Klimaattechniek
BENEFITS OF MULTI-MODE WRF SYSTEM
Colt CalorisWRF
9
Foremans Building Services Consultants Citaat uit een gedetailleerd rapport van Foreman Roberts betreffende een project in Watford (UK)
“Wij adviseren voor dit project een Colt CalorisWRF-systeem”
WRF
MULTI-FUNCTIONEEL
COLT CALORISWRF - INTRODUCTIE
WAT MAAKT COLT CALORISWRF UNIEK? WRF - Water and Refrigerant Flow. Colt CalorisWRF is een warmtepompsysteem op basis van water met omkeerbare cyclus die deel uitmaakt van een WRF-systeem. Het Colt CalorisWRF-octrooi EP 1347253 heeft een groot aantal unieke kenmerken, waardoor dit uiterst efficiënte en zeer milieuvriendelijke systeem zich onderscheidt van alle bestaande systemen in de markt.
Colt heeft haar meer dan 75 jaar ervaring op het gebied van het oplossen van klimaatvraagstukken volledig benut om tot een vernieuwende aanpak te komen van de aspecten die samenhangen met airconditioning. Die aanpak heeft geleid tot een technologisch vooruitstrevend, veiliger en milieuvriendelijker systeem. VOORDELEN Colt CalorisWRF is een uiterst aantrekkelijk alternatief voor zowel traditionele airconditioning als de omkeerbare warmtepomp en biedt onder andere de volgende voordelen:
• Scoort zeer goed in EPN • H oge COP en uitzonderlijk hoge SPF • O nbeperkt aantal aan te sluiten toestellen • O ngeïsoleerde kunststof leidingen • L age geluidsniveaus • F lexibiliteit voor toekomstige uitbreidingen • Individuele regeling van verwarming en koeling • N eutrale watertemperatuur (tussen 15°C en 30°C) • H oogte plafondunit slechts 247 mm • H oogte verticale wandunit slechts 480 mm • O nderhoudsvrije horizontale compressor • 2 -pijpssysteem (watervoerend). • E igen GBS systeem, maar past ook in elk ander GBS systeem.
3
Energiebesparing en het milieu Colt CalorisWRF biedt een zeer hoge SPF/EER die, afhankelijk van de omgevingstemperatuur, varieert van 4 tot 6. Onder ideale omstandigheden is zelfs een COP/EER van 7 haalbaar gebleken. De gemiddelde SPF/EER is circa 4,5. Geen ander met een koudemiddel werkend airconditioningssysteem met eenzelfde vermogen heeft een geringere koudemiddelvulling. De potentieel negatieve gevolgen voor het milieu worden daardoor sterk gereduceerd. F-gascontroles komen daarmee te vervallen.
WRF
4
SYSTEEMOVERZICHT
COLT CALORISWRF - SYSTEEMOVERZICHT
LAAG GELUIDSNIVEAU Alle lokale Colt CalorisWRF-units hebben een kleine koudemiddelcompressor, die uiteraard enig geruis veroorzaakt. De compressor is via antitrillingisolatoren en bijzondere metalen hangend gemonteerd aan een omkasting, die op haar beurt weer afgeschermd en geïsoleerd is van de rest van de unit. De Colt CalorisWRF is dan ook de geruisarmste warmtepompunit die op dit moment verkrijgbaar is.
VOLLEDIGE WARMTETERUGWINNING Alle Colt CalorisWRF-units zijn aangesloten op één waterkringloopnet, waardoor onderlinge uitwisseling van thermische energie mogelijk wordt. Deze zeer hoge mate van terugwinning van thermische energie wordt bereikt ongeacht de plaats van de unit in het waterkringloopnet.
Alle bouwgrootten zijn onafhankelijk getest en gecontroleerd door Eurovent gecertificeerde keuringsinstanties.
Wanneer het waterkringloopnet in de betonconstructie van het gebouw wordt opgenomen, worden de mogelijkheden voor energieuitwisseling nog verder vergroot.
DECENTRALE REGELING PER RUIMTE Elk mens heeft een eigen, persoonlijk comfortniveau. Het Colt CalorisWRF-systeem maakt het de gebruiker mogelijk de gewenste temperatuur voor elke individuele lokale unit in te stellen, ongeacht de plaats daarvan binnen het systeem.
BOUWHOOGTEN Met een bouwhoogte van slechts 247 mm is de horizontale unit de meest platte op de markt en kan probleemloos boven een verlaagd plafond worden ingebouwd. De verticale units zijn slechts 480 mm hoog en zijn gemakkelijk onder een venster te installeren.
Colt CalorisWRF geeft op elk willekeurig moment de volledige vrijheid in de keuze tussen koelen en verwarmen, zonder aanpassing van het totale systeem.
WATERKRINGLOOPNET In tegenstelling tot andere systemen is de leidinglengte van het waterkringloopnet onbeperkt. Er wordt gebruikgemaakt van standaard PE-leidingen (hoge kwaliteit tegen minimale kosten) in plaats van geïsoleerde hogedrukleidingen zoals bij het DX systeem.
Het Colt CalorisWRF-waterkringloopnet wordt met opzet niet geïsoleerd, omdat daardoor de gebouwconstructie als warmtebuffer kan worden gebruikt. De efficiëntie van het systeem neemt daardoor toe. Het gebruik van slechts 2 leidingen alsmede een condensleiding is ruimtebesparend en reduceert de installatietijd. Het Colt CalorisWRF-systeem is zo flexibel dat de leidinglengte van het waterkringloopnet en het aantal lokale warmtepompen in het systeem onbeperkt is.
BEDRIJFSZEKERHEID In het uitzonderlijke geval dat een van de lokale warmtepompen uitvalt, heeft dat geen enkel effect op het functioneren van alle andere pompen; het systeem blijft volledig operationeel.
DECENTRALE REGELING PER RUIMTE Dient dit alles ook nog centraal of op afstand regelbaar te zijn, dan heeft Colt het eigen gebouwbeheersysteem Calorisnet® als optie leverbaar. Tevens is een koppeling mogelijk met een GBS van een externe toeleverancier volgens een aantal bekende protocollen.
5
COLT CALORISWRF - HET SYSTEEM
D B
6
C
A
COLT CALORISWRF - HET SYSTEEM
Centrale lucht/water-warmtepomp
Buffervat
HR-ventilatie
HOE WERKT HET? Colt CalorisWRF is gebaseerd op moderne warmtepomptechniek. Een centrale warmtepomp (C) wordt op een geschikte plaats (extern) geïnstalleerd; de compacte lokale warmtepompen (A) of (D) worden boven het verlaagde plafond van iedere ruimte geïnstalleerd dan wel in de ruimte zelf. Elke binnenunit heeft een kleine geïntegreerde warmtepomp. Het transport van energie vindt plaats via water (B) in een kringloopnet, waarvan de temperatuur ongeveer gelijk is aan de temperatuur in het gebouw. De lokale warmtepompen gebruiken dit temperatuurneutrale water om de aanwezige lucht in een ruimte te koelen of te verwarmen. In het kringloopnet
is een buffervat opgenomen om overschrijdingsuren te voorkomen. Het systeem kan traditioneel worden uitgevoerd, maar de leidingen kunnen ook in de betonvloeren worden gelegd. In dat geval wordt de thermische massa van het gebouw gebruikt voor energieopslag. De centrale warmtepomp handhaaft de neutrale temperatuur in het waterkringloopnet. In ons klimaat zal het water ongeveer 90% van het jaar op de neutrale temperatuur kunnen worden gehandhaafd zonder gebruik van de centrale warmtepomp.
A COLT CALORISWRF LOKALE WARMTEPOMP Een individuele, lokale warmtepomp in het verlaagde plafond van elke verblijfsruimte zet de energie in het water om in energie in de lucht. B
WATERKRINGLOOPNET Ongeïsoleerde kunststof leidingen zorgen voor een uitgebalanceerde waterstroom met een gemiddelde temperatuur van 21 à 22°C naar alle lokale warmtepompen.
C
CENTRALE WARMTEPOMP Een centrale, externe warmtepomp zet de energie in de lucht om in energie in het water en handhaaft de temperatuur in het waterkringloopnet tussen 15°C en 30°C.
D
CALORISWRF-VLOERUNITS De vloerunits zijn geschikt voor alle situaties waar geen systeemplafond aanwezig is.
7
COLT CALORISWRF - BINNENUNITS
Plafondunit (bouwgrootte 7 getoond)
COLT CALORISWRF LOKALE WARMTEPOMP Elke ruimte in het gebouw heeft een eigen lokale unit, die horizontaal boven het verlaagde plafond of in de ruimte zelf wordt geplaatst.
cyclus in elke unit. Deze warmtepomp met koudemiddelcircuit heeft een watergekoelde condensor en een luchtgekoelde verdamper.
De units werken zodanig dat deze in een warmer deel van het gebouw koelen en de thermische energie daarvan naar een kouder deel van het gebouw verplaatsen om te verwarmen. Geen ander systeem geeft de individuele gebruiker deze mate van controle en flexibiliteit, zonder modificaties en concessies aan het centrale systeem.
Een omkeerklep zorgt ervoor dat de verdamper kan werken als condensor en omgekeerd. Slechts een kleine hoeveelheid koudemiddel circuleert binnen de unit, in tegenstelling tot andere systemen waarbij grote hoeveelheden koudemiddel door het gehele gebouw moeten worden getransporteerd. De binnenunits zijn hierdoor niet STEK-plichtig (ook wel bekend als F-gas).
Dit is mogelijk door de toepassing van een kleine warmtepomp met omkeerbare
Vloerunit (opengewerkt aanzicht)
8
In het uitzonderlijke geval dat een van de binnenunits uitvalt, heeft dat geen enkel effect op het functioneren van alle andere units; het Colt CalorisWRF-systeem is dus uiterst bedrijfszeker. Op een bedieningspaneel kunnen de gewenste temperatuur, luchthoeveelheid en keuze voor koelen, verwarmen of ventileren individueel worden ingesteld.
GELUIDWEREND COMPRESSORHUIS Het reduceren van geluid is essentieel voor elk airconditioningssysteem. Colt heeft zich gericht op het ontwerpen en produceren van een compressorhuis binnen de lokale unit dat daaraan kan voldoen. Dankzij een uniek geluidwerend systeem is het resultaat de geruisarmste water/lucht-warmtepomp die op dit moment verkrijgbaar is. De compressor is gemonteerd met dubbele antitrillingisolatoren en gemaakt van trillingdempende metalen en kunststoffen. Deze zijn opgehangen aan een omkasting, die op haar beurt weer is afgeschermd en geïsoleerd van de rest van de unit. Gedurende de ontwikkeling van het systeem is de geluidsafgifte van de ingebouwde horizontale compressor met succes aangepakt. Dat heeft, dankzij een zeer effectieve geluidsabsorptie, geleid tot een geluidsbijdrage van slechts 0,5 tot 1dB. De ventilatoren zijn state of the art en dragen ertoe bij dat Colt CalorisWRF de meest stille warmtepompunit van Europa is.
VOOR DE MEEST ACTUELE TECHNISCHE GEGEVENS:
www.caloris.nl
Doorvoermoffen luchtaansluitingen (optioneel 200 of 250 mm) Geluidwerend uitblaasplenum
Geruisarme centrifugaalventilator Lucht/warmtewisselaar Bedieningspaneel (Alle units hebben ingebouwde regelapparatuur)
Waterwarmtewisselaar
Dubbelwandig ultrageruisarm compressorhuis
Vloeistofvat
9
COLT CALORISWRF - EXTERNE WARMTEPOMPEN
“Externe warmtepompen zijn gemiddeld slechts 10 à 15% per jaar in bedrijf”
Externe centrale warmtepomp geïnstalleerd bij Nic Oud Direct Mail - Heerhugowaard
CENTRALE WARMTEPOMP Het doel van de externe warmtepomp is het handhaven van een optimale watertemperatuur tussen 15°C en 30°C. Omdat de gebouwmassa helpt deze temperatuur te realiseren, zal de externe warmtepomp slechts beperkt in bedrijf zijn. Dit betekent in de praktijk dat de externe warmtepomp ongeveer 85% van de tijd stand by staat. TECHNISCHE GEGEVENS De externe warmtepompen zijn, afhankelijk van de omvang van het waterkringloopnet, leverbaar met vermogens van 20 kW t/m 300 kW. Bouwgrootten en technische gegevens zijn op aanvraag verkrijgbaar.
10
ZOMERSITUATIE In de zomersituatie werkt de centrale warmtepomp als een koudwatermachine (chiller) maar dan met een beter rendement. De meeste chillers hebben een werkingsgebied van 5°C tot 14°C. Het Colt CalorisWRF-systeem start echter pas op bij een watertemperatuur van 28°C à 30°C. Het is veel gemakkelijker om water te koelen bij 28°C dan bij 12-14°C. Dit betekent een beter rendement en minder bedrijfsuren. Zodra de te handhaven watertemperatuur bereikt is, schakelt de unit terug naar stand by en wacht tot het water weer opgewarmd is. Dit levert energiebesparing op.
WINTERSITUATIE In de winter worden de meeste ruimten verwarmd. De lokale warmtepompen halen de energie uit het centrale waterkringloopnet. De temperatuur daarvan zal op een bepaald moment daarvoor niet meer toereikend zijn en moet dan worden aangevuld door de centrale warmtepomp. Dit gebeurt door de koude buitenlucht nog verder af te koelen en de thermische energie die daarbij vrijkomt, aan het centrale waterkringloopnet af te geven. Wanneer een externe unit ontdooit, blijven de lokale warmtepompen verwarmen.
COLT CALORISWRF - EXTERNE WARMTEPOMPEN
Externe warmtepompen kunnen indien nodig op een afstand van de te conditioneren ruimten worden opgesteld, zoals bij dit Bluebrick Hotel (UK).
Zon Holland Veilinghuis voor groenten en fruit met drie verdiepingen kantoorruimten.
Warmtepompen met lage bouwhoogte op het dak van het gerenommeerde vijfsterrenhotel (UK) Luton Hoo
11
COLT CALORISWRF - LEIDINGEN EN WATERKRINGLOOPNET
-U itsluitend koudemiddel in gesloten binnenunits en buitenunit - Distributienetwerk is watervoerend (15-30°C) - Ongeïsoleerd leidingwerk (Kunststof, koper of staal) - Leidinglengte en aantal binnenunits onbeperkt - Snelle installatie - Kan in de dekvloeren worden gelegd - Gesloten, watervoerend leidingstelsel WATER MET NEUTRALE TEMPERATUUR Het Colt Caloris -systeem is gebaseerd op het circuleren van water met een neutrale temperatuur van 15-30°C tussen de lokale warmtepompen en de centrale warmtepomp van het gebouw. Dit voorkomt verliezen en bespaart energie. WRF
De lokale warmtepompen en de centrale warmtepomp zijn allemaal aangesloten op een tweepijps-waterkringloopnet met buffervat. Daar de temperatuur van het water neutraal is, is leidingisolatie niet nodig. Dat geldt ook voor de traditionele koperen leidingen. Polyethyleen daarentegen heeft ook nog eens vele financiële en technische voordelen.
12
Deze leidingen kunnen snel worden gemonteerd, en kans op condensatie is er niet. • G een koudemiddelleidingen door het gebouw • E envoudige, niet-specialistische leidingaanleg • G emakkelijk te modificeren en uit te breiden • Geen lengtebeperkingen
ANDERE MANIEREN OM DE TEMPERATUUR IN HET WATERKRINGLOOPNET TE REGELEN Bij renovatieprojecten waarin al warmteaanvoer- en warmteafvoervoorzieningen zoals cv ketels, een chiller of een koeltoren aanwezig zijn, kan worden afgezien van de centrale warmtepomp en kan het CalorisWRF- systeem worden aangepast aan de bestaande voorzieningen.
LEIDINGWERK Colt adviseert de installateur voor het transportleidingnet en de aansluitleidingen dezelfde materialen die gebruikelijk zijn in de hedendaagse verwarmings- en sanitaire installaties. Dit heeft het grote voordeel dat de installateur voor de CalorisWRF installatie geen nieuwe (en daardoor misschien onbekende) materialen en technieken hoeft toe te passen.
Er zijn projecten met een bodemopslagsysteem gerealiseerd die, afhankelijk van de plaatselijke geothermische situatie, het hele jaar door het waterkringloopnet op de juiste temperatuur houden.
“De lokale Colt CalorisWRFwarmtepompen zijn niet onderworpen aan F-gascontroles”
Ter beperking van de emissie van F-gassen in de Europese Unie heeft de Europese Commissie in juli 2006 een nieuwe reeks verordeningen ter goedkeuring voorgelegd aan het Europees Parlement die zich richten op insluiting en traceerbaarheid. Deze verordeningen volgen de aanbevelingen van het Europees programma inzake klimaatverandering die een in Nederland in maart 1993 ingesteld systeem (STEK) tot voorbeeld hebben genomen. STEK heeft de Nederlandse emissie van F-gassen teruggedrongen tot gemiddeld 1,5% van de koudemiddelvulling per jaar in stationaire koelsystemen en 4,5% in totaal (met inbegrip van transportkoelsystemen). Ter vergelijking: in de EU als geheel is dit 11% (in het Verenigd Koninkrijk 9%). De voornaamste doelstellingen van de F-gasverordeningen zijn het voorkomen van lekkages en misbruik en ervoor zorgen dat lekkages na detectie zo snel mogelijk gerepareerd worden.
MET CALORISWRF GÉÉN
F-GAS
LEKDETECTIE 13
COLT CALORISWRF - CALORISWRF EN HET MILIEU F-gassen (of gefluoreerde broeikasgassen) zijn fluorverbindingen behorende tot de zes broeikasgassen waarvan de EU de uitstoot voor 2012 moet verminderen tot 8% onder het niveau van 1990 zoals overeengekomen in het Kyoto-protocol.
“De lokale Colt CalorisWRF-units (zowel de plafond- als de vloermodellen) bevatten minder dan 3 kg koudemiddel en behoeven dus geen F-gascontroles te ondergaan.”
INSLUITING De gassen zijn pas schadelijk wanneer ze in de atmosfeer terechtkomen. Insluiting is dus een van de belangrijkste maatregelen om milieuschade te voorkomen. Dit wil zeggen dat de installatie lekdicht moet zijn, dat koeltechnisch personeel een goede opleiding moet hebben genoten en dat F-gassen in alle stadia van de levensduur van het koudemiddel voorzichtig behandeld moeten worden en volledig traceerbaar moeten zijn. “VRF-systemen kunnen werken met kleine koudemiddelverliezen maar de COP en de EER gaan sterk achteruit. Een vooraanstaande fabrikant van VRF-systemen heeft berekend dat een verlies van 15% een rendementsverlies van 50% veroorzaakt! Met andere woorden: twee keer zo veel opgenomen vermogen en dus twee keer zo veel uitstoot, en dat zonder waarschuwing.” REGELGEVING • D oel: lekkages voorkomen • A lle leidingen en verbindingen • D e verantwoordelijkheid ligt bij de eindgebruiker, inclusief het bijhouden van gegevens omtrent koudemiddelhoeveelheden strafbaarstelling • Jaarlijkse controle bij 3 kg+ • H alfjaarlijkse controle bij 30 kg+ • D riemaandelijkse controle (plus installatie van een lekkagedetectiekit) bij 300 kg+ • E xtra controle: 1 maand na dichten van het lek
14
KPG Architecten - Heemstede
Ramada Jarvis Hotel - Heathrow (UK)
Gemeentehuis - Delfzijl
Marks & Spencer - White City (UK)
Pre Wonen - Haarlem
Gezondheidscentrum - Oosterwolde
Thomann - Burgebrach (D)
PROJECTEN
15
COLT CALORISWRF - PROJECTEN
Bedrijfs-ruimte/showroom Zwethove - Wateringen
Haasnoot Bruggen - Katwijk
Kantoorvilla’s - Den Bosch
Credit Force - Houten
Nic Oud - Heerhugowaard
Park Veldzigt - Middelburg
Ziengs Schoenen - Assen
VNV Media - Wildert (B)
Berntsen + Braam - Nijmegen
Sofitel Hotel - Wenen (A)
NPN drukkers - Breda
Premier Inn Hotel - Wolverhampton (UK)
16
COLT CALORISWRF - PROJECTEN
Eosta - Waddinxveen
Poppers Senco - Lelystad
Daimler Chrysler HQ - Milton Keynes (UK)
Luton Hoo Hotel - Luton (UK)
Hatchcroft University - Middlesex (UK)
Princess Alexandra Hospital - Harlow (UK)
HBOS - Bristol (UK)
De Kleine Driehoek - Nootdorp
Daneels Grafische Group - Beerse (B)
Abford House - Londen (UK)
Exchange Flags - Liverpool (UK)
Penninsular Dental School - Plymouth (UK)
17
Plaatwarmtewisselaar (Alleen koelen)
Caloris binnen-unit Secundaire circulatiepomp
Comp
Verd
Cond EX
Water/Water versterkende warmtepomp (Alleen verwarmen)
Comp = Compressor Cond = Condensor Verd = Verdamper Ex = Expansieklep
Caloris binnen-unit (Water/luchtwarmtepomp)
• O ptioneel: extra lucht/waterwarmtepomp in buitenopstelling Bodembron
Waterloop
Binnendelen voorzien tegelijkertijd in verwarming en koeling Alternatief is aansluiting op bodemopslag Bodembronnen kunnen zijn: • open kringloop (zoals getoond) • gesloten kringloop • horizontaal ‘aansluitend’
Warmtepomp (water/water) voor verwarming en plaatwarmtewisselaar voor koeling
Typerend ontwerp voor een installatie
PROJECTEN
18
MET BODEMOPSLAG
COLT CALORISWRF - HYBRIDE PROJECTEN MET BODEMOPSLAG
Hatchcroft University - Middlesex (UK)
Ramada Jarvis Hotel - Heathrow (UK)
Meerpaal Business Park - Houten
Hatchcroft University – Middelesex Bodemopslag bestaande uit 55 boorgaten van 60 meter diep voorziet in een capaciteit van 235 kW bruto piek belasting en 190 kW netto koellast.
Gooch & Houseco - Somerset (UK)
Colt International is onderscheiden met de prestigieuze H&V News Award Environmental Initiative of the Year 2009. Het bedrijf kreeg de prijs voor het ontwikkelen van het eerste hybride systeem in de UK dat lucht- en grondwarmtepomptechnieken combineert. De onderscheiding wordt toegekend aan personen of bedrijven in de HVAC-sector die een belangrijke bijdrage hebben geleverd aan de bescherming of verbetering van het milieu.
Ramada Jarvis Hotel – Heathrow Hybride systeem van bodemopslag en gedeeltelijk luchtbron gekoppeld aan 230 CalorisWRF toestellen. Meerpaal Business Park – Houten Via een ring rondom het bedrijvenpark worden alle gebouwen met elkaar verbonden. Op regelmatige afstand van elkaar zorgen twee 100 meter diepe boorgaten voor enerzijds de opslag van koel water en anderzijds van warm water. Gooch & Housego – Somerset Een meer voorziet in de basis belasting voor verwarming en koeling met aanvullende verwarming en koeling.
1921
Industrie Utiliteit Advies Klimaattechniek Natuurlijke ventilatie Brandveiligheid Buitenzonwering Lamellenroosters Onderhoud en Renovatie
Colt International www.coltinfo.nl
VOOR DE MEEST ACTUELE TECHNISCHE GEGEVENS:
www.caloris.nl
Postbus 29 NL-5430 AA Cuijk Tel. (0485) 39 99 99 Email:
[email protected]
Subject to modification. Publication number PD 48: 03/09 Wijzigingen voorbehouden Colt International Limited trademarks 2014. “Colt” © and the Colt logo Licensing are registered of PDF / 4-2014 Colt International Licensing Limited. © Colt International Licensing Limited 2009.
Onderzoek en Kenniscentrum
