Opleiding Duurzaam Gebouw : Ontwerp en regeling van technische installaties Leefmilieu Brussel Energie becijferen Jonathan FRONHOFFS Cenergie cvba
Doelstelling(en) van de presentatie
Opfrissen van de theoretische basis …. … om de energie-uitdagingen van HVAC-installaties in cijfers uit te drukken
2
Plan van de uiteenzetting
●
Vermogen, energie en eenheden
●
Het vermogen dat een warme wand afgeeft
●
Het vermogen dat doorheen een wand gaat
●
De energie om een materiaal te verwarmen
●
Energiebalans van een gebouw
3
Het gewicht van energie
het water van een bad verwarmen
?
een ton 300 meter hoog opheffen
4
Energieverbruik ●
Hoeveel energie verbruikt een lamp?
60 W
5
1 kWh = 1 kW x 1 uur
Omzetting van eenheden: ●
1 kWh = 3,6 MJ
●
1 kCal/uur = 1,16 W
●
1 liter stookolie = 1 m³ gas = 10 kWh
6
ELEKTRICITEITSVERBRUIK, PER DAG EN PER JAAR, VAN ENKELE ELEKTRISCHE HUISHOUDTOESTELLEN, OP BASIS VAN HET GEMIDDELD GEBRUIK Toestellen Gebruik Vermogen (W) Verbruik kWh/dag kW/jaar Verlichting 4 uur/dag 200 0,8 290 Fornuis 4 kookplaten + oven 2 uur/dag 1.400 (gemiddeld) 2,8 1,000 Koelkast ++++250 l doorlopend 1.400 (gemiddeld) 1,70 620 ++250 l doorlopend 150 (gemiddeld) 1,02 370 Diepvrieskist 300 l doorlopend 150 (gemiddeld) 1,92 700 Diepvrieskast 200 l doorlopend 200 (gemiddeld) 1,59 580 Vaatwasser 1 vaat/dag 200 (gemiddeld) 700 1 vaat/48 uur 3.000 350 Scheerapparaat 1 keer per dag 1 Warmtestraler (groot) 3 uur/dag, 137 dagen/jaar 2.000 6 820 Stofzuiger 2 uur/week 600 - 1.200 1,2/week 62 Wasmachine 2 x 4,5 kg/week 3.000 330 Droogkast 2 x 4,5 kg/week 3.000 300 Strijkijzer variabel 1.000 20-60 Kleurentelevisie 3 uur/dag 180 0,54 200 Elektrische boiler gezin van 4 personen 2.000 2.000 tot 3.000 Circulatiepomp verwarming 50 250 tot 500 Frituurpan 2 keer/week 2.000 70 Broodrooster variabel 20-60 Haardroger variabel 20-60 Wekker doorlopend 5 45 Koffiezet 1 l koffie/dag 800 45 Stereoketen 1 uur/dag 7-15 Draagbare radio (netstroom) 3 uur/dag 10
7
Thermische energie becijferen
●
Wet 1: het vermogen dat een warme wand afgeeft
P = a x S x DT 15°C
30°C
a = … 10 … W/m² °C 8
Voorbeelden: ●
Het verlies van een reservoir met sanitair warm water of van de wand van een verwarmingsketel
●
Het vermogen van vloerverwarming
●
Het verlies van een verwarmingsleiding…
9
De prijs van energie ●
1 kWh elektriciteit: ► ► ►
●
1 kWh warmte: ►
►
●
€ 0,18/kWh dag € 0,10/kWh nacht 0,11 .. 0,13 kWh hoogspanning € 0,085/kWh stookolie € 0,060/kWh gas
Exploitatierendement: ► ►
Elektriciteit: 100% Verwarming: 70 .. 90%
10
●
Rendement in primaire energie:
35
100 (gas, steenkool, uranium)
Rendement in primaire energie: - Circuit “elektriciteit”: 35% x 100% = 35% - Circuit “brandstoffen”: 100 % x 70 .. 90 % = 70 .. 90% 11
Thermische energie becijferen ●
Wet 2: het vermogen dat door een wand heen gaat
20°C
0°C
P = U x S x DT 12
Warmtetransmissiecoëfficiënt van een wand
5,8
enkel glas
U [W/m²K] 4,0 2,8 2,0
1,1 0,4 0,3
betonnen latei gewone dubbele beglazing niet-geïsoleerde muur
dubbele HR-beglazing geïsoleerde muur met 8 cm minerale wol geïsoleerd dak met 12 cm minerale wol13
Voorbeelden ●
Hoeveel bedraagt het energieverlies doorheen beglazing gedurende een jaar?
●
Wat is het rendement van de vervanging van enkele beglazing?
14
Thermische energie in cijfers
●
Wet 3: de energie die nodig is om een materiaal te verwarmen
E = Volume x thermische capaciteit x DT
Lucht: Water: Beton, baksteen:
0,34 Wh/m³.K 1.163
Wh/m³.K
..500.. Wh/m³.K
= energie om 1 m³ te verwarmen met 1 °C
15
Voorbeelden ●
Hoeveel energie is nodig om een bad te verwarmen?
●
Hoeveel vermogen is nodig om dat bad te verwarmen?
●
Hoeveel tijd is nodig om de lucht in een badkamer te verwarmen met een verwarmingselement van 2 kW?
●
Hoe sterk stijgt de temperatuur in een kantoorruimte door bezonning gedurende een uur?
16
Energiebalans van een gebouw 1,2 x 1,2 m
12 m
10 m 8m Energieplus-lesite.be berekeningen
17
Een verwarmingsketel vervangen OEFENING Rendabiliteit van de vervanging van een ketel
In een woning die 25.000 kWh/jaar nodig heeft voor verwarming wordt de verwarmingsketel met een rendement van 75% bij 90/70-regime vervangen door een nieuwe ketel met een rendement van 93%. Prijs gas: € 0,06/kWh Prijs van een nieuwe ketel: € 6.000 Bereken de enkelvoudige terugverdientijd (ETVT)
18
Een verwarmingsketel vervangen OEFENING Oplossing
Jaarlijkse kosten in €
Behoefte in kWh Rendement
Verbruik in kWh
gas
Ketel 1
25000
0.75
33333
€ 2.000
Ketel 2
25000
0.93
26881
€ 1.612
Besparing
€ 388
TVT
14 jaar
19
Beoordeling van een bestaande installatie Rendement in % (tptaal= productie x distributie x emissie x regeling) Type van installatie productie
distributie
emissie
regeling
totaal
Overgedimensioneerde oude ketel, lange distributielus
75 .. 80 %
80 .. 85 %
90 .. 95 %
85 .. 90 %
46 .. 58 %
Goed gedimensioneerde oude ketel, korte distributielus
80 .. 85 %
90 .. 95 %
95 %
90 %
62 .. 69 %
90 .. 93 %
95 %
95 .. 98 %
95 %
77 .. 82 %
Hoogrendementketel, korte distributielus, aan achterkant geïsoleerde radiatoren, regeling met buitenvoeler, thermostatische kranen, ...
20
De distributieverliezen voor verwarming beperken Kortere leidingen, vooral in niet-verwarmde volumes Isolatie van de leidingen Vermindering van de ladingsverliezen – watersnelheden in de leidingen beperken Dimensionering van de circulatiepomp – keuze van een circulatiepomp met variabele snelheid Plaatsing en regeling van inregelafsluiters
Probleem
21
De regeling begrijpen Naleving van richttemperaturen 1°C te veel oververbruik van 7% Onderbreking van warmtelevering in periodes zonder bezetting
Geen onderbreking oververbruik van 5 tot 30% “Het heeft totaal geen zin de verwarming ‘s nachts uit te zetten, want de uitgespaarde warmte betaal je toch de volgende ochtend wanneer de muren weer opgewarmd moeten worden!"
22
De regeling begrijpen
Temperatuur (°C)
Binnentemperatuur
Binnentemperatuur
Energieverbruik Energieverbruik
Buitentemperatuur
Buitentemperatuur Uren
Uren
Geen onderbreking in periodes zonder bezetting oververbruik van 5 tot 30% 23
De distributieverliezen beperken voor verwarming
OEFENING De verliezen van een SWW-leiding door een garage of een kruipruimte.
Lengte van de leiding in de OAR Lineaire verliezen van de leidingen Gemiddelde temperatuur van de verwarmingslus Gemiddelde temperatuur van de OAR Duur verwarmingsperiode Jaarlijkse verliezen
50 0,236 30 12 8760 1860,6
m W/mK °C °C uren kWh/jaar
24
Condensatie bevorderen bij renovatie Vermogen dat een verwarmingslichaam afgeeft volgens temperatuurregime
Regime 90/70/20 °C tegenover 70/50/20 °C
(
DT 1 DT 2
)
1,3 =
( 60°C ) 40°C
1,3 = 0,59
Overdimensioneringsfactor 1,7
3-4% winst 25
Te onthouden uit de uiteenzetting ●
1°C te veel 7% oververbruik
●
Onderbrekingen 30% besparing
●
Massawarmte:
●
►
Lucht: 0,34 kWh/m³C°
►
Water: 1,163 kWh/m³C°
Vermogen, temperatuur en warmteuitwisselingsoppervlak hangen samen
26
Interessante tools, internetsites, enz.: ●
http://www.energieplus-lesite.be > Menu principal > Les ressources > Calculs > Le niveau d'isolation thermique global et premier bilan énergétique
Referenties Gids Duurzame Gebouwen en andere bronnen: ●
Gids Duurzame Gebouwen: http://gidsduurzamegebouwen.leefmilieubrussel.be/
Fiches G_ENE ●
Praktische gids en tools: http://www.leefmilieubrussel.be/Templates/Professionnels/informer.aspx?id=3255 3&langtype=2067
27
Contact
Jonathan FRONHOFFS Energieadviseur
: 02 513 96 13
E-mail:
[email protected]
28
