Dossier ■
NOG VEEL BESPARINGSMOGELIJKHEDEN
2
Door technologische oplossingen en mentaliteitswijziging ■
GROENER EN GOEDKOPER KOELEN
4
Via frequentieregelaars en motoren met hoog rendement ■
NAUWKEURIGE METINGEN VOOR MAXIMAAL RENDEMENT
5
Een staaltje van zuinig omspringen met duurzame energie ■
RENDABELE SNELHEIDSBEPERKING
6
Tientallen procenten energiewinst op elektrische motoren ■
ZELFDE COMFORT MET MINDER VERBRUIK
7
Optimale sturing haalt maximum uit de installaties ■
ZUINIGE FILMZALEN
8
Automatische HVAC-sturing met korte terugverdientermijn
Energie-efficiëntie Bronnen van bezuiniging
MANAGEMENT
Dossier Energie-efficiëntie
Nog veel
besparingsmogelijkheden door Erwin Vanvuchelen
Energie-efficiëntie is een manier om de kosten te drukken en de competitiviteit te verhogen. In dit dossier bekijken we enkele praktijkvoorbeelden van energieefficiëntie en gaan we na welke maatregelen tot bijkomende inspanningen kunnen leiden om het energieverbruik verder terug te dringen. e uitdagingen in de klimaatproblematiek mogen dan al gigantisch zijn, het goede nieuws is dat het besparingspotentieel in energieverbruik dat evenzeer is. Een studie die McKinsey begin vorig jaar publiceerde, geeft aan dat in België tegen 2030 maar liefst 22% bespaard kan worden in de industrie en 48 % in gebouwen vergeleken met de situatie van 2005.
D
Volgens cijfers van de Federale Overheidsdienst Economie is de industrie goed voor ruwweg een derde van het totale energieverbruik. Gebouwen en transport hebben op hun beurt elk een vergelijkbaar aandeel in het verbruik. “De inspanningen die we kunnen doen om het energieverbruik verder terug te dringen, zijn standaard beschikbaar maar onvoldoende bekend bij de beslissingsnemers. En dit zowel voor industrie als voor gebouwen”, zeggen Alain Wayenberg, manager Industrial Automation, en Freddy Vandaele, manager Electrical Engineering bij Agoria. “Helaas worden de beschikbare technieken en principes nog te weinig ingezet. Daarom zijn er een aantal bijkomende initiatieven nodig.” Zo werken de afdelingen Industrial Automation en Electrical Engi-
2
neering van Agoria aan een brochure over energie-efficiëntie die een beeld zal geven van de uitdagingen en het besparingspotentieel in industrie en gebouwen. Met de industrie en de gebouwen dekken beide departementen in ieder geval een groot deel van het besparingspotentieel af. Een ander initiatief geno-
het voorzitterschap van de Europese Unie later dit jaar. Het is aan België om een voorbeeldrol te spelen en een aantal maatregelen te nemen die een wezenlijk verschil kunnen betekenen. Daarbij gaat de aandacht in de eerste plaats naar een ondersteuning van financiering van projecten. Agoria steunt het
“
HET PRINCIPE DAT DE LAATSTE HET LICHT UITDOET, IS MINSTENS EVEN BEPALEND VOOR HET VERBRUIK.”
men door Agoria is het oprichten van het Agoria Green Building Platform dat bedrijven groepeert rond energie-efficiënte technieken voor tertiaire gebouwen.
PRIORITEITEN VOOR INDUSTRIE EN GEBOUWEN Argumenten om het thema energie-efficiëntie nu naar voor te schuiven zijn er in ieder geval voldoende. Ondanks de beperkte resultaten heeft de klimaattop in Kopenhagen ervoor gezorgd dat men beseft dat het vijf voor twaalf is als we grote klimaatproblemen willen voorkomen. Voor ons land wijst Agoria op
■ INDUSTRIE TECHNISCH & MANAGEMENT MAART 2010
voorstel van het VBO voor de oprichting van een Green Bank . Dat is een concept waarbij bedrijven voor het uitvoeren van energie-efficiënte projecten in industrie en gebouwen een lagere rentevoet en een overheidsgarantie kunnen bekomen. Dit zal een krachtige stimulans vormen voor het uitvoeren van dergelijke projecten, die leiden tot een totale vermindering van het energieverbruik en dus ook minder CO2-uitstoot. “Een tweede aandachtspunt is het verhogen van de inspanningen bij KMO’s”, zegt Alain Wayenberg. “De meeste aandacht is
tot nu toe gegaan naar grotere bedrijven in industriële sectoren via het systeem van energieconvenanten en ‘accords de branches’ dat in 2012 afloopt. Dit zou verlengd moeten worden en ook uitgebreid naar kleinere verbruikers. Immers ook in KMO’s kan nog heel wat gebeuren. Daarbij zouden de audits niet alleen de utilities moeten viseren maar ook de industriële processen en het productieapparaat zelf waarin heel wat bespaard kan worden. Een derde prioriteit is het behouden van de premies voor energie-efficiënte motoren. Er is in de nieuwe Europese richtlijn een nieuwe classificatie ingevoerd voor onder andere energie-efficiënte elektrische motoren. “We moeten er alles aan doen om deze zo snel mogelijk ingang te laten vinden en deze markt maximaal te stimuleren, want motoren nemen een aanzienlijk deel van het energieverbruik in de industrie voor hun rekening.” Wat de sector gebouwen betreft, is het volgens Freddy Vandaele in de eerste plaats belangrijk dat de overheid haar voorbeeldrol vervult. En dit op elk niveau. De verschillende overheden kunnen een voortrekkersrol spelen door bij de bouw en renovatie van hun gebouwen voor energieefficiënte concepten te kiezen. Zij moeten zich de doelstelling op-
leggen om 20 % energie te besparen tegen 2020. Verder moeten ze innovatieve projecten een kans geven door pilootprojecten te realiseren in de eigen gebouwen. Zo kan men ervaring opdoen met technologieën en het besparingspotentieel in reële situaties aantonen. Een tweede prioriteit is het verder uitbouwen van de richtlijn rond energieprestaties. Vandaag zijn die nog te veel gefocust op de gebouwschil en niet op de technische installaties. De rol die gebouwautomatisering daarin kan spelen, komt bijvoorbeeld nog veel te weinig aan bod. Een laatste prioriteit is het uniform maken van deze regelgeving over de drie gewesten. “Eén berekeningsmethode, één software voor het bepalen van het Epeil (score die energiezuinigheid aangeeft) en het afleveren van energieprestatiecertificaten van gebouwen zou een evidentie moeten zijn.”
KIJKEN NAAR DE INDUSTRIËLE PROCESSEN Een prioriteit die zowel bij industriële automatisering als bij elektrotechniek in gebouwen terugkomt, is het verbreden van de scope voor energie-efficiëntie. Tot nu toe ging de aandacht vooral naar de meest doorslaggevende aspecten van het energieverbruik. Op zich is dat logisch, want daar is het grootste besparingspotentieel aanwezig, zeker in absolute termen. De volgende stap is te gaan kijken naar de productieprocessen op zich, om zo nog verder te besparen. Een typisch voorbeeld is het gebruik van perslucht in de industrie. Op het niveau van de compressoren die de perslucht aanmaken, kan bespaard worden door gebruik te maken van motoren met toerentalregeling. Op die manier stemt men het elektrisch verbruik van de compressor af op de actuele vraag naar perslucht en gaat geen energie onnodig verloren. Ook het opsporen en vermijden van lekken
DANN
Alain Wayenberg (l) en Freddy Vandaele: “Een Green Bank zou een stimulans zijn voor energie-efficiënte projecten in industrie en gebouwen.” levert een directe besparing op. Deze winst kan evenwel nog verder oplopen indien blijkt dat men zonder lekken kan volstaan met een compressor met een kleiner vermogen. Een dergelijke besparing is mogelijk wanneer men uit een analyse van de processen leert dat de nodige perslucht-
maar aan de drukopbouw die in leidingen en over filters ontstaat door vervuiling. Vaak wordt dit niet tijdig opgemerkt, waardoor veel energie verloren gaat. “Men kan het samenvatten door te stellen dat optimale energie-efficiëntie bekomen wordt door de processen perfect te beheer-
“
HET SYSTEEM VAN ENERGIECONVENANTEN ZOU MOETEN WORDEN VERLENGD.” druk lager mag zijn dan wat men tot dan toe altijd gebruikt heeft. “Dergelijke besparingen worden vandaag vaak niet gerealiseerd omdat men er geen of onvoldoende kennis over heeft”, verduidelijkt Alain Wayenberg. “Daarom pleiten we ervoor om de opleiding van energiespecialisten uit te breiden, zodat een grondige analyse en benchmarking van industriële processen mogelijk wordt. Het gebruik maken van een checklist kan hierbij een praktisch en goed hulpmiddel zijn.”
sen. Systemen voor Condition Monitoring en MES-software (Manufacturing Entreprise Solutions) zijn enkele voorbeelden van beschikbare technologieën die daarbij kunnen helpen. Dergelijke projecten gaan veel verder dan wat we vandaag onder energie-efficiëntie verstaan. Als men via de controle van processen de kwaliteit verbetert, minder grondstoffen verbruikt en de uitval beperkt, levert dit ook een energiebesparing op.”
Het verbruik van perslucht is slechts één voorbeeld. Bij pompen heeft men vergelijkbare besparingsmogelijkheden. Denk
Als men het over energie-efficiëntie in gebouwen heeft denkt men in de eerste plaats aan de schil. Zeker in de tertiaire sector
GROOT POTENTIEEL IN GEBOUWEN
(publieke gebouwen, kantoorgebouwen,...) nemen de technische installaties evenwel een groot deel van het verbruik voor hun rekening, zodat hier een heel groot deel van energiebesparing gerealiseerd kan worden. Verlichting bijvoorbeeld, is in tertiaire gebouwen gemiddeld goed voor 18% van het elektrisch energieverbruik. Hierop kan bespaard worden door energiezuinige lampen en efficiënte armaturen te installeren, maar het eenvoudige principe dat de laatste het licht uitdoet, is minstens even bepalend voor het verbruik. Uit ervaring weten we dat niemand dit spontaan doet. Vandaar dat gebouwenautomatisering hier de oplossing kan bieden. Freddy Vandaele: “Er zijn voldoende, rendabele technische middelen beschikbaar om de energie-efficiëntie te verhogen. Een gebouwautomatiseringssysteem kan bijvoorbeeld met sensoren de hoeveelheid binnenkomend buitenlicht detecteren en nagaan of het lokaal wel gebruikt wordt. Het kan met die informatie de nodige lichtsterkte regelen of de lichten doven. Deze sensoren kunnen daarenboven niet enkel de verlichting aansturen maar ook de verwarming, koeling, zonnewering enzovoort.” Naast de selectie van een aangepaste installatie is een juiste aansturing van fundamenteel belang. De nodige technologieën zijn beschikbaar bij de leveranciers en er zijn al mooie praktijkvoorbeelden. Maar men ziet nog vaak dat men in de laatste fase van een project op dergelijke systemen bespaart om de investeringskost van een project te drukken, zelfs van projecten met heel korte terugverdientijden. Belangrijk is, naast de techniek, de gebruikers van een gebouw op te leiden en informatie te verstrekken over de werking van de techniek, het gebouw, hoe men dit kan gebruiken en bovenal wat de voordelen voor de gebruikers zijn. ■ www.agoria.be
INDUSTRIE TECHNISCH & MANAGEMENT MAART 2010 ■
3
MANAGEMENT
Dossier Energie-efficiëntie
Groener en goedkoper koelen door Erwin Vanvuchelen
Koelsystemen zijn vaak grote energieverbruikers. Frequentieregelaars en motoren met een hoog rendement kunnen dat verbruik inperken. e basis van een koelsysteem is de koelcyclus, waarbij een gas gecomprimeerd wordt en naar een condensor gaat, waar het vloeibaar wordt en tegelijk warmte afgeeft. Vervolgens gaat het via een expansieventiel naar de verdamper, waar het koelmiddel warmte onttrekt aan zijn omgeving en dus voor koeling zorgt. De essentie is dat het koelmiddel warmte kan afgeven aan een omgeving die al warmer is dan die waar warmte onttrokken wordt. Sleutelelement hierin is de compressor, die ook de grote energieslokop is.
D
ENERGIEVERBRUIK AANGEPAST AAN BEHOEFTE Het drukverschil dat de compressor moet overbruggen wordt meestal bepaald door proces- en omgevingsfactoren. Het nodige debiet wordt bepaald door de hoeveelheid warmte die op een bepaald moment moet afgevoerd worden en varieert dus in de tijd.
Een frequentieregelaar laat toe om de snelheid van de motor en dus ook het energieverbruik permanent aan te passen aan het nodige debiet. De besparing die hiermee gerealiseerd wordt, is afhankelijk van de toepassing, maar kan snel 10% of meer bedragen. Toch is slechts een beperkt percentage van geïnstalleerde koelsystemen uitgerust met een dergelijke toerentalregeling. In andere gevallen schakelt men de installatie aan en uit, of wordt een mechanische capaciteitsregeling toegepast. Duidelijk energieverkwisting. Een volgende stap is het gebruik van motoren met een hoog rendement voor de aandrijving van de compressor. Een Europese richtlijn stelt dat vanaf 2011 alle motoren moeten voldoen aan de IE2 vereisten (volgens IEC 60034-30) voor hoogrendementsmotoren. Vanaf 2015 moeten alle IE2 motoren bovendien uitgerust worden met een frequentieregelaar, of ver-
Belga
Bij ijsroomfabrikant B.I.G., bekend als IJsboerke, laat de nieuwe schroefcompressor een vermindering van de CO2-uitstoot toe van 60 ton per jaar. vangen worden door IE3 motoren. Maar het kan nog beter met de permanent magneetmotoren evenwaardig aan de IE4-klasse.
PERMANENT MAGNEETMOTOREN Recent werden in ons land twee koelsystemen uitgerust met de permanent magneetmotoren van Leroy-Somer. “Bij ijsroomfabrikant B.I.G. in Tielen gaat het om een schroefcompressor van Mayekawa. De energiebesparing door de nieuwe motor in combinatie met toerentalregeling bedraagt 13,14 kW op een vermogen van 125 kW. De installatie draait een 6500 uren per jaar, wat een vermindering van
Permanent magneetmotor Een permanent magneetmotor is een synchrone motor waarvan de rotor samengesteld is uit standaard blikpakket en permanente magneten, in plaats van een reeks windingen die bij een klassieke synchroon motor elektrisch en bij een asynchroon motor magnetisch via de stator gevoed worden. “Hierdoor verbruikt de motor beduidend minder stroom voor eenzelfde koppel en zijn er geen jouleverliezen in de rotor. De lagere temperatuur geeft de lagers bovendien een langere levensduur”, zegt Hubert Dewandeleer van Leroy-Somer. “Deze motor behoort tot de klasse IE4 en doet dus beter dan de IE2 norm die in 2011 verplicht wordt. Omdat er minder stroom nodig is, kan ook op bekabeling en schakelapparatuur bespaard worden. Omwille van zijn werkingsprincipe heeft de motor een frequentieregelaar nodig die, via in de stator geïntegreerde sensoren, feedback krijgt over de positie van de rotor. Dank zij deze frequentieregelaar kan men tegelijk ook snelheidsregeling toepassen.”
de uitstoot van CO2 met 60 ton per jaar oplevert”, zegt Koen Demerie van Axima Refrigeration dat bij de revamping van de koelinstallatie voor de permanent magneetmotoren koos. “Energiebesparing is bij B.I.G. een groot aandachtspunt. Daarom werd het nieuwe diepvriesmagazijn ook uitgerust met luchtgordijnen. Een sas dat extra gekoeld wordt, voorkomt dat er koude uit het magazijn ontsnapt wanneer de poorten opengaan. Bij Ranson in Harelbeke, een groothandel van bakkerijproducten, werd een permanent magneetmotor geplaatst op de ventilator van een verdampingscondensor op het dak. De eerste uitdaging was daar het verminderen van de geluidsoverlast die het gevolg was van het schakelen van een tweesnelhedenmotor waarmee de capaciteit van de installatie vroeger in beperkte mate geregeld werd. De nieuwe motor met toerentalregeling heeft dat opgelost en levert bovendien een besparing van 18 ton CO2 uitstoot per jaar. De twee projecten samen besparen evenveel CO2 uitstoot als 17 Fiat 500 auto’s aan 25.000km per jaar.” ■
4
■ INDUSTRIE TECHNISCH & MANAGEMENT MAART 2010
MANAGEMENT
Dossier Energie-efficiëntie
Nauwkeurige metingen
voor maximaal rendement door Erwin Vanvuchelen
Niet alleen motoren en frequentieomvormers kunnen bijdragen tot energieefficiëntie, ook door het deskundig gebruiken van de juiste instrumentatie kan heel wat energie worden bespaard. lectrawinds uit Oostende bouwt windturbines in binnenen buitenland en zit in verschillende projecten voor de bouw van windmolenparken in de Noordzee. Minder bekend is dat het bedrijf ook elektriciteit opwekt in een stoomcentrale op biobrandstoffen en in een WKK-installatie (WarmteKrachtKoppeling) met motoren die draaien op dierlijke vetten. Een van de cruciale punten in die installatie is de raffinage van de dierlijke vetten, waarmee een stabiele brandstof met goede fysische eigenschappen voor de motoren bekomen wordt. De energie die hiervoor nodig is komt van hergebruik van de warmte van de uitlaatgassen van de motoren. Waar verwerkers van dierlijk afval ook energie recupereren uit de verbranding van dierlijk afval, is de elektriciteitsproductie hier de primaire doelstelling, wat de installatie uniek maakt. De twee motoren van Electrawinds in Oostende leveren maar liefst 16,5 MW, een bijkomende installatie in Moeskroen is goed voor 18 MW. In totaal wordt hiervoor 6000kg per uur aan dierlijke vetten verwerkt. Om de afname te garanderen van de geproduceerde stroom, werd een nieuwe kabel gelegd naar de hoogspanningslijnen van Elia.
E
RECUPERATIE VAN VERBRANDINGSWARMTE “De uitlaatgassen van de motoren hebben een temperatuur van
merking komen voor deze regeling uitgerust zijn met nauwkeurige meetinstrumenten. De stoom die eventueel via de klassieke boiler geproduceerd wordt, moet uiteraard ook gemeten en in mindering worden gebracht. De productie ‘groene’ stoom bedraagt zowat 8,5 ton per uur op een druk van 12 bar.
NAUWKEURIGE METING VOOR EEN BETERE EFFICIËNTIE
RV
Piet Vanoutrive. “De hoge nauwkeurigheid van de metingen was nodig omdat het systeem erkend moet worden door de VREG om als basis voor de berekening van WKK-certificaten te kunnen dienen.” 370°C”, legt Piet Vanoutrive, technical expert bij Electrawinds, uit. “Met die warmte wordt stoom gemaakt, die gebruikt wordt in de raffinage, het tankpark en voor de verwarming van leidingen in de installatie, zodat we een juiste viscositeit van de brandstof krijgen. Met het overschot aan stoom wordt dan nog een kleine turbine aangedreven die nog bijkomend elektriciteit maakt, goed voor nog eens 1,2 MW. Daarnaast is er ook een stoomboiler op klassieke fuel, die we enkel gebruiken als de motoren zelf niet aan het draaien zijn.” Een belangrijk aspect van een dergelijke installatie is een goede boekhouding van de energiestromen, want de hoeveelheid warmte die nuttig gebruikt wordt, geeft recht op WKK-certificaten. Daarom moeten alle leidingen van en naar verbruikers die in aan-
Voor de meting van de energiestromen werd een beroep gedaan op Endress+Hauser, specialist in sensoren en meetinstrumentatie voor de procesindustrie. “Zij hebben voldoende kennis in huis om betrouwbare en nauwkeurige meetinstrumenten te plaatsen”, verklaart Piet Vanoutrive. “Die hoge nauwkeurigheid was nodig omdat het systeem erkend moet worden door de VREG (Vlaamse Reguleringsinstantie voor de Elektriciteits- en Gasmarkt) om als basis voor de berekening van WKK-certificaten te kunnen dienen. De hoge nauwkeurigheid maakt ook dat we het proces beter kunnen sturen, wat bijdraagt tot de laatste procenten in het rendement van de installatie.” “In de leidingen zijn de meest geschikte meetinstrumenten geplaatst om het debiet, de temperatuur en de druk te meten”, zegt Ronny Quintens, account manager bij Endress+Hauser. “Die signalen gaan naar een Energy Manager, dat is een flowcomputer die aan de hand van de gemeten waarden de energie-inhoud van de stromen berekent. De beheerder van de installatie
RV
Een vortexmeter voor debietmeting op stoom die een turbine aandrijft. krijgt hierdoor in realtime een overzicht van alle energiestromen in de plant.” “Om de gewenste nauwkeurigheid te bekomen werden vortexmeters gekozen en venturi’s op maat gemaakt in functie van de procesgegevens en het meetbereik”, vult product manager voor flowmetingen Jean-Jacques Renaux aan. Deze zijn gekeurd door Vinçotte en na de plaatsing nog eens gecontroleerd zodat de klant een sleutel-op-dedeur oplossing krijgt. De foutmarge op de berekende energiestromen is kleiner dan 1%.” Een volgende fase in het project zal er in bestaan om het rendement van de installatie nog verder op te drijven. Dat kan enerzijds door de sturing fijner af te stellen, waarvoor men de nauwkeurigheid van de metingen zal gebruiken. Anderzijds is het de bedoeling om ook de warmte in het koelwater van de motoren te hergebruiken, wat bijkomende WKK-certificaten zal opleveren. Uitdaging daar is dat het koelwater een lagere temperatuur heeft en men dus de juiste plaatsen in het proces moet zoeken waar deze warmte efficiënt gebruikt kan worden. ■
INDUSTRIE TECHNISCH & MANAGEMENT MAART 2010 ■
5
MANAGEMENT
Dossier Energie-efficiëntie
Rendabele snelheidsbeperking door Erwin Vanvuchelen
Elektrische motoren nemen zowat de helft tot twee derde van het energieverbruik voor hun rekening. Vaak blijven deze kosten verborgen omdat ze draaien in de rand van de eigenlijke processen en niet grondig geanalyseerd worden.
N
BESPARING TOT DE DERDE MACHT “Frequentieregelaars zorgen voor besparing, zeker in applicaties waar het koppel een kwa-
6
dratische curve heeft, zoals in ventilator- en bepaalde pomptoepassingen, waar het vermogen evenredig is met de snelheid tot de derde macht. De besparing op het elektriciteitsverbruik neemt dus sneller toe dan de verlaging van de snelheid van de motor. Het koppel daarentegen evolueert slechts tot de tweede macht met de snelheidsverandering”, verklaart account manager Bart Bruyland van Rockwell Automation. “Ook in andere applicaties, waar een motor niet volledig belast wordt, is het zinvol om een frequentierege-laar te plaatsen. De stroom van een asynchrone motor bestaat immers uit de vectoriële som van twee componenten: de magnetisatiestroom en de koppelstroom. Bij een niet volledig belaste motor die direct op het net aangesloten is, wordt de volledige motorstroom (magnetisatieen koppelstroom) uit het net gehaald. Bij het plaatsen van een frequentieregelaar daarentegen wordt de magnetisatiestroom hoofdzakelijk gecreëerd door de condensatoren en spoelen in de frequentierege-laar, wat betekent dat hoofdzakelijk de koppelstroom-vector uit het net wordt gehaald.”
VERBRUIK VAN 27 NAAR 13,7 KW Bij Lamifil werden eerst de pompen van het koelcircuit van de
■ INDUSTRIE TECHNISCH & MANAGEMENT MAART 2010
RV/Rockwell
ochtans kan het gebruik van frequentieregelaars in die toepassingen tientallen procenten energiewinst opleveren. Een bedrijf dat die uitdaging aanging is Lamifil, een producent van kabels voor hoogspanningsleidingen, bovenleidingen van treinen en andere elektriciteitskabels. Zowel het warmwalsen als het draadtrekken hebben flink wat koeling nodig via een koelmiddel dat in koeltorens op het dak wordt afgekoeld. Uit een audit bleek dat op de koeling bespaard kon worden door de delta T van het koelsysteem te verhogen. Dat is het verschil in temperatuur tussen de aan- en afvoerleiding. Bij een hogere delta T verkrijgt men een efficiëntere warmteoverdracht en dus een hoger rendement van het koelsysteem. Het temperatuurverschil verhogen kan dan weer door het debiet van het koelmiddel te verlagen. Hierdoor verhoogt de contacttijd in de warmtewisselaars en kan het middel meer warmte opnemen in het proces en afgeven in de koeltorens. Om het debiet te verlagen werd gekozen voor snelheidsregelaars van Rockwell Automation.
de helft van de tijd werken om de gewenste delta T te bekomen.
“De meeste motoren staan in toepassingen waar men al PLC’s heeft, waar de frequentieregelaars zeer eenvoudig op aangesloten kunnen worden”, zegt Bart Bruyland.
draadtrekkerij voorzien van een frequentieregelaar. Bij een eerste pomp met een motor van 27 kW werd het verbruik teruggebracht tot een gemiddelde van 13,7 kW, over een testperiode met 1244 draaiuren. Bij een tweede pomp van 5,7 kW daalde het gemiddelde opgenomen vermogen tot 3,7 kW. Deze resultaten werden in de winter bekomen, wanneer koeltorens qua rendement hulp krijgen van moeder natuur, en kunnen dus niet naar een heel jaar geëxtrapoleerd worden. Maar de besparing is er wel degelijk. In de koeltorens zelf werd nog extra bespaard door een on/off schakeling te voorzien op de ventilatoren. Ze moeten nog maar
De sturing van de frequentieregelaars – dus het bepalen van de snelheid van de motoren – gebeurt in functie van de delta T over aan- en afvoerleiding van het koelmiddel. De bediening en opvolging van het koelsysteem werden geïntegreerd in een Scada-systeem, software die het hele productieproces bewaakt. “De meeste motoren staan in toepassingen waar men al PLC’s heeft, waar de frequentieregelaars zeer eenvoudig op aangesloten kunnen worden”, zegt Bart Bruyland. “Men kan ook gebruik maken van de regelfunctie in de frequentieregelaars zelf, om via een analoge meting in de drive de gewenste snelheid van de motor te bepalen.” Dit alles maakt het gebruik van frequentieregelaars relatief eenvoudig. De meerkost van de installatie is meestal voldoende snel terugverdiend – bij Lamifil in minder dan een jaar –, mede door de premies van de netbeheerders. Toch staat in de industrie nog een meerderheid van de motoren zonder snelheidsregeling te draaien, ook op plaatsen waar men bijvoorbeeld het debiet van een pomp of ventilator met behulp van smoorkleppen verlaagt, wat qua energie-efficiëntie bijzonder nadelig is. Maar de interesse voor frequentiesturingen neemt toe. Bij nieuwe projecten ziet men dat er volop gebruik van wordt gemaakt en ook bij de revamping van machines is het een standaard onderdeel geworden, in veel gevallen omdat energiebesparing net de aanzet gaf tot de vernieuwing. ■
MANAGEMENT
Dossier Energie-efficiëntie
Zelfde comfort met
minder verbruik
Energie-efficiëntie in gebouwen betekent niet alleen het gebruik van systemen met een hoog rendement, het gaat ook en vooral om een optimale sturing die het maximum uit de installaties haalt en het gevraagde comfort levert met een minimum aan energieverbruik. en mooi voorbeeld is de renovatie van het revalidatiecentrum van het algemeen psychiatrisch ziekenhuis Sancta Maria in Sint-Truiden. Daar wordt sinds de bouw van een nieuwe verwarmingsinstallatie met een performante sturing jaarlijks 16.900 euro aan verwarmingskosten uitgespaard, wat de installatie in minder dan vijf jaar terugbetaalt. “Het gebouw had vroeger geen eigen ketel, maar werd gevoed door een ondergrondse leiding die het ketelwater vanuit een ander gebouw aanvoerde. Dat bracht niet alleen grote verliezen met zich mee, het was in de winter soms moeilijk om een voldoende hoge temperatuur te halen”, zegt Albert Habets, hoofd van de technische dienst. “Toen we beslisten om de installatie te vernieuwen, hebben we ineens ook een gebouwbeheersysteem geïmplementeerd, waardoor we het verbruik beter kunnen opvolgen en de installaties vanop afstand kunnen beheren.”
E
OPTIMALE START EN STOP De nieuwe verwarmingsinstallatie bestaat uit twee condenserende gasketels, een boiler en drie verwarmingscircuits die uitgerust zijn met frequentiegestuurde pompen. Het geheel wordt aangestuurd met een controller van Honeywell.
Albert Habets: “De sturing houdt rekening met de ruimtetemperatuur en de buitentemperatuur om zelf te bepalen wanneer de verwarming ’s ochtends moet aanslaan om de gewenste temperatuur te hebben op het moment dat de activiteiten starten. Het systeem houdt ook rekening met het weekend: op maandag zal het iets vroeger moeten starten omdat het hele gebouw dan afgekoeld is. Het systeem is zelflerend, zodat het algoritme geleidelijk aan verder geoptimaliseerd wordt in functie van reële meetwaarden. Het stopzetten van de verwarming ’s avonds verloopt analoog en houdt rekening met de warmte in het gebouw, zodat al vroeger dan het einduur gestopt kan worden met verwarmen.” De koppeling met het gebouwbeheersysteem maakt dat men de actuele gegevens over de installatie vanuit de technische dienst kan opvolgen. Daar kan men ook wijzigingen in het programma opgeven, bijvoorbeeld wanneer er ’s avonds nog een activiteit is in het gebouw. De sturing zal daar automatisch rekening mee houden. Het beheersysteem zorgt dus niet alleen voor efficiëntie, maar ook voor het gewenste comfort. De technische dienst heeft nu ook de tijd om de data die de software verzamelt te analyseren,
RV/SANCTA MARIA
door Erwin Vanvuchelen
Albert Habets (l) met medewerker Peter Vandenreyt die het project mee hielp realiseren. In de industrie moet de terugverdientijd kleiner zijn dan 3 jaar en vallen dergelijke projecten meestal uit de boot. waardoor men de installatie nog verder heeft kunnen optimaliseren.
REGISTRATIE VAN TELLERSTANDEN Het Sancta Maria ziekenhuis heeft vijf verschillende afdelingen verspreid over een domein van 18ha. Het is de bedoeling om bij toekomstige renovaties en nieuwbouwprojecten geleidelijk alle installaties op het systeem aan te sluiten. “De aansluiting verloopt vrij eenvoudig omdat de communicatie gebeurt via het bestaande Ethernetnetwerk. Zo werden er in alle gebouwen al interfaces geplaatst bij de verschillende gasmeters, zodat de verbruiksgegevens automatisch in het centrale systeem terechtkomen”, zegt Dirk Swaans, sales account manager van Honeywell. Het registeren is onontbeerlijk voor wie efficiënt met energie wil omgaan, maar vroeger moest er telkens iemand manueel de meterstanden gaan noteren. Een voorbeeld van uitbreiding die al in het revalidatiecentrum gerealiseerd werd, is de sturing van de ventilatie in de polyvalente zaal en de sportzaal. De ventilator in
de luchtgroep kreeg een frequentieregelaar die nu aangestuurd wordt aan de hand van CO2-sensoren in de zalen. Waar de installatie vroeger werkte in functie van de maximale capaciteit van de zalen, kan het verbruik nu teruggebracht worden tot de werkelijke behoefte. De installatie is intussen bijna drie jaar oud, zodat men over concrete cijfers beschikt. Ten opzichte van de oude installatie wordt aan de huidige energieprijzen 16.900 euro per jaar bespaard, op een investeringskost van 79.000 euro. In die investering zat ook het gebouwbeheersysteem dat de basis voor nog verdere besparingen in andere gebouwen zal vormen. Met dergelijke cijfers verbaast het enigszins dat dergelijke geavanceerde systemen moeilijk ingang vinden. “In de industrie moet de terugverdientijd kleiner zijn dan 3 jaar en vallen dergelijke projecten meestal uit de boot”, verklaart Dirk Swaans. “Enkel waar de gebruiker ook eigenaar is van zijn gebouwen, zien we de interesse toenemen. Niet alleen omwille van de besparing op energiekosten, maar ook omwille van het gebruiksgemak.” ■
INDUSTRIE TECHNISCH & MANAGEMENT MAART 2010 ■
7
MANAGEMENT
Dossier Energie-efficiëntie
Zuinige filmzalen door Kurt De Cat
De grootste bioscoopgroep van ons land installeerde in al haar filmcomplexen een nieuwe automatische HVAC-sturing. Goed voor een investering met een terugverdientermijn van twee tot drie jaar. “
it investeringsproject is gestart met een studie over mogelijke energiebesparingen voor de Kortrijkse Kinepolisvestiging”, zegt Jan Muts, Operations Facility Manager Kinepolis Group. “Toen zaten we voor de verwarming, koeling en ventilatie van de filmzalen met een sturing die tijdsgebonden was. Je kon die wel programmeren in de weekkalender, maar bij evenementen bijvoorbeeld die buiten de klassieke openingsuren vallen, vergat men na het event al eens het programma terug aan te passen. Je kon alleen regelen op minimum pulsietemperatuur en gevraagde temperatuur in de zaal”, legt Jan Muts uit. In dat jaar was er ook een probleem in Kinepolis Braine. Daar moest sowieso een nieuw systeem geïnstalleerd worden. Na evaluatie van verschillende offertes werd geopteerd om met Siemens in zee te gaan. Siemens werkte het voorstel zo uit dat Kinepolis de basiselementen kon blijven gebruiken (sensoren, temperatuurvoelers, driewegkranen, pompen...). Alleen de sturing moest aangepast worden.
D
“We hebben er ook een hygiënevoeler aan toegevoegd die de kwaliteit van de lucht meet. Deze voeler detecteert de luchtvervuiling en regelt dan het debiet van de verse lucht die moet worden toegevoerd”, verduidelijkt Jan Muts. Volgens de normen moet je 30 m3 per bezoeker, per uur verver-
8
sen. Vroeger werd soms geventileerd voor niemand. Vandaag halen we de norm met minder energie. “Reeds twee maanden na de installatie in Braine waren de eerste besparingen zichtbaar. Het eerste jaar bespaarden we op onze gasfactuur tien tot vijftien procent. Aan de hand van deze case hebben we een dossier voorgelegd aan de directie om al onze complexen in België uit te rusten met een dergelijke sturing. Daar het gaat om een investering met een terugverdientermijn van maximum drie jaar, kregen wij onmiddellijk het akkoord van de directie. Als we alle complexen samen bekijken - de nieuwe installaties waren rond tegen eind 2007 - dan hebben we in 2008 ten opzichte van 2007 een besparing op het gasverbruik van 30 tot 35 procent gerealiseerd”, aldus Jan Muts.
VOORDELIG IN TUSSENEN WINTERSEIZOEN De nieuwe HVAC-sturing is uitgerust met het zogenaamde ‘optimaal start/stop-systeem’ waardoor de sturing zelf berekent hoeveel en vanaf wanneer er moet gestookt worden om de zalen bij het begin van de eerste vertoningen op temperatuur te hebben (21 à 22°C). De filmzalen moeten correct verwarmd en geventileerd worden, want het comfortgevoel van de bioscoopbezoeker staat centraal. Bij eventuele klachten
■ INDUSTRIE TECHNISCH & MANAGEMENT MAART 2010
Belga
Jan Muts: “Als we alle complexen samen bekijken, dan hebben we in 2008 ten opzichte van 2007 een besparing op het gasverbruik van 30 tot 35 procent gerealiseerd.” van bezoekers kan Jan Muts de zaaltemperatuur terugtraceren via het logsysteem. Aan de hand van de gemiddelde temperaturen van de voorbije dagen berekent het systeem wanneer het moet opstarten. Dat blijkt vooral voordelig te zijn in het tussen- en winterseizoen. Het werkt ook ’s nachts voor het einde van de film rond één uur. “Ook voor onze evenementenbusiness beschikken we nu over extra mogelijkheden. Met het huidige systeem kunnen de events precies ingepland worden op een bepaalde dag met een specifieke timing. Op maandag krijgen we de nieuwe weekplanning door en dan kunnen de zalen per filmcomplex op pc worden geprogrammeerd, de parameters worden centraal vastgelegd”, zegt Jan Muts.
TOEKOMST Vandaag wordt het systeem verder bijgestuurd en gefinetuned om het besparingspotentieel te maximaliseren. Dit jaar wil Kinepolis ook het automatisch binnenhalen van de verbruiken van gas, elektriciteit en water via het beheersysteem realiseren. “Zo hebben we bijvoorbeeld voor water grote verschillen in verbruik opge-
merkt tussen de verschillende complexen. Via het logsysteem moet het opsporen van de verspillers makkelijker worden,” bevestigt Jan Muts. Op het vlak van nieuwe projecten loopt er momenteel een studie in samenwerking met Siemens om de digitale projectoren ook te kunnen opvolgen via het centrale gebouwenbeheersysteem. Zeventig procent van de Kinepolis-schermen is vandaag gedigitaliseerd. De digitale en 3D-projectoren verbruiken namelijk meer kWh dan de gewone projectoren omdat digitale films een hogere lichtintensiteit vragen dan een 35 mm pellicule film. “Waar we vroeger voor een zaal van 220 mensen een lamp nodig hadden van 2.500W, zitten we nu aan 3.500 à 4.000W. De projectoren zijn onze grootste elektrische verbruikers samen met de luchtgroepen”, zegt Jan Muts. Ook op dat vlak worden de nieuwe technieken van dichtbij opgevolgd. Zo bekijkt Kinepolis momenteel een nieuw Canadees procédé met panelen, waarbij de inblaaslucht reeds voorverwarmd wordt door de zon, waardoor je minder fossiele brandstoffen moet verstoken. ■
