nominale systeemdiameter DN32 werden uitgerust.
Afb. 23 Verwarmingscircuits met BOA-Systronic DN32
29
4070.021-51
01/06
www.riegg.com
Technische wijzigingen voorbehouden
KSB. Overal bij u in de buurt – waar ook ter wereld.
KSB Nederland B. V. • Wilgenlaan 68 - Postbus 211 1160 AE Zwanenburg (Nederland) • www.ksb.nl Tel (020) 407 9800 • Fax (020) 407 9801 • E-Mail infonl@ ksb.com
