EINDWERK: Energiestudie en optimalisatie ASZ- Wetteren

EINDWERK: Energiestudie en optimalisatie ASZWetteren

Studiegebied Industriële Wetenschappen en Technologie Opleiding Elektromechanica Optie Elektrotechniek Academiejaar 2006-2007

Koen Delobelle I

Voorwoord

Energie en milieu zijn twee termen die tegenwoordig niet meer los te branden zijn uit het nieuws. Nieuwe energiebesparende technologieën worden volop ontwikkeld en gepromoot. Deze zijn niet enkel technologieën maar voor velen ook een passie en een manier van leven. Daarom heb ik voor deze thesis gekozen. Deze thesis was een werk van lange adem maar uiteindelijk kan ik nu wel met trots zeggen dat dit project geslaagd is. In het voorwoord is het natuurlijk ook gebruikelijk om mensen te bedanken, maar het gevaar bestaat om er enkele te vergeten. Allereerst wil ik de groep laatstejaarsstudenten industrieel ingenieur bedanken voor de 4 toffe jaren die ik had aan het PIH. In het bijzonder een dankwoordje aan mijn externe thesisbegeleider Frederiek Demeyer, die mij heel het jaar coachte en steunde. Hij hielp mij keer op keer met veel enthousiasme bij realisatie van deze thesis. Eveneens de mensen aanwezig in het ASZ-Wetteren die mij telkens te hulp snelden bij problemen of wanneer ik technische informatie nodig had, dhr. Pascal De Ras en dhr. Marc Demeyer. Ik mag zeker ook mijn interne thesisbegeleider binnen de hogeschool: Steve Dereyne niet vergeten, voor zijn bijdrage in het eindwerk. Zijn advies en hulp waren ook van groot belang voor mijn eindwerk. Als laatste nog een dankwoordje aan mijn ouders, die ik erg bedank dat ik deze boeiende studies mocht volgen.

II

Inhoudstabel

Voorwoord ............................................................................................................................ II Inhoudstabel ........................................................................................................................ III Figurenlijst ........................................................................................................................... V Tabellenlijst ........................................................................................................................VII Inleiding & situering ............................................................................................................. 1 Voorstelling van het initiatiefnemend bedrijf van de thesis/stage: SIEMENS NV. ............... 2 Voorstelling van de thesisplaats: ASZ-Wetteren ................................................................... 4 1. Energieverbruik ASZ-Wetteren...................................................................................... 5 1. Elektriciteit .................................................................................................................... 5 2. Gasverbruik ................................................................................................................... 7 3. Waterverbruik................................................................................................................ 8 4. Benchmark..................................................................................................................... 9 5. Monitoring ................................................................................................................... 10 2. Gebouwenschil ............................................................................................................ 11 1. Inleiding....................................................................................................................... 11 2. Calculatie energiewinsten............................................................................................ 11 3. Opmerking ................................................................................................................... 13 3.1. Ramen................................................................................................................... 13 3.2. Coatings ................................................................................................................ 13 3.3. Ventilatieroosters.................................................................................................. 14 4. Conclusies.................................................................................................................... 16 3. Verlichting ................................................................................................................... 17 1. Inleiding....................................................................................................................... 17 2. Efficiënte verlichting .................................................................................................. 18 2.1.Gloeilicht vs Spaarlamp......................................................................................... 18 2.2.TL-verlichting........................................................................................................ 19 3. Licht besparing ............................................................................................................ 23 3.1 Calculatie besparing oudbouw............................................................................... 24 3.2.Calculatie besparing nieuwbouw........................................................................... 25 4. Bemerkingen............................................................................................................... 26 4.1. Gemeten verlichtingswaarden .............................................................................. 26 4.2. Oplossing verlichting gangen ............................................................................... 29 4.3. Verlichting nieuwbouw ........................................................................................ 31 4.4. Korte studie vergelijk spaarlamp – TL5 ............................................................... 32 4.5. Sluimerverbruik beperken. ................................................................................... 33 5. Conclusies.................................................................................................................... 34 4. Koeling ........................................................................................................................ 36 1. Inleiding................................................................................................................... 36 2. Geïnstalleerd koelvermogen .................................................................................... 36 3. Energiebesparende maatregelen .............................................................................. 37 4. Conclusies................................................................................................................ 44 5. Luchtgroepen. .............................................................................................................. 45 1. Inleiding................................................................................................................... 45 2. Mechanische opbouw luchtgroep. ........................................................................... 46 2.1. Inleiding................................................................................................................ 46 2.2. Ventilatoren. ......................................................................................................... 47 III

2.3. Motoren ................................................................................................................ 50 3. Besparingsmaatregelen............................................................................................... 52 3.1. Inleiding................................................................................................................ 52 3.2. Optimale Start Stop .............................................................................................. 53 3.3.CO2-sensor. ........................................................................................................... 56 4. Bemerking .................................................................................................................. 60 4.1. Sturing verloszalen. .............................................................................................. 60 5. Conclusies.................................................................................................................... 61 6. Verwarming ................................................................................................................. 63 1. Analyse geïnstalleerd verwarmingsvermogen......................................................... 63 2. Sanitair Warm Water ............................................................................................... 65 2.1. Legionella ............................................................................................................. 66 2.2. Ecodis ................................................................................................................... 66 2.3. Bijkomende besparingmaatregelen....................................................................... 68 3. Conclusies.................................................................................................................... 70 7. Pompen en compressoren............................................................................................ 71 1. Pompen ........................................................................................................................ 71 2. Compressoren .............................................................................................................. 72 3. Conclusies.................................................................................................................... 73 8. Alternatieve energieopwekking.................................................................................... 74 1. Inleiding....................................................................................................................... 74 2. Zonnepanelen .............................................................................................................. 74 3. Zonneboilers ................................................................................................................ 76 4. Conclusies.................................................................................................................... 77 9. Gebouwenbeheersysteem............................................................................................. 78 Besluit: Beschrijving van alle besparingsmogelijkheden.................................................... 81 Literatuurlijst....................................................................................................................... 84 Bijlagen.................................................................................................................................. 1 Coatings ............................................................................................................................. 2 Europese verlichtingsnorm EN 12464-1 ........................................................................... 4 Berekeningstabellen terugverdientijden verlichting.......................................................... 9 Berekeningstabellen besparingsmogelijkheden luchtgroepen......................................... 10

IV

Figurenlijst Figuur 0-1 ASZ-Wetteren...................................................................................................... 4 Figuur 1-1 Maandelijks verbruik ASZ-Wetteren .................................................................. 5 Figuur 1-2 Overzicht kostprijs per verbruikte kWh elektrisch.............................................. 5 Figuur 1-3 Evolutie kostprijs kWh ........................................................................................ 6 Figuur 1-4 Energiekost elektriciteit in 2005.......................................................................... 6 Figuur 1-5 maandelijks gasverbruik in 2005......................................................................... 7 Figuur 1-6 Energiekost gas in 2005....................................................................................... 7 Figuur 1-7 Evolutie van het putwaterverbruik ...................................................................... 8 Figuur 1-8 Principeschema monitoring ............................................................................... 10 Figuur 2-1 Vliesgevel ASZ-Wetteren.................................................................................. 11 Figuur 2-2 Oorspronkelijke samenstelling muur................................................................. 11 Figuur 2-3 Samenstelling nieuwe muur .............................................................................. 12 Figuur 2-4 Schema verdeling glasoppervlakte .................................................................... 12 Figuur 2-5 Overzicht paramaters......................................................................................... 12 Figuur 2-6 Eigenschappen geïnstalleerd glaswerk .............................................................. 13 Figuur 2-7 Renson TH45..................................................................................................... 14 Figuur 2-8 Zelfregelende klep ............................................................................................. 15 Figuur 2-9 Werking zelfregelende klep............................................................................... 15 Figuur 3-1Verhouding geïnstalleerd lichtvermogen............................................................ 17 Figuur 3-2 Gebruikte lampen in het ASZ-Wetteren............................................................ 18 Figuur 3-3 Schema voorschakel apparatuur TL-lamp......................................................... 19 Figuur 3-4 Vermogen opname conventionele ballast.......................................................... 20 Figuur 3-5 Technische gegevens elektronische ballast ....................................................... 20 Figuur 3-6 Vergelijk TLD-TL5 ........................................................................................... 21 Figuur 3-7 Temperatuur ifv de uitgezonden lichtstroom..................................................... 21 Figuur 3-8 Elektronische ballasten voor TL5-lichten.......................................................... 22 Figuur 3-9 Vergelijk TL totaalsystemen ............................................................................. 22 Figuur 3-10 Vergelijk gebruikte lichtbronnen nieuw-, oudbouw........................................ 23 Figuur 3-11 Besparing optimalisering TL-armaturen ......................................................... 24 Figuur 3-12 Besparing 3W-spaarlamp ................................................................................ 24 Figuur 3-13 Besparing 7W-spaarlamp ................................................................................ 24 Figuur 3-14 Besparing 11W-spaarlamp .............................................................................. 25 Figuur 3-15 Besparing 18W-spaarlamp .............................................................................. 25 Figuur 3-16 Verlichtingssterkte gang verdiep 4 .................................................................. 26 Figuur 3-17 Verlichtingssterkte gang verdiep 3 .................................................................. 27 Figuur 3-18 Verlichtingssterkte gang verdiep 2 .................................................................. 27 Figuur 3-19 Verlichtingssterkte gang verdiep 1 .................................................................. 28 Figuur 3-20 Verlichtingssterkte gang radiologie................................................................. 28 Figuur 3-21 Aanzicht oorspronkelijk gang.......................................................................... 29 Figuur 3-22 Aanzicht geoptimaliseerde gang...................................................................... 30 Figuur 3-23 Wachtruimte consultaties ................................................................................ 31 Figuur 3-24 Gemeten verlichtingssterkte ............................................................................ 31 Figuur 3-25 Spaarlamp ........................................................................................................ 32 Figuur 3-26 TL5 verlichting ................................................................................................ 32 Figuur 3-27 Voorbeelden sluimerverbruik .......................................................................... 33

V

Figuur 3-28 Optimale verlichting gang ............................................................................... 35 Figuur 4-1 Gebruikte koelapparaten ASZ-Wetteren ........................................................... 36 Figuur 4-2 RC Group koelgroep.......................................................................................... 36 Figuur 4-3 Kenplaat gegevens RC Group ........................................................................... 37 Figuur 4-4 Calculaties dimensioneren koelgroepen ............................................................ 37 Figuur 4-5 Cyclus koelgroep ............................................................................................... 38 Figuur 4-6 Evolutie startstop tijden ..................................................................................... 39 Figuur 4-7 Evolutie vollast uren.......................................................................................... 40 Figuur 4-8 Lastprofiel koelcompressoren 25 april .............................................................. 42 Figuur 4-9 Lastprofiel koelcompressoren 27 april .............................................................. 42 Figuur 4-10 Principe schets ................................................................................................. 43 Figuur 5-1 Direct aangedreven ventilator met voorwaarts gebogen schoepen .................. 47 Figuur 5-2 Riem aangedreven ventilator met voorwaarts gebogen schoepen..................... 47 Figuur 5-3 Riem aangedreven ventilatoren met achterwaarts gebogen schoepen............... 48 Figuur 5-4 Voorbeeld: Extractor -1 bezit een THLZ ventilator .......................................... 49 Figuur 5-5 Gemiddelde dag temperatuur............................................................................. 52 Figuur 5-6 Gecorrigeerde gemiddelde dagtemperatuur....................................................... 53 Figuur 5-7 Meetopstelling ................................................................................................... 56 Figuur 5-8 CO2-meting dinsdag namiddag .......................................................................... 57 Figuur 5-9 CO2-meting woensdag....................................................................................... 57 Figuur 5-10 CO2-meting vrijdag ......................................................................................... 58 Figuur 6-1 Evolutie aanvoertemperatuur hoofdcollector .................................................... 64 Figuur 6-2 Evolutie retourtemperatuur hoofdcollector ....................................................... 64 Figuur 6-3 Evolutie temperatuur buffervat kring 1 ............................................................. 65 Figuur 6-4 Evolutie temperatuur buffervat kring 2 ............................................................. 65 Figuur 6-5 Karakteristiek rendement stookketel ................................................................. 67 Figuur 6-6 Opwekking sanitair warm water........................................................................ 69 Figuur 7-1 Bezettingsgraad compressoren .......................................................................... 73 Figuur 8-1 Werking zonnecel .............................................................................................. 74 Figuur 8-2 Opstelling zonneboiler....................................................................................... 76 Figuur 9-1 Layout Desigo Insight ....................................................................................... 78 Figuur 9-2 Setpoints radiatoren ........................................................................................... 79 Figuur 9-3 Zomercompensatie luchtgroepen....................................................................... 80 Figuur 9-4 Setpoints ventiloconvectoren............................................................................. 80 Figuur 0-1 Specificaties glasfabrikant Glaverbel .................................................................. 2 Figuur 0-2 Specificaties glasfabrikant Glaverbel .................................................................. 2 Figuur 0-3 Specificaties coatings afkomstig van Bekaert ..................................................... 3

VI

Tabellenlijst Tabel 1-1 Benchmark gegevens ............................................................................................ 9 Tabel 2-1 Vergelijk zelfregelende ventilatieroosters........................................................... 16 Tabel 3-1Voorbeeld berekening wat men kan besparen met een aanwezigheidsmelder .... 33 Tabel 3-2 Terugverdientijd optimaliseren TL verlichting................................................... 34 Tabel 3-3 Terugverdientijd optimaliseren gloeilampen13.................................................... 34 Tabel 3-4 Terugverdientijd plaatsen aanwezigheidsmelders............................................... 34 Tabel 4-1 Setpoints koelgroep............................................................................................. 38 Tabel 4-2 Calculatie winterstop........................................................................................... 41 Tabel 4-3 Calculatie geavanceerde regeling........................................................................ 41 Tabel 4-4 Terugverdientijd optimaliseren aansturing koelgroepen..................................... 44 Tabel 4-5 Terugverdientijd afschermen RC-koelgroepen ................................................... 44 Tabel 5-1 Luchtgroepen nieuwbouw................................................................................... 45 Tabel 5-2 Luchtgroepen oudbouw....................................................................................... 45 Tabel 5-3 Draaiuren luchtgroepen....................................................................................... 46 Tabel 5-4 Vergelijk rendementen motoren.......................................................................... 50 Tabel 5-5 Calculatie energiebesparing ................................................................................ 51 Tabel 5-6 Jaarlijkse besparing in kWh ................................................................................ 54 Tabel 5-7 Jaarlijkse besparing in euro................................................................................. 54 Tabel 5-8 Debiet model ....................................................................................................... 59 Tabel 5-9 Overzicht thermische besparingsmogelijkheden................................................. 59 Tabel 5-10 Overzicht elektrische besparingsmogelijkheden............................................... 59 Tabel 5-11 Overzicht besparing (kWh/jaar)........................................................................ 60 Tabel 5-12 Terugverdientijd EFF1-motor ........................................................................... 61 Tabel 5-13 Winst optimale start - stop regeling .................................................................. 61 Tabel 5-14 Terugverdientijd sturing adhv CO2-concentratie in de lucht ............................ 62 Tabel 5-15 Terugverdientijd sturing adhv overdrukcoëfficiënt .......................................... 62 Tabel 6-1 Geïnstalleerde verwarmingsketels ...................................................................... 63 Tabel 6-2 Calculatie dimensioneren verwarmingsketels..................................................... 63 Tabel 6-3 Sanitair warm waterverbruik............................................................................... 68 Tabel 6-4 Calculatie winst................................................................................................... 68 Tabel 6-5 Calculatie theoretische opwarmingstijd .............................................................. 69 Tabel 6-6 Calculatie praktische opwarmingstijd ................................................................. 69 Tabel 6-7 Besparing bij installatie Ecodis ontsmettingscel................................................. 70 Tabel 6-8 Besparing sanitair warm water............................................................................ 70 Tabel 7-1 Aanwezige pompen in de stookplaats ................................................................. 71 Tabel 7-2 Besparing gebruik frequentiegestuurde pompen................................................. 72 Tabel 7-3 Aanwezige compressoren.................................................................................... 72 Tabel 7-4 Berekening startstop cyclus................................................................................. 73 Tabel 8-1 Rekenvoorbeeld terugverdientijd zonnepanelen ................................................. 75 Tabel 8-2 Overzicht investering fotovoltaïsche panelen ..................................................... 77 Tabel 0-1 Algemeen besluit................................................................................................. 81 Tabel 0-1 Berekening terugverdientijd installatie EVSA...................................................... 9 Tabel 0-2 Berekening terugverdientijd installatie TL5-armaturen........................................ 9 Tabel 0-3 Berekening terugverdientijd installatie spaarlampen ............................................ 9 Tabel 0-4Calculatie besparing per uur afschakeling luchtgroep PG5 ................................. 10 Tabel 0-5 Calculatie besparing per uur afschakeling luchtgroep IG3 ................................. 11 Tabel 0-6 Calculatie besparing per uur afschakeling luchtgroep centraal ziekenhuis ........ 11 Tabel 0-7 Calculatie besparing per uur afschakeling luchtgroep niveau -1 ........................ 12 VII

Tabel 0-8 Calculatie besparing per uur afschakeling luchtgroep consult............................ 13 Tabel 0-9 Calculatie energiewinst implementeren CO2-sensor........................................... 14 Tabel 0-10 Calculatie winst verloszalen.............................................................................. 15

VIII

Inleiding & situering Energie is een brandend actueel onderwerp. De huidige levensstijl van de mens laat de energievoorraden van de aarde meer en meer slinken. Door de steeds strenger wordende milieuwetgevingen en het duurder worden van de energie wordt de maatschappij aangezet tot een energiezuinigere levenstijl. De doelstelling van deze thesis bestaat erin om gedetailleerde voorstellen naar energiebesparende maatregelen voor het ASZ-Wetteren naar voor te schuiven. Deze doelstellingen omvatten: •

•

•

• •

Analyse energieconsumptie o Opstellen meterstructuur o Analyse energiefactuur o Voorstellen formuleren om efficiënter om te springen met elektrische en thermische energie. Analyse HVAC installatie en mogelijke verbeteringen voorstellen om het energieverbruik en de CO2 uitstoot te doen dalen. Dit door optimale sturing van de: o Verwarming o Koeling o Ventilatie Analyse verlichting installatie o Berekening aangeboden lichtdensiteit lokalen o Efficiëntere verlichting Het bestuderen van opgemeten verbruiksdata. Een basisonderzoek betreffende de rendabiliteit van hernieuwbare energiebronnen.

1

Voorstelling van het initiatiefnemend bedrijf van de thesis/stage: SIEMENS NV. Ontstaan Siemens Siemens werd in 1847 opgericht door Werner von Siemens en Johann Georg Halske onder de naam Telegraphen-Bauanstalt von Siemens & Halske. Deze kleine onderneming die oorspronkelijk enkel telegraaf lijnen bouwde in Duitsland breidde snel uit en kwam beursgenoteerd in 1897 onder de naam Siemens & Halske AG.

Ontstaan Siemens België Door de sterk internationale visie van Werner von Siemens werden snel na de oprichting internationale filialen geopend. Het eerste Siemens kantoor in België werd opgericht in 1898 onder de naam: Siemens & Halske SA, bureau Technique Bruxelles. Siemens België groeide sterk en andere filialen werden geopend. Het noodlot sloeg echter toe en een zwarte periode viel over Siemens na de 1ste wereldoorlog. Duitse bedrijven verloren immers al hun bezittingen na de 1ste wereldoorlog. Siemens verloor hierdoor 40% van zijn kapitaal en was niet kapitaalkrachtig genoeg om Siemens België verder te zetten. Echter, Siemens herrees en in 1923 werd terug een filiaal geopend in België. Het geluk was van korte duur, Siemens kreeg een 2de opdoffer toen de wereldeconomie in het slop geraakte door de beurscrash van Wallstreet in 1929. Dit leidde tot een stopzetting van de filialen in België. Pas in 1950 was Siemens terug vertegenwoordigd in België met de stichting van het “Société Nouvelle Siemens SA”. Begin de jaren ’60 werd gestart met de bouw van een fabriek lang de autosnelweg Brugge Oostende te Oostkamp. Deze fabriek zou verantwoordelijk zijn voor het aanmaken en leveren van lange afstand telecommunicatieapparatuur die daarna in Duitsland werd geassembleerd. Door het enorme succes van Siemens Oostkamp werd ook een fabriek gebouwd in Limburg, Siemens Lanklaar werd een feit. Nadien werden er nog meer vestigingen geopend in België, oa. Siemens Gent en Siemens Software te Namen.

2

Siemens België Momenteel heeft Siemens 9 vestigingen in ons land, dit goed voor samen 3 817 werknemers. Siemens-België Luxemburg is verantwoordelijk voor de volledige waardeketting van de marketing, verkoop, ontwikkeling, implementatie, installatie en het onderhoud van producten, systemen, diensten en oplossingen op de toegewezen markten. De verschillende activiteitsdomeinen van Siemens België zijn:

Information and Communications Building Technologies Transportation Lighting Industry Energy Medical Solutions

3

Voorstelling van de thesisplaats: ASZ-Wetteren

ASZ-Wetteren

Figuur 0-1 ASZ-Wetteren

Er werd begonnen met de bouw van het Emanuel ziekenhuis begin 1972 in opdracht van het OCMW te Wetteren. Echter door problemen lag de bouw stil tussen van 1976 tot 1980. Door deze vertraging opende het ziekenhuis pas zijn deuren op 14 december 1982. Het ziekenhuis fusioneerde in juli 1998 met het ASZ-Aalst en veranderde van naam naar de huidige naam: ASZ-Wetteren. Naast het Emanuel ziekenhuis werd ook het ASZ-Geraardsbergen opgenomen in de groep ASZ-Aalst. Door plaatsgebrek was men genoodzaakt om in maart 2004 van start te gaan met de bouw van een nieuwbouw. Het gelijkvloers werd opgeleverd eind september 2006, deze bevat de nieuwe consultatieruimtes. De patiëntenafdeling van het ziekenhuis telt 4 verdiepingen: 1. Materniteit 2. Heelkunde Intensieve Zorgen 3. Geriatrie – Urologie Kinesitherapie 4. Interne – Heelkunde Verspreid over deze afdelingen kan men maximaal 111 ligbedden aanbieden. Een betere factor om de bezettingsgraad van een ziekenhuis aan te duiden is het aantal ligdagen per jaar. Dit zijn al de afzonderlijke dagen die een patiënt verblijft in het ziekenhuis over alle patiënten gecumuleerd. Voor het jaartal 2005 had het ASZ-Wetteren een totaal van 3300 ligdagen.

4

1. Energieverbruik ASZ-Wetteren 1. Elektriciteit Volgende grafieken geven een zicht op het jaarlijks elektrisch verbruik van het ziekenhuis. Totaal kWh 120000

100000

80000

2001 2002 2003 2004 2005 2006

60000

40000

20000

0 januari

maart

mei

juli

september

november

Figuur 1-1 Maandelijks verbruik ASZ-Wetteren Overzicht Prijs-verbruikte kWh 120000

100000

80000

kWh totaal (10kWh) Prijs (Euro)

60000

40000

20000

0 2001

2002

2003

2004

2005

Figuur 1-2 Overzicht kostprijs per verbruikte kWh elektrisch

5

Men bemerkt een opmerkelijke stijging in het elektriciteitsverbruik na 2002. De gerenoveerde materniteit is hier waarschijnlijk de oorzaak van, deze bevat nu meer luchtgroepen dan vroeger. Ook werden er 2 grote koelgroepen bijgeplaatst op het dak.

Prijs (c/kWh) 8

7,8

7,6

7,4

Prijs (c/kWh) 7,2

7

6,8

6,6

6,4

6,2

6 2001

2002

2003

2004

2005

Figuur 1-3 Evolutie kostprijs kWh

Een opmerkelijke daling van de prijs van een kWh werd bekomen in 2003, dit kwam door de liberalisering van de energiemarkt. Er werd geen andere leverancier gekozen. Energiekost in 2005

13% ElektriciteitsKost 16% DistributieNetBeheer Vergoeding TransportBeheer 71%

Figuur 1-4 Energiekost elektriciteit in 2005

6

2. Gasverbruik Gasverbruik 2005 400.000,0

350.000,0

300.000,0

kWh

250.000,0

200.000,0

150.000,0

100.000,0

50.000,0

0,0 jan/05

feb/05

mrt/05

apr/05

mei/05

jun/05

jul/05

aug/05

sep/05

okt/05

nov/05

dec/05

Figuur 1-5 maandelijks gasverbruik in 2005

Energiekost 2005

energie distrubutie kosten federale bijdrage btw 17% 1% 8%

74%

Figuur 1-6 Energiekost gas in 2005

7

3. Waterverbruik

Waterverbruik (m3/jaar)

30000

25000

20000

15000

10000

5000

0 1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

Figuur 1-7 Evolutie van het putwaterverbruik

Het ASZ-Wetteren is aangesloten op het openbare waterleidingsnet, maar de algemene watervoorziening wordt bekomen d.m.v. putwater. Er is echter een miniem verbruik van stadswater daar dit enkel gebruikt wordt om eens per jaar de waterputten te spoelen. In de toekomst wordt hiervoor hemelwater gebruikt. Men kan een sterk gereduceerd waterverbruik waarnemen in 2004, dit komt door de grote inspanningen van het ziekenhuis door onder andere wc’s met spaarknoppen te plaatsen. Deze werden voorzien op het 4de en 2de verdiep van de patiënten afdeling. Tevens werd in de keuken de vaatwasser afgesloten in 2003.

8

4. Benchmark Een benchmark is een methode om energieverbruiken van verschillenden gebouwen met elkaar te kunnen vergelijken. De benchmark gegevens voor ziekenhuizen werd verkregen van SenterNovem.

Tabel 1-1 Benchmark gegevens1 Gas (m³/(m²/jaar)) 20% 50% 80% 16 50 85

Elektriciteit (kWh/(m²/jaar)) 20% 50% 80% 26 95 164

Uit de tabel kan er afgeleid worden dat 50% van de ziekenhuizen een gasverbruik hebben van minder of gelijk aan 50m³/(m²/jaar) en een elektriciteitsverbruik van minder of gelijk aan 95 kWh/(m²/jaar). Het ASZ-Wetteren heeft een specifiek gasverbruik van 25,235 m³/(m²/jaar) en een specifiek elektriciteitsverbruik van 120,96 kWh/(m²/jaar). Hiermee is het ziekenhuis qua gasverbruik beter dan 50% van in de benchmark opgenomen ziekenhuizen. Het elektriciteitsverbruik is echter aan de hoge kant en is te vergelijken met 80% van de in de benchmark opgenomen ziekenhuizen.

1

SenterNovem, 15/05/2007, http://www.senternovem.nl/kompas/kompas_aanpak/monitoring/cijfers_en_tabellen_2007.asp

9

5. Monitoring

In het ziekenhuis zijn slechts de hoofdmeters aanwezig. Om een beter zicht te krijgen op het verbruik van elektriciteit in het ziekenhuis werd volgende meterstructuur voorgesteld aan de directie.

Figuur 1-8 Principeschema monitoring

Wegens de complexiteit van aansluiten kan in de realiteit geen opsplitsing gemaakt worden tussen de oud en nieuwbouw. Na overleg werd gekozen om twee bijkomende meters te voorzien in het ziekenhuis. Er werd gekozen om een debietmeter te plaatsen op de toevoer van warm water naar de warmtewisselaars die het sanitair warm water opwekken. Samen met de vertrek- en retourtemperatuur kan men dan berekenen hoeveel thermische energie deze installatie verbruikt. Vervolgens werd geopteerd om het verbruik van de 2 grote koelgroepen op het dak van het ziekenhuis te meten. Deze zijn nu geïnstalleerd en actief in het ziekenhuis.

10

2. Gebouwenschil 1. Inleiding De zijgevel van het ziekenhuis werd onlangs voorzien van een vliesgevel. Tegen de bestaande gevel werd een gevel bijgeplaatst zodoende het ziekenhuis een moderner uitzicht te geven.

Figuur 2-1 Vliesgevel ASZ-Wetteren

Met de plaatsing van deze vliesgevel werden alle ramen vervangen en werd er gekozen om superisolerende beglazing met zonnewerende deklaag te plaatsen. Ook werd er extra isolatie voorzien. Voor de plaatsing van deze vliesgevel werd een subsidie ontvangen van € 35 000.

2. Calculatie energiewinsten Voor we de energiewinsten kunnen calculeren moeten we eerst kennis hebben van de oorspronkelijke en gerenoveerde situatie, deze zijn gegeven in de volgende figuren2.

Oorspronkelijke samenstelling gebouw

1cm pleister 4cm Heraklith 10cm beton Binnen Buiten

Figuur 2-2 Oorspronkelijke samenstelling muur 2

Heraklith is een grijze cementgebonden houtwol bouwplaat met universele eigenschappen zoals: warmteisolatie, geluidsisolatie en brandweerstand.

11

Samenstelling muur nieuw ontwerp

10cm Beton 4cm Heraklith Gedurende 30cm 4cm dik rockwool 434 Lucht 1cm Pleister

glas binnen

Figuur 2-3 Samenstelling nieuwe muur

Men kan de volledige vliesgevel verdelen in volgende modules, waarbij bij het onderste en bovenste verdiep de oppervlaktewaarde van het paneelglas, stopray silver + black pearl, wijzigt.

Glaverbel Thermobel Stopray silver 43/25

A= 5,669505 m2

Glaverbel Thermobol Stopray silver + Black pearl

A= 5,06844

m

2

Figuur 2-4 Schema verdeling glasoppervlakte

Volgende parameters zijn eveneens van belang: Gebruikte formules

φ = k . A.(T 1 − T 2 ) 1 1 δ Rw = + +∑ α 1. A α 2. A λ.A ∆T φ = Rw

φ λ α Rw δ Α Τ

λ-waarden gekende stoffen beton 0,837 W/mK Heraklith 0,07 W/mK warmtestroom Pleister 0,3 W/mK warmtegeleidingscoëfficient Lucht 0,025 W/mK U-waarde Rockwool 0,034 W/mK thermische weerstand Dikte U-waarden van de gekende stoffen oppervlakte Dubbelglas 2,8 W/m²K temperatuur Stopray silver 43/25 1,1 W/m²K Stopray silver + Black pearl 1,9 W/m²K

Figuur 2-5 Overzicht paramaters

Met deze gegevens kan men calculeren dat de warmtewinst per jaar voor het plaatsen van een dergelijke vliesgevel bij de patiëntenverblijven 103 444,5 kWh is of € 3 620. Bij plaatsing van een vliesgevel aan de oostelijke gevel kan men wegens gelijkvormigheid dezelfde warmtewinst verwachten.

12

3. Opmerking 3.1. Ramen De hoofdbeglazing werd vervangen door beglazing afkomstig van de firma Glaverbel, type thermobel stopray Silver. Deze beglazing combineert een zonwerende functie in de zomer met een versterkte isolatiefunctie in de winter. Door de lage warmtedoorlaatbaarheid, U = 1,1 W/m².K, spreken we van hoogrendementsbeglazing.

Figuur 2-6 Eigenschappen geïnstalleerd glaswerk3

3.2. Coatings4 Een coating of oppervlaktebehandeling wordt vaak aangebracht op ramen. In dit geval is het een zonwerende laag die aangebracht wordt aan het raam. Hierbij wil men specifiek de zonsverduisteringluifels aan de buitenkant van het gebouw vermijden, deze zijn enorm schadegevoelig bij gure buitenomstandigheden, echter energetisch is dit een veel betere oplossing dan een coating aangebracht op de beglazing. (Energiereflectie van de zon soms meer dan 98% vs. 49%) Men heeft hierin 2 keuzes, of men laat de coating aanbrengen bij de glasfabrikant of men brengt achteraf een coating aan. Er werd een korte studie opgestart om te onderzoeken welke 2 technieken energetisch het voordeligst zou zijn. Een eerste belangrijk punt is, door het aanbrengen van een coating verbetert men niet de isolatiefactor van het raam. Enkel de lichttransmissie, lichtreflectie enz. zijn afhankelijk van de coating. 3

Myglaverbel.com, 15/05/2007, http://www.myglaverbel.nl/products/structurelist.html?dettyp=p&enoid=11119 4 In de bijlage vindt men meer informatie over coatings.

13

Indien men de oorspronkelijke beglazing wil behouden is er enkel de mogelijkheid om achteraf een coating aan te brengen. Indien men kiest voor een totaal nieuwe beglazing laat men best bij de fabrikant de coating aanbrengen. De coating wordt immers aangebracht in de luchtspouw waardoor er minder energieabsorptie in het glas plaatsvindt. Bij achteraf coaten plaats men een folie aan de binnenkant van het gebouw op de bestaande beglazing, hierdoor wordt echter meer energie geabsorbeerd in de beglazing.

3.3. Ventilatieroosters In de vliesgevel werden telkens boven de ramen ventilatieroosters voorzien. Deze zijn van het type Renson TH45.

Figuur 2-7 Renson TH455

Deze hebben een debiet van 25 m³/h/m. Per kamer zijn er 3 ventilatieroosters van 84 cm. Het totale debiet per kamer bedraagt hierdoor 63 m³/h. De Belgische ventilatienorm NBN50-001 beschrijft een minimaal debiet van 25 m³/h voor een slaapkamer en 75 m³/h voor een woonkamer. Een aantal zaken dienen opgemerkt te worden: -

-

5

De regeling van de ventilatieroosters (open/gesloten) is moeilijk bereikbaar. Men moet immers rechtstaan op de vensterbank om deze ventilatieroosters te gebruiken. Dit kan makkelijk opgelost worden door een koordbediening eraan vast te haken. Deze ventilatieroosters zijn van het type niet zelfregelend, het debiet neemt toe als de winddruk toeneemt.

Renson,15/05/2007, http://www.renson.be/nl/producten/

14

Oplossing Renson brengt ook zelfregelende ventilatieroosters op de markt. Het doorgevoerde debiet doorheen het ventilatierooster is bijna onafhankelijk van de winddruk. Deze oplossing is energie-efficiënter dan een niet zelfregelende ventilatierooster. De mate van zelfregelendheid van een klep wordt uitgedrukt in een klasse P0, niet zelfregelend, tot P4, zeer goed zelfregelend.

Figuur 2-8 Zelfregelende klep6

De werking geschied door een zelfregelende klep die een constante luchtstroom garandeert onafhankelijk van het drukverschil. Een drukverschil van 40Pa is gelijk aan een windsnelheid van 46km/h, een drukverschil van 16 Pa komt overeen met een windsnelheid van ong. 30km/h.

Zelfregelende klep Figuur 2-9 Werking zelfregelende klep7 6 7

Renson,15/05/2007, http://www.renson.be/nl/producten/ Renson,15/05/2007, http://www.renson.be/nl/producten/

15

Voorstel Uitgaande van de huidige situatie, 3 ventilatieroosters van 25m³/h/m, beschikt men bij Renson over twee gelijkaardige zelfregelende ventilatieroosters, namelijk de AR60 en AR75. Een vergelijk vindt men terug in de volgende tabel:

Tabel 2-1 Vergelijk zelfregelende ventilatieroosters

Debiet [m³/h/m] Zelfregelendheidsklasse Kostprijs ten opzichte van Renson TH 45 Ventilatieroosters nodig per kamer [3 vensters]

Renson AR60 Renson AR 75 42 56/70/81/106 < P3 P4 2x

3x

2

1

Besluit Uit de tabel kan men afleiden dat men bij het ontwerp van de oostelijke vliesgevel best kiest om een ventilatierooster type AR75 te plaatsen. Hoewel het ventilatierooster 3x duurder is dan het huidige gebruikte systeem heeft men 3x minder ventilatieroosters nodig. Dit type ventilatierooster is regelbaar in verschillende debieten, hierdoor kan de patiënt bij nood aan ventilatie een hoger debiet selecteren. Een bijkomend voordeel is de hoge zelfregelendheidsklasse P4 ten opzichte van de AR60.

4. Conclusies •

•

Door het plaatsen van een vliesgevel bespaart men jaarlijks 103 444,5kWh thermische energie of € 3 620. Voor de bouw van deze vliesgevel werd een subsidie ontvangen van € 35 000. Men kiest best voor ventilatieroosters met een zelfregelende klep, bij toenemende druk is het debiet doorheen het ventilatierooster constant. Door de zelfregelende klep zullen er ook minder warmteverliezen zijn, maar dit is moeilijk in getallen uit te drukken.

16

3. Verlichting

1. Inleiding De manier waarop we verlichten is cruciaal als we energie willen besparen. Immers door het grote geïnstalleerde lichtvermogen in het ziekenhuis is het noodzakelijk om de juiste verlichting aan te brengen. Verhouding geinstalleerde lichtvermogen optim.

TL

Gloeilamp

16%

42%

42%

Figuur 3-1Verhouding geïnstalleerd lichtvermogen

Figuur 3.1 geeft een duidelijk beeld weer over de mate waarop de verlichting nu gebeurt in het ASZ-Wetteren. Het blauwe gedeelte is de al geoptimaliseerde verlichting, tot deze groep behoren spaarlampen, TL5-armaturen en TLD-armaturen met elektronische starter. Men kan hieruit afleiden dat het ziekenhuis reeds grote inspanningen geleverd heeft om een optimale verlichting toe te passen. Tot de groep TL behoren de TL verlichting met magnetische ballast, meer informatie volgt verder. De gele groep is de groep van de gloeilampen. Energetisch gezien zijn deze het minst rendabel en moeten deze dus dringend vervangen worden door alternatieven. Figuur 3.2 geeft een beeld weer van de gebruikte lampen in het ziekenhuis. De overgrote groep bestaat uit spaarlampen. Men gebruikt deze in een speciaal ontworpen armatuur zodanig dat men een spoteffect genereert.

17

Type

TL-buizen Philips

Super 80 Super 80 Super 80 Super 80 Super 80

Osram

TL-D/840 TL-D/840 TL5 TL5 TL5 TL TL TL

P (W) 58W/840 36W/840 HE/840 HE/840 28W/830 HE L18W/20 L18W/31-830 L20W/20 SA

Type

Spaarlampen

58 36 14 54 28 18 18 20

Lichtsterkte (lumen) 5200 3350 1200 4450 2600 1150 1350 /

lumen/watt

STARTER

89,7 93,1 96,0 93,0 104,0 63,9 75,0 /

Philips S10 220/240V 4-65W (for 220-240V, 18W single)

Philips S10 220/240V 4-65W (for 220-240V, 18W single)

P(W)

Lichsterkte (lumen)

lumen/watt

Electronische starter aanwezig

Energie klasse

Philips

Master Master Master

PL-C PL-T PL-L

18W/840 4P 18W/840 4P 18W/840 4P

18 18 18

1800 1200 1200

100,0 66,7 66,7

nee ja nee

B B B

Osram

Dulux

D/E D/E F S L

G24q-2 18W G24q-3 26W 36W/840 G23 2G11/18W/31-830

18 26 36 9 18

1800 2800 600 1200

69,2 77,8 66,7 66,7

nee nee nee nee nee

A B B A /

Figuur 3-2 Gebruikte lampen in het ASZ-Wetteren

2. Efficiënte verlichting

2.1.Gloeilicht vs Spaarlamp De commerciële gloeilamp werd uitgevonden rond de eeuwwisseling en produceert licht door het verhitten van een wolfraam weerstanddraad. Hierbij wordt slechts 5 % licht ontwikkeld ten opzichte van 95 % warmte. Deze ontwikkelde warmte is véél duurder dan opgewekte warmte van een moderne condensatieketel. De energetisch efficiëntste oplossing voor dit probleem is gebruik makende van compact fluorescentie lampen, de spaarlamp. Spaarlampen hebben hetzelfde werkingsprincipe als een TL-lamp maar deze worden zo gebouwd dat ze in een gewone fitting passen van een gloeilamp. Net als een TL-armatuur hebben deze lampen een starter ingebouwd. Deze is nodig om de ontsteekspanning te kunnen generen voor het inwendig aanwezig gas in een TL-buis. Er bestaan echter 2 soorten spaarlampen. Deze met ingebouwde starter en deze zonder ingebouwde starter. Een starter gaat immers veel langer mee dan de spaarlamp. Door te kiezen voor spaarlampen met een externe starter spaart men telkens een starter uit wanneer een lamp kapot is. Hierdoor belast men minder het milieu en is de spaarlamp iets goedkoper in aanschaf. De installatie van een dergelijk armatuur met aparte starter is wel duurder dan een klassieke armatuur

18

2.2.TL-verlichting 2.2.1.Inleiding Een TL-buis is gevuld met een mengsel van een edelgas, argon – krypton, en een kwikdamp. Aan elk van de uiteinden bevindt er zich een elektrode. Wanneer er een voldoende groot potentiaalverschil aangebracht is tussen beide elektroden, en er genoeg vrije elektronen in het medium aanwezig zijn, ontsteekt de TL en straalt ze een ultraviolet licht af. Deze ultraviolette straling wordt door de fluorescente laag aan de binnenkant van de TL omgezet in zichtbaar licht. 2.2.2. Ontsteking TL armatuur

Figuur 3-3 Schema voorschakel apparatuur TL-lamp8

Om te weten waar we energie kunnen besparen bij een TL-lamp moeten we eerst weten hoe deze praktisch werkt. In figuur 3-3 is waar te nemen dat er in serie met de TL een ballast staat. Deze staat in voor de stroombegrenzing doorheen de TL-armatuur en speelt eveneens een rol bij het doorslaan van het gasmedium. In serie met de TL vinden we een elektromagnetische starter. Wanneer de stroom die door de starter vloeit onderbroken wordt, zal de spoel proberen om deze te onderhouden. Deze levert de ontsteekspanning die noodzakelijk is voor de ontsteking van het gasmengsel in de TL-buis. Eenmaal de boogspanning of ontsteekspanning is bereikt blijft de stroom vloeien in de TL-buis. Het hierboven besproken systeem noemen we een elektromagnetische ballast. Het is duidelijk af te leiden dat deze energetisch niet uitzonderlijk rendabel is. Deze spoel blijft immers stroomvoerend tijdens de werking van de TL-lamp en verbruikt dus nodeloze energie in bedrijf door zijn ijzerverliezen en jouleverliezen.

8

Figuur afkomstig van: Wikipedia,15/05/2007, http://nl.wikipedia.org/wiki/Fluorescentielamp

19

2.2.3. Elektronische voorschakelapparatuur9 Er is echter een betere oplossing dan de elektromagnetische ballast om een TL-armatuur aan te sturen: de elektronische ballast. Een elektronische ballast voedt een TL- armatuur met een hoge frequentie, >20khz. Hierdoor kunnen de TL-lampen flikkervrij ontsteken. Doordat de elektronische ontsteking minder actief verliesvermogen opneemt dan een conventionele elektromagnetische ballast, verkrijgt de verlichting een hoger rendement. Door een elektronische ballast te gebruiken stijgt de levensduur van de TL. Deze elektronische ballast fungeert als starter en als stroombeperkend element. Elektromagnetische Ballast BTA 36W Ballast 18W Ballast 36W U (V) 230,00 230,00 I (A) 0,37 0,43 cos j 0,41 0,48 P (W) 34,89 47,47 lm/W 38,69 70,57

Ballast 58W 230,00 0,67 0,50 77,05 67,49

Figuur 3-4 Vermogen opname conventionele ballast

Uit figuur 3-4 kan men afleiden dat het opgenomen vermogen om een gebruikelijke TL van 36W te voeden veel groter is dan de vermoedelijke 36W. Men heeft een verliesvermogen van 11,5W per geïnstalleerde TL. De Basic II elektronische ballast heeft minder verliezen, deze is enkel geschikt voor lampen die slechts maximum 3x hoeven te starten op een dag. De High Performer II is meer aangewezen voor het ASZ-Wetteren en gebruikt men momenteel in het ASZ-Aalst.

Elektronische Ballast Basic II Lamp # TL-D 36 1,00 TL-D 36 2,00 TL-D 58 1,00 TL-D 58 2,00

Type ballast System P (W) HF-B 136 TLD 37,00 HF-B 236 TLD 70,00 HF-B 158 TLD 57,00 HF-B 258 TLD 110,00

Lamp P (W) 34,00 33,50 53,00 52,00

Ballast Losses (W) 3,00 3,00 4,00 6,00

rendement (%) 0,92 0,96 0,93 0,95

lumen 3350,00 3350,00 5200,00 5200,00

High Performer II Lamp # TL-D 18 1,00 TL-D 18 2,00 TL-D 36 1,00 TL-D 36 2,00 TL-D 58 1,00 TL-D 58 2,00

Type ballast System P (W) HF-P 118 TLD 19,00 HF-P 218 TLD 37,00 HF-P 136 TLD 37,00 HF-P 236 TLD 70,00 HF-P 158 TLD 56,00 HF-P 258 TLD 107,00

Lamp P (W) 16,50 16,50 34,00 33,00 51,50 50,50

Ballast Losses (W) 2,50 3,50 3,00 4,00 4,50 6,00

rendement (%) 0,87 0,89 0,92 0,94 0,92 0,94

lumen 1350,00 1350,00 3350,00 3350,00 5200,00 5200,00

Figuur 3-5 Technische gegevens elektronische ballast 9

Alle informatie hieromtrent werd bekomen van Philips Lighting, 15/05/2007, http://www.lighting.philips.com/

20

2.2.4.TL510

TL5-armaturen zijn de nieuwste generatie TL-lampen die meer lichtstroom leveren zonder dat het energieverbruik toeneemt. De voornaamste eigenschap van deze TL is dat ze een kleinere diameter hebben van 16 millimeter, t.o.v. een gewone TLD; diameter 28mm, en hierdoor een beter ethische waarde hebben. Een ander vergelijkpunt tussen TL5 en gewone TLD’s is de uitdrukking Lm/Watt of de specifieke lichtstroom. Het aantal lumen (lm) is de hoeveelheid licht die een bepaalde lichtbron per seconde uitstuurt. In figuur 3.6 kan men waarnemen dat het aantal Lm/Watt bij TL5-lampen hoger ligt.

U (V) I (A) Lm P (W) lm/W cd/m² €/lamp

TL-D 18W 59,00 0,36 1350,00 18,00 75,00 1,00 2,00

TL-D 36W 103,00 0,44 3350,00 36,00 93,06 1,25 2,00

TL-D 58W 111,00 0,67 5200,00 58,00 89,66 1,50 2,50

TL5-14W 83,00 0,17 1200,00 14,00 96,00 1,70 3,75

TL5-28W 166,00 0,17 2600,00 28,00 104,00 1,70 3,75

TL5-35W 208,00 0,17 3300,00 35,00 104,00 1,70 4,00

TL5-54W 118,00 0,46 4450,00 54,00 93,00 2,80 4,70

Figuur 3-6 Vergelijk TLD-TL5

TL5-lampen zijn geoptimaliseerd om bij een hogere temperatuur hun maximale lichtopbrengst te bereiken. Deze hogere temperatuur is meer aannemelijk in gesloten armaturen vermits TL-lampen na een lange tijd ook opwarmen. De vraag blijft of in een open armatuur de temperatuur boven de kamertemperatuur ligt.

Figuur 3-7 Temperatuur ifv de uitgezonden lichtstroom

10

Alle informatie hieromtrent werd bekomen van Philips Lighting, 15/05/2007, http://www.lighting.philips.com/

21

HF perfomer Lamp # TL5 HE 14 1,00 TL5 HE 14 2,00 TL5 HE 28 1,00 TL5 HE 28 2,00 TL5 HE 35 1,00 TL5 HE 35 2,00 TL5 HO 49 1,00 TL5 HO 49 2,00 TL5 HO 54 1,00 TL5 HO 54 2,00

Type ballast HF-P 1 14-35 TL5 HE HF-P 2 14-35 TL5 HE HF-P 1 14-35 TL5 HE HF-P 2 14-35 TL5 HE HF-P 1 14-35 TL5 HE HF-P 2 14-35 TL5 HE HF-P 149 TL5 HO HF-P 249 TL5 HO HF-P 154 TL5 HO HF-P 254 TL5 HO

System P (W) 18,00 32,00 33,00 62,00 40,00 77,00 56,00 111,00 61,00 118,00

Lamp P (W) 15,00 15,00 30,00 29,00 36,00 35,00 51,00 51,00 55,00 55,00

Ballast Losses (W) 2,60 2,80 3,50 5,00 3,40 6,70 4,80 8,80 6,00 8,00

rendement (%) 0,83 0,94 0,91 0,94 0,90 0,91 0,91 0,92 0,90 0,93

lumen 1440,00 1440,00 3020,00 3020,00 3750,00 3640,00 5100,00 5100,00 5125,00 5125,00

Figuur 3-8 Elektronische ballasten voor TL5-lichten

Door de karakteristieke kenmerken van een TL5-armatuur, een TL5 werkt onder een lagere stroom en spanning dan de conventionele TLD, vereist deze lamp een andere ballast. Het nadeel is echter dat er bij Philips nog geen HF performer II-ballasten beschikbaar zijn voor het specifieke bereik van wattage gebruikt in het ASZ-Wetteren. De gewone HF performer-ballast heeft een hoger verlies dan de HF performer II.

Balast Elektromagnetisch 1*18W 2*36W 2*58W Elektronisch 1*18W 2*36W 2*58W TL5 1*14W 2*28W 2*49W 2*54W

Pverlies (W)

Ptoevoer (W)

16,89 11,47 19,05

34,89 94,944 154,1

2,5 4,00 6,00

19,00 70,00 107,00

Besparing (W) 15,89 24,94 47,10

2,60 5,00 8,80 8,00

18,00 62,00 111,00 118,00

16,89 32,94 43,10 36,10

% 45,54 26,27 30,56 48,41 34,70 27,97 23,43

Figuur 3-9 Vergelijk TL totaalsystemen

Door enkel de magnetische ballasten te vervangen door elektronische voorschakelapparatuur kan men waarnemen dat men een besparing verkrijgt van 26,27% voor een veel voorkomende 2x36W TL-armatuur. Als men deze vervangt door een TL5 oplossing bespaart men 34,70%. Echter bij 2x58W TL-armaturen kan men deze vergelijking niet doortrekken, men bespaart minder energie wanneer men de energie gunstigere TL5-armatuur zou plaatsen in plaats van een gewone TLD-armatuur met elektronische voorschakelapparatuur. Dit komt door het feit dat Philips nog geen rendabelere HF Performer II aanbiedt voor TL5-armaturen. Hierdoor is het ballastverlies groter dan bij conventionele TL-armaturen geschakeld door een HF Performer II elektronische balast.

22

3. Licht besparing

Gebruikte lichtbronnen nieuwbouw Gebruikte lichtbronnen oudbouw TL 4%

optim. 19%

Gloeilamp 23%

Gloeilamp 0%

optim. TL Gloeilamp

optim. 96%

TL 58%

Figuur 3-10 Vergelijk gebruikte lichtbronnen nieuw-, oudbouw

Als we een zicht willen hebben op de te optimaliseren lichtbronnen, hebben we een algemeen overzicht nodig van de geïnstalleerde lichtbronnen. Zo kunnen we waarnemen dat er in de oudbouw voor 71% van de totale lichtinfrastructuur economischere oplossingen bestaan. In de nieuwbouw is er een goede studie vooraf gebeurd van de te plaatsen lichtpunten, zelf kunnen we maar een 4% betere oplossing aanbieden. Deze bestaat hier vooral in het vervangen van gewone TLD-armaturen door gelijksoortige TL5-armaturen.

23

3.1 Calculatie besparing oudbouw 3.1.1.Besparing optimalisering TL-armaturen

TL Licht 36W 58W 18W

P(W) 15984 8700 1854

Benuttigingsfactor 0,75 0,70 0,70

# 444 150 103

Porigineel aanwezig 23185,32 12713,25 3953,04 39851,61

# +10% 488 165 113 som

Branduren per dag 12,00 12,00 4,00

Branduren per jaar 4380,00 4380,00 1460,00 som

P elek balast 17094,00 8827,50 2152,70 28074,20 Besparing [elek] (kwh) 20006,79 11913,71 1839,94 33760,45

P TL5 15140,40 9735,00 2039,40 26914,80 Besparing [TL5] (kwh) 26424,37 10901,93 1955,74 39282,04

Figuur 3-11 Besparing optimalisering TL-armaturen

Er werd een correctiefactor van 10% ingevoerd, niet alle armaturen konden geteld worden door bv. gesloten lokaal, consultatie bezig ... Moesten alle aanwezige TL-armaturen in de oudbouw geoptimaliseerd worden door plaatsing van een elektronische ballast in plaats van een magnetische ballast zou er jaarlijks al een elektriciteitsbesparing zijn van 33 760,45 kWh. Indien de oplossing van TL5 echter aangewend wordt, is er jaarlijks een besparing van 39 282,04 kWh. Een maximale besparing van 40 294 kWh kan echter verkregen worden door de TL-lampen van 36W en 18W te vervangen door TL5-armaturen en de 58W-armaturen enkel te voorzien van een elektronische ballast. 3.1.2.Besparing optimalisering gloeilicht • 15W gloeilamp # Σ 91,0 1365,0

Vervangen van een gloeilamp 15W door een 3W-spaarlamp 3W spaarlamp # Σ 91,0 273,0

Besparing (W) 1092,0

# branduren per dag Benuttigingsfactor 12,0 0,75

branduren per jaar 4380,0

Besparing [elek] (kwh) 3587,2

Figuur 3-12 Besparing 3W-spaarlamp

•

40W gloeilamp # Σ 28 1120

Vervangen van een gloeilamp 40W door een 7W-spaarlamp

7W spaarlamp # Σ 28 196

Besparing (W) 924

# branduren per dag 4,0

benuttigingsfactor 0,55

branduren per jaar 1460

Besparing [elek](kwh) 741,972


24

•

60W gloeilamp # Σ 19,0 1140,0


15W spaarlamp # Σ 19,0 209,0

Besparing 931,0






•

80W gloeilamp # Σ 82,0 6560,0


18W spaarlamp # Σ 82,0 1476,0

Besparing 5084,0






Door het vervangen van alle gloeilampen verkrijgen we een totale jaarlijkse besparing van 9 901,5 kW. 3.1.3.Besluit Indien men alle aangebrachte besparingsmaatregelen aanbrengt, kan men een elektrische besparing in de oudbouw realiseren van 50 195,32kWh per jaar.

3.2.Calculatie besparing nieuwbouw Door de recente bouw en de sterke energie-efficiënte ingesteldheid van de bouwheer, kan er niet veel opgemerkt worden over de lichtbronnen in het ASZ-Wetteren. Elk van de geïnstalleerde TL-lichtbronnen bezit immers al een elektronisch voorschakelapparaat. Om een nog hogere energie efficiëntie te hebben kan misschien in de toekomst alle gewone TL’s vervangen worden door TL5’s. Hierdoor zou men een energiewinst verkrijgen van 393,33 kWh per jaar.

25

4. Bemerkingen

4.1. Gemeten verlichtingswaarden Om een beeld te krijgen van de verlichtingswaarden in het ziekenhuis werd een lichtmeting georganiseerd. De meting werd uitgevoerd ’s nachts. Hierdoor krijgen we een goed beeld van de verlichtingswaarden omdat we geen rekening moeten houden met binnenvallend extern licht.

Gemeten verlichtingssterkte gang verdiep 4 800

Gemeten Lux waarde Gemiddelde Lux waarde

700

600

Lux

500

400

300

200

100

0

Figuur 3-16 Verlichtingssterkte gang verdiep 4

26

Gemeten verlichtingssterke gang verdiep 3


120

100

Lux

80

60

40

20

0



Gemeten Lux waarde Gemiddelde Lux waarde 600

500

Lux

400

300

200

100

0


27


350


300

Lux

250

200

150

100

50

0

Figuur 3-19 Verlichtingssterkte gang verdiep 1 Gemeten verlichtingssterkte gang radiologie 500

Gemeten Lux waarde Lineair (Gemeten Lux waarde)

450

400

350

Lux

300

250

200

150

100

50

0

Figuur 3-20 Verlichtingssterkte gang radiologie

28

De norm EN 12464-111, die de minimale verlichtingssterktes beschrijft in verschillende ruimtes, vermeldt dat de minimale verlichtingssterkte in een gang minimum 100 Lux bedraagt en gemiddeld 150 Lux. De gemeten waarden blijken speciaal voor verdiep 4, dat onlangs gerenoveerd is geweest, hoger te liggen dan de vooropgestelde 150 Lux. De gemiddelde waarde ligt rond de 300 Lux, wat ongeveer de waarde is die Dialux voor ons berekende. Meer hierover in het volgende puntje. De verlichtingssterkte op het 3de verdiep is opmerkelijk minder, dit komt door de plaatsing van armaturen die slechts 1 enkele TL bevatten. Dit verdiep wordt in de nabije toekomst gerenoveerd. De verlichting op verdiep 1 is optimaal gedimensioneerd, de gemiddelde Lux-waarde bedraagt ongeveer 150 Lux, die de voorgeschreven norm is.

4.2. Oplossing verlichting gangen Als voorbeeld neemt men het 4de verdiep dat onlangs volledig vernieuwd is, omdat dit ontwerp waarschijnlijk zal toegepast worden bij verdere renovatie van de andere verdiepen. Zoals in figuur 3.21 zijn de verlichtingsarmaturen geplaatst volgens de breedte van de gang. Dit is echter geen goede oplossing, een betere oplossing is de armaturen te plaatsen in de lengterichting van de gang. Dit en gebruik makend van hoogwaardige TL5 armaturen kan een ernstige energiebesparing teweegbrengen.

Figuur 3-21 Aanzicht oorspronkelijk gang

Een vergelijk werd gemaakt via het programma Dialux. Indien men de oorspronkelijke gang bekijkt, 16x armaturen 2x36W TLD, calculeerde Dialux een totaal lichtvermogen van 1120W. Het specifieke vermogen bedraagt 7.86 W/m² of 2.75 W/m²/100 lx. Wanneer men een geoptimaliseerd model toepast, 16 armaturen 1x28W TL5, verkrijgt men een totaal licht vermogen van 528W en een specifiek vermogen van 3.70 W/m² of 2.34 W/m²/100 lx. 11

In de bijlage vindt men de voorschriften van deze norm voor ziekenhuizen.

29

Indien men deze opstelling effectief toepast op de 3 verdiepen kan men een jaarlijkse besparing realiseren ten opzichte van de oospronkelijke situatie van 15 557,76 kWh of € 1 089,0432. Indien men vertrekt vanaf een installatie met enkel TL5 in plaats van TLD bespaart men 12 193,92 kWh. Bij renovatie van een verdiep wordt het ziekenhuis aangeraden deze opstelling te verkiezen.

Figuur 3-22 Aanzicht geoptimaliseerde gang

Bij de berekening werd rekening gehouden met de Norm EN 12464-1. Dialux berekende een gemiddelde oorspronkelijke verlichtingswaarde van 286 Lux met een Es/Egem van 0.5, dit komt overeen met de realiteit. De verhouding Es/Egem is de verhouding van de laagste verlichtingssterkte ten opzichte van de gemiddelde verlichtingssterkte. Hieruit kan men concluderen dat de eerste opstelling een mindere egalere lichtverdeling heeft, wat men terugvindt in de verlichtingssterkte meting van het 4de verdiep. Men bemerkt de hoge en lage pieken in verlichtingssterkte. De geoptimaliseerde opstelling bereikt een gemiddelde verlichtingswaarde van 159Lux en een Es/Egem van 0.65. De tweede opstelling heeft een betere lichtverdeling tot gevolg.

30

4.3. Verlichting nieuwbouw Op het gelijkvloers van de nieuwbouw, waar de consultaties plaatsvinden, werd voor de gemeenschappelijke ruimtes gekozen voor de installatie van spaarlampen. Deze werden geplaatst in een armatuur van Zumtobel, waardoor een modern spoteffect van verlichting gecreëerd wordt. Door dit spoteffect verkrijgt men een niet egale verlichtingsverdeling. De gemeten verlichtingssterkte verschilt sterk plaats tot plaats, zoals waar te nemen in figuur 3-24.

Figuur 3-23 Wachtruimte consultaties

De gemeten lichtsterkte in de consultatieruimte bedraagt gemiddeld ongeveer 350 Lux. Hier geldt echter niet de regel van 150 Lux omdat men hier kan spreken van een leeszaal, de mensen die wachten hebben de mogelijkheid om een tijdschrift te lezen, de vooropgestelde lichtsterkte voor een leeszaal is 300 – 500 Lux waarmee de gemeten verlichtingssterkte tussen de grenzen valt.

Gemeten verlichtingssterkte gelijkvloers nieuwbouw 800

Gemeten Lux waarde 700

Gemiddelde Lux waarde 600

Lux

500

400

300

200

100

0

Figuur 3-24 Gemeten verlichtingssterkte

31

4.4. Korte studie vergelijk spaarlamp – TL5 Er werd een korte studie uitgevoerd om te bepalen welke van de twee verlichtingsmethoden het meest efficiënt zijn. Er werd gekozen voor een grote ruimte om het weerkaatsingdefect te minimaliseren van de muren, deze grote ruimte, 100meter op 100meter, werd ingeladen in Dialux. Het opzet was om met beide verlichtingsmethoden, een minimale verlichtingssterkte te garanderen van 100 Lux en een gemiddelde verlichtingssterke van 150 Lux. De resultaten in Dialux waren:

Figuur 3-25 Spaarlamp

Figuur 3-26 TL5 verlichting

32

Zoals men kan waarnemen is TL5-verlichting het meest efficiënt. Bij spaarlampverlichting is er een specifiek vermogen van 2,70 W/m²/100 Lx berekend, terwijl met TL5-verlichting er een specifiek vermogen van 1,94W/m²/100 Lx berekend werd. Hiermee is aangetoond dat de beste keuze bij ontwerp van een ruimte TL5-verlichting is. De keuze van armatuur zal hier echter een sterk beïnvloedbare factor zijn.

4.5. Sluimerverbruik beperken.

Figuur 3-27 Voorbeelden sluimerverbruik

Om het sluimerverbruik te beperken kan er gewerkt worden met aanwezigheidsmelders of lichtsensoren. Lichtsensoren meten de aanwezige lichtsterkte, wanneer de verlichtingssterkte daalt onder een vooraf bepaald niveau dan schakelt deze de armatuur automatisch in. Een combinatie van deze 2 toestellen kan toepast worden op de noodtrappen. Hier branden de lichten continu. Aan de inkom van het ziekenhuis brandt er 24/24 licht, dit zou men gemakkelijk kunnen afschakelen gedurende de dag gebruik makende van een lichtsensor. Tabel 3-1Voorbeeld berekening wat men kan besparen met een aanwezigheidsmelder12

Toilet nieuwbouw Algemene inkom Noodtrappenhal 1 Noodtrappenhal 2

12

kWh 1257 768 1244 1658 4927

€ 87,99 53,76 87,08 116,06 344,89

Hierbij werd het eigenverbruik van de aanwezigheidsmelder verwaarloosd.

33

5. Conclusies •

TL-verlichting

Het verbruik door TL-verlichting kan gereduceerd worden door middel van het plaatsen van elektronische voorschakelapparatuur of T5-armaturen. Volgende tabel toont de terugverdientijden. Hierbij werd rekening gehouden met arbeidskosten om het voorstel te implementeren. Tabel 3-2 Terugverdientijd optimaliseren TL verlichting13

18W 36W 58W

Jaarlijkse besparing (kWh) 1839 20006,79 11913,71

18W 36W 58W

Jaarlijkse besparing (kWh) 1955,74 26424,37 10901,93

TL verlichting EVSA Kostprijs (€) 2825,00 6506,67 2213,00 T5 Kostprijs (€) 12430,00 26840,00 9130,00

Terugverdientijd (jaar) 21,95 4,65 2,65 Terugverdientijd (jaar) 90,80 14,51 11,96

De kortste terugverdientijd wordt verkregen door het plaatsen van elektronische voorschakelapparatuur (EVSA) op de bestaande TL-verlichting. De aanwezige 36W TL’s vervangt men best door TL5-armaturen. 58W TL’s zijn economischer indien ze worden uitgerust met een EVSA in plaats van deze te vervangen door TL5-armaturen.

•

Spaarlampen Tabel 3-3 Terugverdientijd optimaliseren gloeilampen13

3W 7W 11W 18W

•

Jaarlijkse besparing (kWh) 3587,20 741,97 747,60 4824,70

Spaarlampen Kostprijs (€) 758,33 233,33 158,33 683,33

Terugverdientijd (jaar) 3,02 4,49 3,03 2,02

Plaatsen van aanwezigheidsmelders Tabel 3-4 Terugverdientijd plaatsen aanwezigheidsmelders14

Toilet nieuwbouw Algemene inkom Noodtrappenhal 1 Noodtrappenhal 2

kWh bespaard 1257 768 1244 1658

Kostprijs (€) 100 100 200 200

Terugverdientijd (jaar) 1,14 1,86 2,30 1,72

13

Een gedetailleerde tabel met kostenbeschrijving vindt men achteraan terug in de bijlage. Het eigenverbruik van de aanwezigheidsmelder werd niet opgenomen bij de berekening. De gehanteerde prijzen zijn richtwaarden.

14

34

•

Verlichting van de gangen

Bij renovatie wordt volgende opstelling best toegepast in de patiëntengangen. Per gang wordt er jaarlijks ongeveer 5 185 kWh bespaard. De investeringskost per gang, ongeveer € 1 60015, verdient men terug na 6,6 jaar.

Figuur 3-28 Optimale verlichting gang

•

Optimale verlichting

Zoals aangetoond in de berekening wordt er best gekozen om T- verlichting als verlichtingsbron te kiezen in plaats van spaarlampspots. TL-verlichting heeft een langere levensduur en heeft in het berekende voorbeeld 30% minder vermogen nodig om een bepaald verlichtingsniveau te handhaven. De keuze van armatuur speelt hier een belangrijke rol, zowel voor spaarlampen als voor TL-verlichting. •

Subsidies

Er kunnen subsidies verkregen worden indien men een algemeen verlichtingsrendement in een ruimte creëert van minder dan 2W/m²/100Lux. Deze is makkelijker te creëren indien men gebruik maak van TL5-verlichting. •

•

De premie voor relighting wordt als volgt berekend : 100 euro * (1+ (2-Rn)) * kWoud voor kantoren en industriële hallen (max. 3 750 euro en 50% van de investering) met Rn = nieuwe rendement in W/m2/100 lux en kWoud = totale vermogen oude verlichtingsinstallatie. Bij new lighting bedraagt de premie 100 euro/kW (max. 3 750 euro en 50% van de investering)

Meer info vindt men terug op http://www.eandis.be/nl/03_prof/p05_reg/premies2006.aspx

15

Dit is enkel de materiaal meerkost, in de veronderstelling dat bij renovatie de verlichtingsarmaturen en het plafond aangepast worden. Een investeringskost van €100 per armatuur werd verondersteld.

35

4. Koeling 1. Inleiding Men kan ruimtes koelen om comfortredenen of om de aanwezige apparatuur niet te beschadigen. Daarnaast kan er ook koelvermogen opgenomen worden in de aanwezige luchtgroepen om de lucht te koelen of te ontvochtigen, daar volgens het Molier - diagram koudere lucht minder vochtigheid kan opnemen. Koelen is een energie-intensievere maatregel dan verwarmen, deze werkt immers niet op een primaire energievorm, gas, maar op elektriciteit welke een afgeleide vorm is.

2. Geïnstalleerd koelvermogen In het ziekenhuis zijn verschillende koelelementen geïnstalleerd. Er staan 2 grote koelunits op het dak, maar ook kleine splitunits her en der op het gebouw. Deze kleine splitunits hebben specifiek de functie om apparaten te beschermen, bv. server- lokaal, radiologie. In totaal komen we op een 197,76 kW geïnstalleerd elektrisch vermogen, waarvan ongeveer 90% afkomstig van de RC Group Unico-koelgroep. Sommige data zijn niet volledig wegens niet beschikbaar. merk type aantal bouwjaar koude vermogen (kW) elektrisch vermogen (kW) COP

Daikin Daikin Rocca Four Esse RC Daikin Daikin RKS50BVMB R25GZ7V11 DFO 90A JWA 14 SPF Unico A STD RXS71BVMB RKS35CVMB 1 1 3 1 2 2 1 2003 2001 1997 2002 2006 2006 5 9,4 13,1 209,3 7,1 3,4 1,66 0,9 3,38 3,8 87,57 2,53 1,06 3,01 2,781065089 3,4 2,39008793 2,81 3,21

Figuur 4-1 Gebruikte koelapparaten ASZ-Wetteren

2.1 RC Group koelgroep Er staan op het dak 2 grote koelgroepen van RC Group met elk een koudevermogen van 209,3 kW. Deze zijn van het type luchtgekoeld, zuigercompressoren.

Figuur 4-2 RC Group koelgroep

36

Product Model Serie Spanning (U) Max stroom (I) Nominale luchtdebiet (l/s) Compressor Koelmiddel Gekoeld waterdebiet (kg/s) ?P Koud water (kPa) Nominale koelcapaciteit (kW) Gewicht (kg)

UNICO A STD R407c 220 F2 G8 M0203833 400 158 21111 2 R407c*75,1 10,39 42,1 209,3 2095

Figuur 4-3 Kenplaat gegevens RC Group

Uit onderstaande tabel kan men afleiden dat het totale systeem, 418,6 kW thermisch, 31% overgedimensioneerd is . Gecalculeerde vollast uren per jaar Opgenomen actieve stroom Elektrische arbeid per jaar COP Thermische arbeid Aantal koude graad dagen Thermische arbeid per graad dag Max CDD Max thermische arbeid Max thermische vermogen Max elektrische vermogen

1239,46 107,00 74425,53 3,00 223276,59 671,58 332,47 11,00 3657,12 320,00 106,67

h A kWh kWh kWh kWh kW kW

Figuur 4-4 Calculaties dimensioneren koelgroepen

3. Energiebesparende maatregelen 3.1. Optimale start– stopcyclus Een start om deze machines zo efficiënt mogelijk te laten draaien bestaat erin om een startcyclus te

20 min =

# vollast _ uren # starts .

creëren van ongeveer 20min. In formule vorm: Deze 20min regel is een richtwaarde, men probeert de startcyclus zo lang mogelijk te houden. Iedere start is belastend voor de compressor en creëert meer slijtage.

37

Figuur 4-5 Cyclus koelgroep

Deze figuur geeft een goed beeld van wat we kunnen instellen in de RC-koelgroep om de vooropgestelde startcyclus te halen. xK1 is het setpoint in º C, deze is de gewenste ijswatertemperatuur. Hierop kan men een toegelaten verschil xdz1 (º C) instellen, waarbinnen de temperatuur van het ijswater mag variëren. De compressor zal beginnen werken wanneer het ijswater een temperatuur xK1+xdz1 heeft, waarop het ijswater gekoeld zal worden tot een temperatuur xK1-xdz1. Het is duidelijk als men de start – stopcyclus wil optimaliseren, men een goede instelkeuze van temperatuur en de tolerantie ( xdz1) moet maken. Energetisch is een hoge instelkeuze het best, maar men moet de ruimtes nog voldoende kunnen koelen. Een goede keuze, empirisch bepaald, is een xK1 van 9º C en een xdz1 van 3º C. Deze werd dan ook effectief ingesteld.

Tabel 4-1 Setpoints koelgroep

xk1 (°C) xdz1 (°C) Tp (min) xk1 (°C) xdz1 (°C) Tp (min)

RC Group 1 voor na 8,0 9,0 1,5 3,0 3,0 10,0 RC Group 2 11,0 11,0 3,5 3,5 10,0 10,0

nu 9,0 3,0 15,0 8,0 2,0 13,0

De evolutie van de ingestelde parameters staat beschreven in bovenstaande tabel. De compressor pauze, Tp, werd ook aangepast, hierdoor verhoogt men de tijd tussen 2 startcycli en vermindert men het aantal totale start – stops.

38

De huidige waarden werden ingesteld door de onderhoudsmensen van Dalkia, dit na problemen met de compressor van RC Group 2. Momenteel treedt enkel RC Group 2 in werking, dit door de andere setpoints. We nemen wel een start– stopcyclus waar voor RC Group 2 compressor 2 van 18,5min en voor RC Group compressor 1 van 25,1 min sinds de aanpassing van Dalkia, toch raden we het ziekenhuis aan om de setpoints te verhogen naar xk1 = 9,0º C en xdz1 = 3,0º C.

Evolutie Start - stop

Start-stop compressor 1 RC Group 1 Start-stop compressor 2 RC Group 2

25,0

Start-stop compressor 2 RC Group 2 Problemen RC Group 1, vanaf hier niet meer in werking

Start - stop compressor 2 RC Group 2

20,0

Minuten

15,0

10,0 Andere setpoints door Dalkia

Compressor 1 RC Group 2 manueel geblokkeerd

5,0

0,0 26/okt

9/nov

16/nov

23/nov

30/nov 7/dec 14/dec 29/jan 31/jan 15/feb

1/mrt

29/mrt

Tijdstip

Figuur 4-6 Evolutie startstop tijden

De start– stopcyclus van de 2de compressor aanwezig in de koelgroep is lager, dit komt doordat de logica van de koelgroep de 2de compressor pas inschakelt wanneer de koellast niet meer kan gedragen worden door de 1ste compressor. Hierdoor creëert de koelgroep een groot ON/OFF effect voor de 2de compressor en bijgevolg een kleinere start– stopcyclus.

39

Vollast uren compressor RC Group 1200,0

Vollast uren compressor 1 RC Group 1 Vollast uren compressor 2 RC Group 1 Vollast uren compressor 1 RC Group 2 1000,0

Vollast uren compressor 2 RC Group 2

Tijd (uren)

800,0

600,0

400,0

200,0

0,0 26/okt

9/nov

16/nov

23/nov Tijdstip

30/nov 7/dec 14/dec 29/jan 31/jan 15/feb 1/mrt 29/mrt

Figuur 4-7 Evolutie vollast uren

Belangrijke besluiten uit de bovenstaande grafieken zijn, dat de koellast in de winterperiode volledig kan opgevangen worden door 1 koelgroep en deze nooit hoeft te werken op meer dan 50% van zijn nominaal vermogen. De koelgroep schakelt immers automatisch de tweede koeltrap ( 2de compressor) niet in! Een volledige winterstop moet overwogen worden door het beperkte opgenomen vermogen. 3.2. Winterstop Wanneer de koelgroepen onbelast zijn onttrekken ze een aanzienlijk vermogen. Dit vermogen wordt hoofdzakelijk opgestookt in warmte om de olie in het carter van de compressoren op temperatuur te houden, dit om direct te kunnen starten bij een vraag naar vermogen. Door de metingen is gebleken dat men zeker 1 koelgroep kan afschakelen in de winterperiode, men zou zelfs beide koelgroepen kunnen uitschakelen. Dit komt doordat er geen kringen zijn aangesloten die een continue koudevraag hebben. Optimaal is ze beiden automatisch te schakelen, men kan dit verkrijgen door de koelgroepen aan te sluiten op het gebouwenbeheersysteem, deze heeft een aangesloten buitentemperatuurvoeler. Indien de temperatuur overdag niet stijgt boven 12º C hoeven de koelgroepen niet opgestart worden. De koellast gevraagd door het gebouw wanneer het warmer is dan 12º C kan opgevangen worden door 1 koelgroep. Een ideale regeling omvat de 2de koelgroep te laten opstarten vanaf een buitentemperatuur van 25º C, theoretisch zou de 1ste koelgroep de koellast van het gebouw kunnen dragen tot een buitentemperatuur van 27,8º C. Deze veronderstelling kan men enkel garanderen voor de huidige toestand van het gebouw. Een 2de verdiep is immers nog niet operationeel en betekent in de toekomst een grotere belasting voor de koelgroepen.

40

Berekening besparing winterstop

1) Winterstop toepassen op 1 koelgroep

Tabel 4-2 Calculatie winterstop

Koelgroep 1 # dagen kouder dan 12º C stand-by vermogen energie winst €

151,00 2805,92 10168,66 711,81

W kWh

2) Geavanceerde regeling

Tabel 4-3 Calculatie geavanceerde regeling

Koelgroep 1 & 2 # dagen kouder dan 12º C stand-by vermogen energie winst Pompvermogen collector Pompvermogen kringen energie winst # dagen kouder dan 25º C stand-by vermogen energie winst

151,00 5611,84 20337,32 6,00 0,90 25005,60 361,00 2805,92 24310,51

W kWh kW kW kWh W kWh

Indien men beide koelgroepen stillegt, kan men ook de pompen aanwezig op de kringen stilleggen. Hierdoor verkrijgt men extra energiewinst. Door beide koelgroepen enkel in de winter periode ( < 12º C) af te schakelen verkrijgt men een energiewinst van 45 342,92 kWh of € 3 174. Bij inschakeling van de 2de koelgroep bij 25º C verkrijgt men een bijkomende energiewinst van 24 310,51 kWh of € 1 702. Trendings

Op de volgende bladzijde treft men enkele grafieken aan die bovenstaande besluiten versterken. De grafieken tonen de vertrek– retourtemperatuur aan de koelcompressoren. Er werd gecalculeerd dat men met één koelgroep het gebouw kan koelen indien de temperatuur niet hoger wordt dan 27,8 °C. Op 25 april werd deze temperatuur overschreden. Men kan zien dat de volledige koellast door één koelgroep met één werkende compressor juist gedragen kan worden. De 2de koelgroep werd immers niet ingeschakeld omwille van de setpoints.

41

0: 00 : 0: 37 53 : 1: 39 46 : 2: 39 39 : 3: 40 32 : 4: 40 25 : 5: 41 18 : 6: 42 11 : 7: 42 04 : 7: 43 57 : 8: 44 50 :4 9: 4 43 10 : 45 :3 6 11 :45 :2 9 12 :46 :3 8 13 :41 :3 1 14 :42 :2 4 15 :42 :2 3 16 :01 :3 7 17 :14 :3 0 18 :14 :2 3 19 :15 :1 6 20 :16 :1 4 21 :34 :0 7 22 :35 :0 0 22 :35 :5 3: 23 36 :4 6: 36

0: 00 : 0: 36 52 : 1: 18 43 :0 2: 3 43 : 3: 57 44 : 4: 52 45 : 5: 46 56 :5 6: 0 57 : 7: 46 58 : 8: 40 47 : 9: 15 38 10 : 35 :3 0 11 :08 :2 1: 12 41 :1 2 13 :27 :0 3 14 :12 :0 4 15 :07 :0 5: 16 01 :0 5 17 :55 :0 6 18 :50 :0 7 19 :44 :0 8 19 :39 :5 9: 20 24 :5 0 21 :10 :4 0 22 :55 :3 1 23 :41 :3 2: 35

25 April, Tmax = 27,9°C; Tmin = 13,1°C; Te= 19,5°C; Tm = 20,5°C

11

10

°C

9

8

Retour temperatuur Aanvoer temperatuur

7

Figuur 4-8 Lastprofiel koelcompressoren 25 april

27 April, Tmax = 27,1°C; Tmin = 12,3°C; Te= 20,3°C; Tm = 20,3°C

11

10

°C 9

8

Retour temperatuur Aanvoer temperatuur

7

Figuur 4-9 Lastprofiel koelcompressoren 27 april

42

3.3. Verlagen condensortemperatuur Indien de condensortemperatuur verlaagd wordt, dan zal de uitgangsdruk na de compressor dalen. Het verlagen van deze druk zorgt ervoor dat de elektrische motor van de compressor minder energie zal verbruiken. Door verlaging van de condensortemperatuur met 1°C specificeert men een energiewinst van 3%. Volgende maatregelen kunnen bijdragen tot een verlaagde condensortemperatuur:

De dakzones voor de aanzuigzones van de condensor behandelen met IR- licht reflecterende verf. Het schaduwrijk opstellen van de condensors

Figuur 4-10 Principe schets

Door het plaatsen van afdekplaten wordt verondersteld dat de condensortemperatuur ongeveer 10°C lager ligt. Hierbij zou men een energiewinst verkrijgen van ongeveer 25%. Toegepast op de huidige situatie zou dit een jaarlijkse energiewinst opleveren van 18606 kWh of € 1302. Men kan echter nog een stap verder gaan; door het voorzien van microfoggingsproeiers die (regen)water verstuiven in de aanzuig van de condensor. Hierdoor zal men een adiabatische koeling toepassen en kan men een nog grotere energiewinst maken. Dit onderzoek maakt deel uit van één van de eindwerken die komend jaar in samenwerking met het ASZ-Aalst opgestart kan worden.

43

4. Conclusies •

Winterstop

Een algemene winterstop kan toegepast worden op de RC-koelgroepen. Hierdoor starten de koelgroepen pas op bij een buitentemperatuur hoger dan 12°C. De algemene koellast van de nieuwbouw kan opgevangen worden door 1 koelgroep tot een buitentemperatuur van 27,8°C. De 2de koelgroep hoeft pas op te starten vanaf een buitentemperatuur hoger dan 25°C. De energiewinst komt voornamelijk door het hoge stand-by-vermogen van de koelgroepen. Volgende tabel geeft een overzicht over de terugverdientijden. Tabel 4-4 Terugverdientijd optimaliseren aansturing koelgroepen

Koelgroepen opstarten vanaf 12°C 2de koelgroep vrijgeven vanaf 25°C

•

Besparing kWh

Besparing (€)

Kostprijs (€)

Terugverdientijd (jaar)

45342,92

3174,00

Bepaald door klant

<1

24310,51

1702

Bepaald door klant

<1

Verlagen condensortemperatuur

Men stelt koelgroepen het best afgeschermd van de zon op. Hierdoor daalt de condensortemperatuur. Indien de condensortemperatuur daalt met 1°C specificeert men een energiewinst van 3%. Tabel 4-5 Terugverdientijd afschermen RC-koelgroepen Besparing kWh

Besparing (€)

Kostprijs (€)


18606

1302

1500

1,15

Schaduwrijk opstellen van de koelgroepen

•

Start– stopcyclus

Een korte start– stopcyclus leidt tot vroegtijdige slijtage van de compressor. Om een start-stopcyclus te verkrijgen van minimum 20 minuten worden best volgende parameters ingesteld: xK1 = 9º C en xdz1 = 3º C.

44

5. Luchtgroepen. 1. Inleiding De aanwezige luchtgroepen in het ziekenhuis hebben als hoofdtaak de lucht te verversen. Deze aanwezig in de verloszalen van de materniteit en het operatiekwartier hebben daarnaast ook een temperatuurregelende functie. Daar lucht conditioneren een energie intensieve maatregel is, is het nodig om het huidige werkingsregime van deze luchtgroepen in vraag te stellen.

Tabel 5-1 Luchtgroepen nieuwbouw Naam Type Bouwjaar Debiet Totaaldruk Verwarmen Koelen Bevochtigen Warmeterugwinning Elektrisch aansluitvermogen Ventilator fabrikant Ventilator Type Toerental Max Toerental Motor fabrikant Type Toerental

Extractor 0 Pulsie -1 Pulsie O Pulsie Extractie -1 ATP10.10IVBV ATP20.15IVBV ATP15.15IVBV ATP10.10IVBV ATP20.15IVBV 5 2006 5 2006 5 2006 5 2006 5 2006 4000 8875 6940 1500 8375 806 1005 1078 1004 674 0 0 0 0 0 0 65 50,4 13,7 0 0 0 0 0 0 15,6 48,3 15,6 0 48,3 2,2 4 4 1,5 3 Comefri Comefri Comefri Comefri Comefri TLZ250-BHT THLZ400-BHT THLZ355-BHT TLZ200-BHT THLZ400-BHT 1787 2210 2551 2677 1895 3000 2850 3400 3800 2850 Siemens Siemens Siemens Siemens Siemens 1LA706AA10 1LA71134AA60 1LA71134AA60 1LA70902AA10 1LA71074AA60 1420 1440 1440 2860 1420

Omdat voor de oudbouw de technische gegevens van de luchtgroepen niet meer beschikbaar zijn, kunnen we enkel een schatting uitvoeren naar het aangesloten elektrisch vermogen.

Tabel 5-2 Luchtgroepen oudbouw Situatie Materniteit

Operatiekwartier

Patientenverblijf Keuken

Benaming Functie Debiet (m³/h) IG1 Pulsie 1400 IG2 Pulsie 1600 IG3 Pulsie 4000 EG1 Extractie 5700 PG3 Pulsie 2550 PG4 Pulsie 2550 PG5 Pulsie 5500 OP1 Extractie onbekend OP2 Extractie onbekend Centraal Pulsie 19000 PG2 Pulsie 16000

P (kW) 1,5 1,5 2,2 3 1,5 1,5 3 1,5 1,5 11 7,5

Verwarmen Ja Ja Ja

Koelen Ja Ja

Ja Ja Ja

Ja Ja Nee

Ja Ja

Nee Nee

Recuperatie warmte Bevochtigen Ja Ja Nee Ja Ja Ja Nee Nee Nee Nee Nee

45

In de volgende tabel zijn de draaitijden gespecificeerd voor elke luchtgroep aanwezig in het ziekenhuis. Tabel 5-3 Draaiuren luchtgroepen

Oudbouw

Nieuwbouw

Benaming Week/Volcontinu IG1 Volcontinu IG2 Volcontinu IG3 Volcontinu EG1 Volcontinu PG3 Volcontinu PG4 Volcontinu PG5 Week OP1 Volcontinu OP2 Volcontinu Centraal Volcontinu PG2 afgeschakeld Extractor 0 Week Pulsie 0 Week Extractor nog niet in werking 1 Pulsie -1 nog niet in werking Pulsie week

Draaitijden 24/24 24/24 12 - 22u 24/24 24/24 24/24 8 - 19u 24/24 24/24 6-21u afgeschakeld 8 - 18u 8 - 18u /// //// 6 - 24u

2. Mechanische opbouw luchtgroep.

2.1. Inleiding Bij het ontwerp en keuze van een luchtgroep voor een ruimte is het belangrijk te weten welke mechanische componenten te kiezen, wil men een zo hoog mogelijk energetisch rendement behalen. Specifiek zijn er tal van keuzes voor ventilatoren en motoren. Deze worden in het volgende puntje besproken. Om een optimaal rendement van een luchtgroep te behouden, is het belangrijk de vervuiling van de luchtfilter te controleren. Dit doet men aan de hand van een druksensor over de filter. Het is raadzaam de filter te vervangen bij een te hoge drukval, deze drukval dient immers overwonnen te worden wat gepaard gaat met extra energieverbruik.

46

2.2. Ventilatoren.16 Hierbij een overzicht van de courant gebruikte ventilatoren in luchtbehandelinggroepen. a) Centrifugaalventilatoren met slakkenhuis 1) Direct aangedreven ventilatoren met voorwaarts gebogen schoepen o Regelbaar in debiet o Laag rendement o Toepasbaar voor kleine debieten en lage drukken

Figuur 5-1 Direct aangedreven ventilator met voorwaarts gebogen schoepen

2) Riem aangedreven ventilatoren met voorwaarts gebogen schoepen o Goedkoop o Draait op een lager toerental o Laag rendement: 70 - 73% o Gevaar voor overbelasting motor o Veel variatie in debiet bij drukvariatie (bv filtervervuiling) o variatie in debiet bij drukvariatie o Riem nodig: vermogenverlies riem ongeveer 3% o Riemstof

Figuur 5-2 Riem aangedreven ventilator met voorwaarts gebogen schoepen

16

Alle info&figuren afkomstig van Gea-Happel, 15/05/2007, http://www.gea-happel.be/

47

3) Riem aangedreven ventilatoren met achterwaarts gebogen schoepen o Duurder o Hoger toerental o Hoog rendement: 80 – 87% o Geen gevaar voor overbelasting motor o Weinig debietvariatie in functie van de drukvariatie o Draait dubbel zo snel als voorwaarts gebogen schoepen o Riem nodig: vermogenverlies van ongeveer 3% o Riemstof

Figuur 5-3 Riem aangedreven ventilatoren met achterwaarts gebogen schoepen

b) Vrijlopende wielen 1) Rechtstreeks aangedreven achterwaarts gebogen radiaalventilatoren zonder slakkenhuis o Voordelen idem als bij riemgedreven achterwaarts gebogen schoepen o Geen riem I. Geen riemstofproductie II. Geen riemverliezen ( winst ±3 %) III. Minder onderhoud, meer bedrijfszekerheid o Slechtere omzetting energie ventilator door ontbreken slakkenhuis o Laag rendement ( 70 – 75%) o Meer lawaai o Door rechtstreekse aandrijving noodzaak aan frequentieregelaar om juiste werkingspunt te behalen (energiedaling -3%)

48

Een belangrijke beperking in het kiezen van een ventilator bestaat in: o Ventilatoren met een debiet > 2500 m³/h dienen riemaangedreven te zijn en indien het debiet > 1000 m³/h dienen ze dubbelzijdig zuigend te zijn. o De dynamische druk van een ventilator met achterwaarts gebogen schoepen dient beperkt te worden tot 10% van de totale druk. Dus de theoretische winst die een vrijlopend wiel maakt t.o.v. een ventilator met slakkenhuis zal zeer beperkt zijn. Hieruit kan men besluiten dat men enkel de keuze heeft tussen twee types ventilatoren voor een debiet > 2500m³/h : o Riemaangedreven ventilatoren met voorwaarts gebogen schoepen o Riemaangedreven ventilatoren met achterwaarts gebogen schoepen Deze twee types ventilatoren vindt men ook terug bij de luchtbehandeling installaties in het ASZ-Wetteren. De ventilatoren in de luchtgroepen van de nieuwbouw zijn van het type Comefri THLZ en Comefri TLZ. Het type THLZ zijn achterovergebogen ventilatoren terwijl het type TLZ voorovergebogen ventilatoren zijn. Bij aanschaf van een nieuwe luchtgroep wordt het ASZ aangeraden om te kiezen voor een achterovergebogen ventilator, daar deze een hoger rendement hebben en betere karakteristieke kenmerken bezitten zoals weinig debietvariatie bij drukvariatie. Dit komt bijvoorbeeld voor wanneer er een luchtfilter vervuild is.

Figuur 5-4 Voorbeeld: Extractor -1 bezit een THLZ ventilator

49

2.3. Motoren 2.3.1. Inleiding Er bestaan verschillende soorten motoren voor de mechanische aandrijving van een ventilator. De meest gebruikte motor voor deze toepassing is een asynchrone motor. Er bestaat echter ook nog een andere energetische oplossing, namelijk een EC-motor. (zie 2.3.3) 2.3.2. Asynchrone motor De gebruikte motoren bij de luchtgroepen in de nieuwbouw zijn van het type SIEMENS 1LA7xxxx. Dit duidt erop dat deze motoren behoren tot de ‘energy efficiency class 2’, afgekort: EFF2. Motoren afkomstig van Siemens met de ‘energy efficiency class 1’, EFF 1, energetisch rendabelere motoren hebben de type benaming 1LA9xxxx.

Tabel 5-4 Vergelijk rendementen motoren P (kW) 0,06 0,09 0,12 0,18 0,25 0,37 0,55 0,75 1,1 1,5 2,2 3 4 5,5 7,5 11 15 18,5 22 30

η EFF 2 56 63 65 63 65 66 71 73 77 85 82 84 86 86,5 88 89,5 90 91 91,7 92,3

η EFF 1 61 68 69 70 70 74 75 80 84 79 86,5 87 88,5 89,5 90.5 91 91,5 92,3 93 93,5

In tabel 1-1 ziet men een vergelijk tussen de rendementen bij een bepaald type motor. Indien men zich nu specificeert op bv. 4 kW motor, neemt men waar dat het rendement 2,5 % verschilt, of dat men 2,5% meer vermogen in de EFF2 motor moet stoppen om eenzelfde nuttig asvermogen te verkrijgen van een 4 kW EFF1 klasse motor.

50

Via de software van Siemens, Sinsave, kan gecalculeerd worden wanneer de meerprijs van een EFF1 motor t.o.v. een EFF2 motor zich terugverdiend. Hieronder vindt U een tabel met terugverdientijden specifiek voor de luchtgroepen van het ASZ-Wetteren.

Tabel 5-5 Calculatie energiebesparing

Benaming IG1 IG2 IG3 EG1 PG3 Oudbouw PG4 PG5 OP1 OP2 Centraal PG2 Extractor 0 Pulsie 0 Nieuwbouw Extractor -1 Pulsie -1 Pulsie

P (kW) 1,5 1,5 2,2 3 1,5 1,5 3 1,5 1,5 11 7,5 2,2 4 3 4 1,5

Draaiuren (h/jaar) 8736 8736 3640 8736 8736 8736 2860 8736 8736 5460 0 2600 2600 /// //// 4680

Kostprijs motor (€) EFF2 EFF1 316,00 395,00 316,00 395,00 406,00 506,00 491,00 612,00 316,00 395,00 316,00 395,00 491,00 612,00 316,00 395,00 316,00 395,00 1380,00 1690,00 999,00 1230,00 406,00 506,00 604,00 751,00

316,00

Totale investeringsbedrag (€) Totale besparing (kWh) Totale terugverdientijd (jaar):

395,00

Vervanging kapotte motor elektriciteit winst terugverdientijd terugverdientijd (kWh/jaar) motor ( jaar) motor ( jaar) 1171,00 0,96 4,8 1171,00 0,96 4,8 508,00 2,81 14,2 1076,00 1,61 8,1 1171,00 0,96 4,8 1171,00 0,96 4,8 352,00 4,91 24,8 1171,00 0,96 4,8 1171,00 0,96 4,8 1106,00 4,00 21,8 /// //// 363,00 3,94 19,9 342,00 6,15 31,4

627,00

1,80

9,0

8672,00 11400,00 10,87

Hieruit blijkt dat het uitermate interessant is om kapotte motoren van luchtgroepen die continu werken te vervangen door EFF1 motoren. De meerkost ten opzichte van een EFF2 motor is in minder dan een jaar terugverdiend in de meeste gevallen. Indien men beslist om alle motoren te vervangen door EFF1 motoren verdient men deze pas terug na 10,8 jaar. Er werd gerekend met een energieprijs van €0,07/kWh.

2.3.3. EC-motor EC-motoren zijn rendabeler wegens het gebruik van permanente magneten, ze zijn ook gebouwd om zo energetisch mogelijk te werken. Het grote voordeel van deze motoren is dat ze een groter rendement bij deellast bezitten t.o.v. EFF2-motoren. Maar door de hoge kostprijs van die hoogwaardige permanente magneten, is de terugverdientijd in functie van de energiewinst niet rendabel. Bij de praktische implementatie van een CO2-sensor wat men verder in dit hoofdstuk behandelt, zijn rendementen bij deellast echter wel belangrijk. De gecalculeerde energiewinst t.o.v. een EFF 2-motor met frequentiedrive bedraagt in dit concrete geval een jaarlijkse 480 kWh, of ongeveer € 33 per jaar. Dit met een zekere meerprijs van € 1800, maakt de terugverdientijd 54 jaar.

51

3. Besparingsmaatregelen

3.1. Inleiding Men heeft twee mogelijkheden om te besparen, men kan het luchtdebiet sturen in functie van de vervuiling van de lucht of er kan geopteerd worden voor een optimalere start- stopsturing van de luchtgroep. Immers iedere kubieke meter lucht die men niet hoeft te verwarmen bespaart men zowel thermische (aardgas) als mechanische energie (elektriciteit). Hoe warmer de buitenlucht, hoe minder thermische energie men nodig heeft om de lucht op een geconditioneerde temperatuur te brengen. Hier werden beide mogelijkheden onderzocht en gecalculeerd. Via de temperatuurgegevens afkomstig van KVBG (Koninklijke Vereniging van Belgische Gasvaklieden) werd de gemiddelde temperatuur van de laatste 5 jaar in rekening gebracht. De temperatuurgegevens van de laatste 5 jaar werden gebruikt om het gewijzigde klimaat t.o.v. vroeger in rekening te brengen.

Gemiddelde dag temperatuur 25,0

20,0

15,0

10,0

5,0

1/ ja 11 n /ja 21 n /ja 31 n /ja 10 n /fe 20 b /fe b 1/ m 11 rt /m 21 rt /m 31 rt /m 10 rt /a 20 pr /a 30 pr /a 10 pr /m 20 ei /m 30 ei /m e 9/ i ju 19 n /ju 29 n /ju n 9/ ju 19 l /ju 29 l /ju 8/ l a 18 ug /a 28 ug /a ug 7/ se 17 p /s 27 ep /s ep 7/ ok 17 t /o 27 kt /o k 6/ t n 16 ov /n 26 ov /n o 6/ v d 16 ec /d 26 ec /d ec

0,0

-5,0

Figuur 5-5 Gemiddelde dag temperatuur

52

3.2. Optimale Start Stop Er werd een algemeen model opgesteld in Excel om exact te kunnen calculeren hoeveel energie men met een uur uitschakelen bespaart. Hierbij werd rekening gehouden met de gemiddelde dagtemperatuur en of men eventuele ‘free cooling’ gebruikt. Bij ‘free cooling’ schakelt men ’s morgens de luchtgroep om comfortredenen in zoals voor de optimalisatie om, gebruik makende van de koudere buitenlucht, hierbij het gebouw in de warme maanden extra fris te houden. Bij het calculeren van de gemiddelde dagtemperatuur werd gebruik gemaakt van een formule die experimenteel werd opgesteld: Tm = 0,75 xTdag _ max + 0,25 xTdag _ gemiddeld . Deze correctie voert men door bij luchtgroepen die niet continu werken, van 8u tot 18u – maandag tot vrijdag, om de koudere nacht temperaturen niet in rekening te brengen. In de opgegeven gemiddelde dagtemperaturen zijn de koude nachttemperaturen in verwerkt. Deze gemiddelde temperaturen worden wel gebruikt bij luchtgroepen die volcontinu werken, 24/7. Immers hier zou men kunnen kiezen om deze ’s nachts een uur uit dienst te nemen. Gecorrigeerde gemiddelde dag temperatuur 30

25

20

15

10

5

1/ ja 11 n /ja 21 n /ja 31 n /ja 10 n /fe 20 b /fe b 1/ m r 11 t /m 21 rt /m 31 rt /m 10 rt /a 20 pr /a 30 pr /a 10 pr /m 20 ei /m 30 ei /m e 9/ i ju 19 n /ju 29 n /ju n 9/ ju 19 l /ju 29 l /ju 8/ l au 18 g /a 28 ug /a ug 7/ se 17 p /s e 27 p /s ep 7/ o 17 kt /o 27 kt /o k 6/ t n 16 ov /n 26 ov /n o 6/ v d 16 ec /d 26 ec /d ec

0

Figuur 5-6 Gecorrigeerde gemiddelde dagtemperatuur

Er werd een algemene temperatuurgrens naar voor geschoven wanneer men stopt met de lucht te verwarmen en overschakelt naar koelen. Deze werd gelegd op 17 º C, gecalculeerd volgens de formule Tm = 0,75 xTdag _ max + 0,25 xTdag _ gemiddeld . De opgestelde Excel bladen zijn aanpasbaar, men hoeft enkel het debiet en het elektrische vermogen in te voegen van de luchtbatterij. De volgende tabellen tonen ons de jaarlijkse gecalculeerde winsten per uur afschakeling van de respectievelijke luchtgroep.

53

Tabel 5-6 Jaarlijkse besparing in kWh kWh elektrisch bespaard recuperatie aanwezig Free cooling No Free cooling Luchtgroep PG5 nee 492 783 Luchtgroep IG3 ja 499,4 803 Luchtgroep centraal ziekenhuis nee 2497 4015 Luchtgroep niveau -1 ja 1644,71 2323

kWh thermisch 8281,95 7039,38 28368,76 6844,54

Tabel 5-7 Jaarlijkse besparing in euro elektrisch recuperatie aanwezig Free cooling No Free cooling Luchtgroep PG5 nee 34,44 € 54,81 € Luchtgroep IG3 ja 34,96 € 56,21 € Luchtgroep centraal ziekenhuis nee 174,79 € 281,05 € Luchtgroep niveau -1 ja 115,13 € 162,61 €

thermisch 289,87 € 246,38 € 992,91 € 239,56 €

Luchtgroep PG5 ( Calculatie terug te vinden in de bijlage, tabel 0-1) Luchtgroep PG5 voorziet de drie gangen onder het operatiekwartier van verse lucht. Merk op dat men zeker € 289,87 per jaar kan besparen indien men deze een uur later opstart. Hierbij heeft men de keuze of men de luchtgroep om comfortredenen in de zomermaanden verse koele buitenlucht in het gebouw blaast. Zonder deze ‘free cooling’ bespaart men jaarlijks € 344 aan energie. Luchtgroep IG 3 (Calculatie terug te vinden in de bijlage, tabel 0-2) Deze luchtgroep voorziet de kamers en de gang van materniteit van verse lucht. Deze heeft een debiet van 4 000m³/h en draait van 12u-22u volcontinu, elke dag van de week. In deze situatie kan de extractor niet afgeschakeld worden omdat deze ook de lucht afzuigt van de verloszalen. Per uur afschakeling bespaart men zo een € 246,38 thermische energie en afhankelijk van de keuze een € 34,95 of € 56,21 elektrische energie. Luchtgroep Centraal ziekenhuis (Calculatie terug te vinden in de bijlage, tabel 0-3) Deze luchtgroep bedient enkel de 3 patiëntenverdiepingen. Het debiet werd aangepast van 19 000 m³/h naar 11 400 m³/h, dit door de verhouding van de riemoverbrenging te veranderen. Per uur dat men deze later kan inschakelen bespaart men immers € 992,91 thermische en minimum €174,79 aan elektriciteit. In totaal minstens € 1167,7/jaar. Luchtgroep nieuwbouw niveau -1 (Calculatie terug te vinden in de bijlage, tabel 0-4) De totale te besparen elektrische energie is € 162,66 indien men in de zomermaanden een uur later opstart, of € 115,13 met ‘free cooling’. Per uur uitschakeling bespaart men een € 239,56.

54

3.2.1. Besluit Deze calculaties hebben als hoofddoel aan te tonen hoeveel men kan besparen bij optimaal aansturen van de luchtgroepen zodat men hierdoor bij toekomstige installaties rekening mee kan houden. Er zijn metingen uitgevoerd op de ruimtes die de luchtgroepen PG5, IG3 en centraal ziekenhuis voorzien van verse lucht. Hierbij werden de luchtgroepen gedurende een paar uur uitgeschakeld en werd nauwkeurig de luchtkwaliteit en de temperatuur opgemeten, zodoende snel in te grijpen moest de luchtkwaliteit plots dalen. De vernoemde luchtgroepen hebben enkel als doel de ruimtes te voorzien van verse lucht. Men kwam tot het besluit dat de uitschakelingen van de luchtgroepen geen noemenswaardige temperatuur- of CO2-veranderingen induceerde. Volledig afschakelen van een luchtgroep is niet zinvol, men is wettelijk verplicht te ventileren en men zou geurhinder kunnen verkrijgen in het gebouw. Voorstel tot optimalisatie luchtgroepen: Centraal ziekenhuis. Deze luchtgroep schakelt 7/7 dagen van 6uur tot 21 uur. We stellen voor om deze luchtgroep te schakelen van 7uur tot 20uur in de wintermaanden. In de zomermaanden zou men terug kunnen starten vanaf 6uur, hiermee genietend van de frisse buitenlucht om het gebouw fris te houden. Indien men dit zou toepassen bespaart men jaarlijks € 2 441,66. PG5 De luchtgroep volgt een weekschema met een cyclus van 8 uur tot 19 uur. Uit controle blijk dat er in deze ruimtes na 18 uur praktisch niemand meer aanwezig is. Daarmee het voorstel om de luchtgroep te laten stoppen om 18uur. ’s Morgens deze luchtgroep een uur later starten is een slecht idee, doordat deze luchtgroep voor een deel de ruimtes op temperatuur brengt. Dit zou een besparing opleveren van jaarlijks € 344,68. IG3 De verse lucht in de gangen en de kamers van de materniteit wordt geleverd door deze luchtgroep. De luchtgroep heeft tot doel om de luchtkwaliteit op peil te houden tijdens de bezoekuren en ’s zomers de temperatuur in de kamer wat te drukken door frisse buitenlucht binnen te blazen. Deze staat geschakeld van 12u tot 22u. De bezoeken lopen slechts tot 8 uur ’s avonds, hierdoor kan men in de winterperiode de luchtgroep laten stoppen om 20 uur. In de zomerperiode laat men deze beter werken tot 22ur, hierdoor geniet men van de frissere zomerlucht buiten om de kamers af te koelen. Dit zou een besparing opleveren van jaarlijks € 562,67. Voor de luchtgroepen van het benedenverdiep nieuwbouw kunnen we nog geen uitspraken doen, vermits deze nog niet in werking gesteld zijn. De vernoemde besparingen zijn indicatief om de gebruiker te ondersteunen tijdens het instellen van de tijdsschakelaars betreffende de luchtgroepen.

55

3.3.CO2-sensor. 3.3.1. Inleiding Een ideale energetische sturing is het genereren van een vrijgave wanneer er een noodzaak gegenereerd wordt. Dit is ook toepasbaar op luchtgroepen. Men kan het debiet van een luchtgroep aansturen in functie van de bezetting, of vrij vertaald naar de concentratie CO2 in de lucht. Men regelt het debiet van de luchtgroep dan met een frequentiedrive die een input heeft tussen 0 – 10 V waarop men een CO2-sensor aansluit. De aangewezen ruimte om deze manier van werken toe te passen in het ziekenhuis is het gelijkvloers van de nieuwbouw. Hier vinden alle consultaties plaats, omdat het aantal consultaties of aanwezige dokters sterkt verschilt dag per dag is deze sturing aan te raden. In de open lucht specificeert men een CO2-concentratie, uitgedrukt in ppm (parts per milion), van ongeveer 360 – 400ppm. Concentraties tot 700 - 1000ppm wordt men niet gewaar, boven 1200ppm kunnen er na langdurige blootstelling hoofdpijn, concentratie verlies en irritaties van de slijmvliezen van ogen en neus optreden.

3.3.2. Meting Het meetapparaat was een TESTO 435 en werd geplaatst op de extractie. Door het loggen van de gemeten CO2 waarden werden de volgende grafieken opgesteld.

Figuur 5-7 Meetopstelling

56

21 : 8: 39 36 8: :39 51 : 9: 39 06 : 9: 39 21 :3 9: 9 36 : 9: 39 51 10 :39 :0 6 10 :39 :2 10 1:39 :3 6 10 :39 :5 1 11 :39 :0 6 11 :39 :2 1 11 :39 :3 6 11 :39 :5 1: 12 39 :0 6 12 :39 :2 1 12 :39 :3 6: 12 39 :5 13 1:39 :0 6 13 :39 :2 1 13 :39 :3 13 6:39 :5 1 14 :39 :0 6: 14 39 :2 1 14 :39 :3 6 14 :39 :5 1 15 :39 :0 6 15 :39 :2 1 15 :39 :3 6: 39

8:

CO2 PPM 600

200 14:52:48 15:07:12 15:21:36 15:36:00 15:50:24 16:04:48

410

380

36

350

%RV

320

% RV

CO2 PPM 650

PPM

550

500

450

400

350

300

250

16:19:12 16:33:36

Figuur 5-8 CO2-meting dinsdag namiddag

42

400

390 40

38

370

360

34

340 PPM

330 32

30

Figuur 5-9 CO2-meting woensdag

57

460

41,5

41

440

40,5 420 40

39,5

% RV

CO2 PPM

400

380 39 360 38,5 PPM

% RV

340

38

37,5

8: 12 :5 6 8: 32 :5 6 8: 52 :5 6 9: 12 :5 6 9: 32 :5 6 9: 52 :5 6 10 :1 2: 56 10 :3 2: 56 10 :5 2: 56 11 :1 2: 56 11 :3 2: 56 11 :5 2: 56 12 :1 2: 56 12 :3 2: 56 12 :5 2: 56 13 :1 2: 56 13 :3 2: 56 13 :5 2: 56 14 :1 2: 56 14 :3 2: 56 14 :5 2: 56 15 :1 2: 56 15 :3 2: 56

320

Figuur 5-10 CO2-meting vrijdag

3.3.2. Bespreking meetgegevens

Men kan mooi uit de grafieken de bezettingsgraad van de consultatieruimtes afleiden. Uit deze grafieken kan men afleiden dat men de luchtgroepen gerust een uur later mag opstarten ’s morgens. Vanaf 9 uur is er een opmerkelijke stijging in de concentratie. Voor 9 uur is de concentratie CO2 nog te miniem om te verklaren dat deze afhankelijk is van de bezettingsgraad van de ruimtes. De reden waarom er ’s namiddags een lagere CO2-waarde kan bereikt worden dan ’s morgens is toe te schrijven aan fotosynthese.

Bij eenzelfde bezetting van de ruimte, verdubbelt de gemeten waarde CO2 bij halvering van het debiet. Er zal immers de helft minder verse lucht binnen gezogen worden. Hieruit werd een model opgesteld voor de aansturing van het debiet in functie van het CO2-gehalte. Er werd een correlatie doorgevoerd van de meetgegevens naar de overige weekdagen. Het aantal dokters of consultaties verschilt dag per dag, zo verkrijgt men volgende tabel.

58

Tabel 5-8 Debiet model maandag dinsdag woensdag donderdag vrijdag

9u 50 75 75 50 75

12u

13u 25 25 25 25 25

18u 25 50 25 50 25

De tabel leert ons dat we de maandag van 9 – 12u het debiet verminderen naar 50% van het originele debiet. Op de middagpauze stelt men voor om het debiet nog verder te schroeven naar 25%, om verder vanaf 13u – 18u dit debiet aan te houden. Eenzelfde afleiding op basis van de bezetting werd gemaakt voor de andere dagen. 3.3.3. Calculatie besparingsmogelijkheden implementatie voorstel Door de optimale start - stop toe te passen spaart men € 292,06 thermische energie uit. De totale elektrische energiebezuiniging bedraagt € 140,46 of € 98,37 indien men verkiest om in de zomermaanden het gebouw extra fris te houden. Dit door ’s morgens zoals vroeger op te starten en genietend van de frisse buitenlucht het gebouw fris te houden. De calculaties vindt men terug in de bijlage, tabel 0-5; 0-6.

Tabel 5-9 Overzicht thermische besparingsmogelijkheden Besparingsmaatregel Frequentie sturing OTSP som

kWh/jaar 52901,33 10450,31 63351,64

Winst extractie

10233,6

Jaarlijkse besparing

53118,04

Er moet rekening gehouden worden met het feit dat men warmte recupereert, deze moet men aftrekken van de hoeveelheid warmte dat men bespaart. Tabel 5-10 Overzicht elektrische besparingsmogelijkheden Overzicht besparing elektrisch kWh/jaar Besparing pulsie motor 8089,25 Besparing extractie motor 4449,09 Besparing optimaal start - stop motoren 1612,00 Besparing optimaal start - stop pompen 24,70 Besparing stilleggen circulatie pomp extractie 453,20 bij koeling Besparing koeling 2351,52 som 16979,76

59

3.3.4. Besluit Jaarlijks zou men een minderverbruik kunnen noteren door implementatie van een CO2-sensor van 53 118,04 kWh thermisch en 16 979,76 kWh elektrisch. Aan een energieprijs van €0,07/kWh voor elektriciteit en €0,035/kWh voor gas komt dit neer op een jaarlijkse besparing van € 3016.

4. Bemerking 4.1. Sturing verloszalen. Voor de ruimtes die 24/7 onmiddellijk beschikbaar dienen te zijn, kan men geen gebruik maken van een optimale start– stopsturing, of sturing d.m.v. een CO2-sensor. In deze kritieke ruimtes, die meestal in overdruk staan, is men immers verplicht om bij bezetting een bepaalde luchtverversing te garanderen. Door de eis om onmiddellijk beschikbaar te kunnen zijn, laat men deze luchtgroepen continu werken. Een oplossing bestaat voor deze ruimtes erin om ze in een stand-bymodus te plaatsen, het pulsie debiet te verminderen in stand-by rekening houdende met een minimale overdruk en comforttemperatuur. We garanderen nog altijd eenzelfde luchtkwaliteit doordat we het debiet van de extractie onveranderd laten. We werken enkel in op de overdruk coëfficiënt

Tabel 5-11 Overzicht besparing (kWh/jaar)

Besparing (kWh/jaar) Verloszaal 1 Verloszaal 2 12283,66 Thermisch 19663,13 5433,07 Elektrisch 8373,21

In dit rekenvoorbeeld, de calculaties vindt men terug in de bijlage tabel 0-7, voorziet men in stand-bymodus een procentuele overdruk van 5%, met deze blaast men minder lucht in de verloszaal terwijl de extractie nog hetzelfde blijft. Er is voor gekozen om in de zomer 8 uur te koelen met een voorstel tot 4 uur verwarmen, dit door de koudere nachttemperaturen. Deze stand-bywerking is gemakkelijk te implementeren, men gebruikt een aanwezigheidsmelder die een frequentiedrive aanstuurt. Indien niemand aanwezig is valt het toerental en debiet van de motor terug naar het nominale setpunt. Indien men deze werkwijze zou toepassen, zou er een jaarlijkse besparing verkregen worden van € 810,24 voor verloszaal 1 en € 1 274,34 voor verloszaal 2.

60

5. Conclusies •

Ventilatoren

Bij het plaatsten van nieuwe luchtgroepen wordt er best gekozen om deze uit te rusten met een ventilator met achterovergebogen schoepen. Deze heeft ongeveer een 10% hoger rendement dan een ventilator met voorovergebogen schoepen. •

EFF1-motoren.

Kapotte motoren worden het best vervangen door EFF1-motoren. EFF1-motoren hebben een groter rendement dan EFF2-motoren. De terugverdientijden vindt men terug in volgende tabel. Tabel 5-12 Terugverdientijd EFF1-motor

Benaming IG1 IG2 IG3 EG1 PG3 Oudbouw PG4 PG5 OP1 OP2 Centraal PG2 Extractor 0 Pulsie 0 Nieuwbouw Extractor -1 Pulsie -1 Pulsie

P (kW) 1,5 1,5 2,2 3 1,5 1,5 3 1,5 1,5 11 7,5 2,2 4 3 4 1,5

Draaiuren (h/jaar) 8736 8736 3640 8736 8736 8736 2860 8736 8736 5460 0 2600 2600 /// //// 4680

Kostprijs motor (€) EFF2 EFF1 316,00 395,00 316,00 395,00 406,00 506,00 491,00 612,00 316,00 395,00 316,00 395,00 491,00 612,00 316,00 395,00 316,00 395,00 1380,00 1690,00 999,00 1230,00 406,00 506,00 604,00 751,00

316,00

Totale investeringsbedrag (€) Totale besparing (kWh) Totale terugverdientijd (jaar):

Vervanging kapotte motor elektriciteit winst terugverdientijd terugverdientijd (kWh/jaar) motor ( jaar) motor ( jaar) 1171,00 0,96 4,8 1171,00 0,96 4,8 508,00 2,81 14,2 1076,00 1,61 8,1 1171,00 0,96 4,8 1171,00 0,96 4,8 352,00 4,91 24,8 1171,00 0,96 4,8 1171,00 0,96 4,8 1106,00 4,00 21,8 /// //// 363,00 3,94 19,9 342,00 6,15 31,4

395,00

627,00

1,80

9,0

8672,00 11400,00 10,87

Door plaatsten van EFF1-motoren kan men een subsidie ontvangen van Eandis. De premie bedraagt 4 euro/kW met een maximum van 2 500 euro/vestiging per jaar. Door het beperkte geïnstalleerde vermogen heeft deze subsidie echter weinig invloed op de algemene terugverdientijd. •

Optimale start– stopregeling.

Door een goede interpretatie van de temperatuur en concentratie CO2-wijziging in een ruimte bij afschakeling van de overeenkomstige luchtgroep kan een volgend voorstel gedaan worden naar schakeltijden van de luchtgroepen. Tabel 5-13 Winst optimale start - stop regeling Draaitijden Luchtgroep

oorspronkelijk optimaal

Centraal ziekenhuis PG5

6u - 21u 8u -19u

IG3

12u -22u

7u - 20u 8u - 18u 12u 20u

Jaarlijkse besparing (kWh) Free Cooling Ja Nee Ja

thermisch

elektrisch

56737,50 8281,95

6512,00 783,00

Jaarlijkse winst (€) 2441,65 344,68

14078,76

998,80

562,67

61

Met het gebruik van free cooling wordt er bedoeld dat de luchtgroepen om comfortredenen in de zomerperiode ’s morgens of ’s avonds een uur langer draaien. Hierdoor wordt extra frisse buitenlucht in het gebouw gezogen en vergroot het comfortgevoel. •

Sturing van het ventilatiedebiet in functie van de CO2-concentratie.

Men kan het debiet van een luchtgroep aansturen in functie van de bezetting, of vrij vertaald naar de concentratie CO2 in de lucht. Een sturingsmodel werd opgesteld voor de luchtgroepen van de consultatieruimtes nieuwbouw. Een premie van € 651 kan verkregen worden bij Eandis17 voor de installatie van deze frequentiesturingen op de luchtgroepen, hierdoor verkleint de terugverdientijd tot 1,7 jaar. Tabel 5-14 Terugverdientijd sturing adhv CO2-concentratie in de lucht Jaarlijkse besparing (kWh) thermisch

elektrisch

53118,04

16979,76

•

Jaarlijkse besparing(€) Investeringskost (€) 3047,71

5853,48

Terugverdientijd (jaar) 1,92

Sturing verloszalen

Het ventilatiedebiet van een verloszaal kan gestuurd worden door middel van een aanwezigheidsmelder. Hierbij wordt er een stand – byregeling gebruikt waarop de overdrukcoëfficiënt, verhouding ingeblazen – ontrokken lucht, gewijzigd wordt indien er geen bezetting is. Het inblaasdebiet kan enkel gewijzigd worden omdat de extractor ook nog lucht afzuigt uit andere ruimtes. Tabel 5-15 Terugverdientijd sturing adhv overdrukcoëfficiënt Jaarlijkse besparing (kWh)

Verloszaal1 Verloszaal2

thermisch

elektrisch

12283,66 19663,13

5433,07 8373,21

Jaarlijkse besparing(€) Investeringskost (€) 810,24 1274,33

2808,98 2808,98

Terugverdientijd (jaar) 3,47 2,21

Een premie van € 157,5 kan verkregen worden bij Eandis voor installatie van de frequentiesturingen op de luchtgroepen van de verloszalen. Deze verkort de terugverdientijd tot 3,27 jaar voor verloszaal 1 en tot 2 jaar voor verloszaal 2. In verloszaal 2 kan de overdrukcoëfficiënt sterker gereduceerd worden dan in verloszaal 1, dit vertaalt zich in een kortere terugverdientijd.

17

Voor meer info: http://www.eandis.be/nl/03_prof/p05_reg/premies2006.aspx

62

6. Verwarming 1.

Analyse geïnstalleerd verwarmingsvermogen

De stookplaats werd met de komst van de nieuwe consultatieruimtes volledig vernieuwd, deze beschikt nu over volgende ketels. Als opmerking wordt geformuleerd dat het afstellen van de ketels dient te gebeuren in de winterperiode, dan is er minder zuurstof aanwezig in de lucht.

Tabel 6-1 Geïnstalleerde verwarmingsketels

merk type aantal bouwjaar nominaal vermogen (kW) waterinhoud (Liter) modulerend condenserend rendement (%)

Rendamax R3504 2 2004 906 80 ja ja 104%

Viesmann Vitroplex 100 1 2004 895 1398 ja nee 94%

De Viesmannketel is niet condenserend, de reden hiervoor is dat een condenserende ketel duurder is en deze Viesmannketel enkel dient als veiligheid. De drie ketels zijn aangesloten op een modulerende brander, dit betekent dat de brander zich aanpast naargelang de thermische vermogenvraag van de verwarmingskringen.

Tabel 6-2 Calculatie dimensioneren verwarmingsketels

Gasverbruik 2006 (kWh) Graaddagen 2006 (18/22) kWh/GDD Maximum GDD Maximum gasverbruik kWh/dag Maximum benodigd vermogen (kW)

2507120,64 2657,40 943,45 28,00 26416,56 2201,38

De voorgaande berekening leert ons dat de huidige installatie ongeveer 20 % overgedimensioneerd is. Men moet wel rekening houden met het feit dat de nieuwbouw nog niet volledig afgewerkt is, er moet nog een verdiep opgeleverd worden. De volgende grafieken tonen een beeld van het temperatuurverloop van de collector. Bemerk de piek van 90°C. Deze voert men wekelijks door ter preventie van legionella, meer hierover in het volgende puntje.

63

Aanvoertemperatuur °C °C

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

3/05/2007

28/04/2007

Figuur 6-1 Evolutie aanvoertemperatuur hoofdcollector Retourtemperatuur °C °C 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

3/05/2007

23/04/2007

Figuur 6-2 Evolutie retourtemperatuur hoofdcollector

64

2.

Sanitair Warm Water

De opwekking van het sanitair warm water gebeurt door middel van 2 externe warmtewisselaars van 900kW. Echter door de aansluiting van het sanitair warm water op het verwarmingsnet kunnen de condenserende ketels niet meer condenseren. Immers om legionella te vermijden, moet men de watertemperatuur constant boven 60°C houden, deze temperaturen kan men enkel verkrijgen indien de retourtemperatuur van de collector ook zo hoog is. Uit figuur 6-2 kan men afleiden dat de retourtemperatuur nooit lager komt dan 65°C . Pas wanneer de retourtemperatuur lager wordt dan 58º C kan men condenseren. Temperatuur buffervat kring 1

°C 75

70

65

60

55

50

19/04/2007

3/05/2007

Figuur 6-3 Evolutie temperatuur buffervat kring 1

Temperatuur buffervat kring 2

°C 75

70

65

60

55

50

19/04/2007

3/05/2007

Figuur 6-4 Evolutie temperatuur buffervat kring 2

65

De vorige grafieken tonen de temperatuursevolutie in de buffervaten van 1500 liter. Bemerk de wekelijkse piek naar 70°C ter preventie van legionella.

2.1. Legionella Legionella's zijn watersaprofyten, die voorkomen in rivieren, meren en afvalwater. Ze kunnen zich vermenigvuldigen tot hoge concentraties die kunnen gevaarlijk zijn voor de mens. Men vindt legionella meestal terug in waterreservoirs, douches en warm watercircuits. De factor temperatuur is van cruciaal belang voor de ontwikkeling van de legionellabacterie. Een watertemperatuur vanaf 20º C kan de groei bevorderen maar legionella gedeind het best bij temperaturen van 35 - 45 graden Celsius en weerstaat aan temperaturen tot 60°C. De besmetting van de mens gebeurt door het inademen van aërosolen besmet met legionella. Aërosolen zijn zeer kleine vaste/vloeibare deeltjes die gesuspendeerd zijn in een gas. Een goed voorbeeld van een aerosol zijn mist of wolken. Ondertussen zijn er meer dan 34 legionellasoorten beschreven waarvan 20 ziekteverwekkend voor de mens. Wanneer de ziekte optreedt, is deze te behandelen met antibiotica. Doorgaans krijgt iemand alleen griep of longontsteking. Alleen in ernstige gevallen kan de ziekte, zonder de juiste behandeling, dodelijk zijn.

2.2. Ecodis18 Indien men aan legionellabestrijding wil doen zonder het water onnodig op te warmen kan men opteren voor een Ecodisoplossing. Hiermee wordt een Ecodisontsmettingscel voorzien op de watertoevoer. In de ontsmettingscel bevinden zich speciaal beklede, permanente elektroden. Een gelijkstroom op laagspanningsniveau zorgt ervoor dat vanuit het water zelf (dus zonder toevoeging van chemicaliën) zuurstof- en chloorradicalen gevormd worden met een onmiddellijke desinfectie tot gevolg. Bacteriën, virussen, algen en andere micro-organismen worden zo vernietigd. Beide types radicalen versterken elkaar krachtig en activeren op hun beurt reactieve desinfectantia (vrij chloor), die voor een restdesinfectie en nawerking zorgen. Het benodigd elektrisch vermogen per m³ te behandelen water is zeer gering (typisch 20 - 50 Watt per m³ behandeld water). Het best is om deze oplossing te installeren aan de kop van de installatie, zodat zowel het warm als koud water gedesinfecteerd is.

18

Informatie afkomstig van Ecodis, 15/05/2007, www.ecodis.eu

66

Geschatte energiewinst installatie ecodis

Volgende karakteristiek van de hoofdverwarmingsketel helpt ons bij een calculatie:

Figuur 6-5 Karakteristiek rendement stookketel

Momenteel werkt men op een regime 80/60, bij installatie van een Ecodiscel kan men terugvallen naar een regime 60/40. Indien men een gemiddelde rendementsverbetering voorstelt van 4% verkrijgen we een jaarlijks minimum besparing van 100.285kWh gas of ongeveer € 3 510.

67

2.3. Bijkomende besparingmaatregelen 2.3.1 Inleiding

Een grote bemerking is de capaciteit van de buffervaten, deze bevatten elk 1 500l water. Een totaal van 3 000l sanitair warm water is zodoende 24/7 voorradig. De grote vraag is of deze wel correct gedimensioneerd zijn. Een korte berekening volgt in de onderstaande tabel. Tabel 6-3 Sanitair warm waterverbruik

Verpleegafdeling Materniteit 111,00 10,00 Patiënten (aantal) 8,00 30,00 Watergebruik (Liter) 0,75 0,30 Gebruiksfactor 666,00 90,00 Subtotaal (Liter) nvt 400,00 Baden (Liter) 666,00 490,00 Totaal Piek totaal verbruik Liter 1246,00

Men ziet dat het maximum piekverbruik 1 246 liter bedraagt, dit wil zeggen dat wanneer 75% van alle patiënten hun wastafel laten vollopen met warmwater, een derde van de mensen aanwezig in de materniteit een douche nemen en de baden in de materniteit gevuld worden met warm water, men perfect alles kan dekken met 1 buffervat van 1500 liter. 2.3.2. Calculatie winst

De technische gegevens van de buffervaten waren niet bekend, hierdoor kunnen de aanwezige stralingsverliezen niet berekend worden. Uit meetwaarden neemt men waar dat de gehele waterinhoud 1x per dag19 10° opgewarmd moet worden indien men continu boven de 60° wilt blijven. Tabel 6-4 Calculatie winst

Waterinhoud Warmtecapaciteit water Gewenste temperatuur Vertrek temperatuur Warmte nodig opwarming Vermogen benodigd opwarming Jaarlijkse besparing Jaarlijkse besparing

1500,00 4186,00 70,00 60,00 62790000,00 62790000,00 17,44 6366,21 222,82

Liter J/Kg.K ºC ºC J Ws kWh kWh/jaar €/jaar

Men moet het zeker overwegen om deze maatregel door te voeren, daar het benodigde sanitair warm water in het ziekenhuis vroeger gedekt was door een enkele boiler van 2 000 liter. Volgens onze berekening komt men zelfs toe met een enkele boiler van 1 500 liter. Hiermee kan een besparing verkregen worden van 222,82 euro per jaar, of 6366,21 kWh. 19

Zie figuur 6-3

68

2.3.3.Praktisch implementatievoorstel

Figuur 6-6 Opwekking sanitair warm water

Men kan het volledige buffervat loskoppelen van de warmwaterkring door het dicht schroeven van de overeenkomstige kranen. Moest de warmwatervraag plots niet meer gedekt kunnen worden door 1 buffervat, kan men het afgeschakelde buffervat terug aansluiten op de kring door het openen van de kranen. Uit de onderstaande tabel leert men, dat door het grote vermogen van de warmtewisselaar het totale vat in 9 minuten opgewarmd kan worden tot 70°C, wat ook alle legionella aanwezig in het water vernietigt. In de praktijk zal men in een kwartier beschikken over 1 500 liter, legionella vrij, warm water. Dit komt omdat men met een veel lagere temperatuur toekomt op de warmtewisselaar, 70°C in plaats van 90°C, en men hierdoor een lager vermogen beschikbaar heeft. In het rekenvoorbeeld stelde men het vermogen 50% lager in op regime 70/45. Tabel 6-5 Calculatie theoretische opwarmingstijd

Waterinhoud Warmtecapaciteit water Gewenste temperatuur Vertrek temperatuur Warmte nodig opwarming Vermogen benodigd opwarming Vermogen warmte wisselaar (90/45) Tijdsduur opwarmen vat (18°C - 70°C)

1500,00 4186,00 70,00 18,00 326508000,00 326508000,00 90,70 600 9,07

Liter J/Kg.K ºC ºC J Ws kWh kW minuten

Tabel 6-6 Calculatie praktische opwarmingstijd

Waterinhoud Warmtecapaciteit water Gewenste temperatuur Vertrek temperatuur Warmte nodig opwarming Vermogen benodigd opwarming Vermogen warmte wisselaar (70/45) Tijdsduur opwarmen vat (18°C - 70°C)

1500,00 4186,00 70,00 18,00 326508000,00 326508000,00 90,70 300 18,14

Liter J/Kg.K ºC ºC J Ws kWh kW minuten

69

3. Conclusies •

Ecodis

De verwarmingsketels kunnen momenteel niet condenserend werken, dit door legionellapreventie. Er kan pas condenserend gewerkt worden indien de retourtemperatuur lager is dan 58°C. Deze retourtemperatuur is te laag om het water in de sanitair warmwaterbuffervaten boven 70°C te houden. Een oplossing bestaat erin om een Ecodiscel aan het watercircuit toe te voegen. Deze desinfecteert het water aan de hand van 2 elektroden. Het best is om deze oplossing te installeren aan de kop van de installatie, zodat zowel het warm als koud water gedesinfecteerd is. Door dit te implementeren hoeft het water niet meer boven 70°C gehouden te worden om legionellavrij te zijn en kunnen de ketels condenseren, dit resulteert in een grote thermische besparing. Volgende tabel schept duidelijkheid over de terugverdientijd van zulk systeem. Tabel 6-7 Besparing bij installatie Ecodis ontsmettingscel Besparing thermisch kWh/jaar 100285,00

•

Besparing (€/jaar)

Kostprijs20 (€)


3509,98

53225,14

15,16

Sanitair warm water

Er zijn in het ziekenhuis 2 warmwaterbuffers geïnstalleerd van elk 1500 liter. Via calculatie is aangetoond dat de maximum piekvraag warm water 1 246 liter bedraagt. Hieruit kan besloten worden dat er 1 warmwaterbuffervat kan afgesloten worden. Indien men plots toch een grote warm water vraag heeft, kan men het tweede buffervat opwarmen tot 70°C in ongeveer 15 minuten. Tabel 6-8 Besparing sanitair warm water Besparing thermisch kWh/jaar 6366,21

Winst (€/jaar) 222,82

20

In het ASZ-Aalst werd reeds een Ecodis-cel geïnstalleerd, deze investeringskost werd overgenomen. Deze investeringskost zal wijzingen in het ASZ-Wetteren, daar deze afhankelijk is van een aantal factoren.

70

7. Pompen en compressoren 1. Pompen Een grote factor om op in te spelen bij de installatie van pompen is het correct instellen van het debiet. Vele pompen zijn immers voorzien van een schakelaar waar men in 3 standen het geleverde vermogen of debiet van de pomp kan wijzigen. Een andere mogelijkheid is het gebruik van een frequentiedrive op de motor, men stuurt het toerental van de motor in functie van het gevraagde debiet. Dit doet men door middel van een druksensor over de pomp. Wanneer er een laag drukverschil heerst over de in – uitlaat van de pomp, dus er een opening in het circuit bestaat, stuurt de frequentiedrive de motor hoger in vermogen. Er ontstaat een groter debiet. Het omgekeerde ontstaat wanneer er een hoog drukverschil heerst tussen in – uit laat, in overeenstemming met een gesloten systeem, stuurt de frequentiedrive de motor lager in vermogen, dus een kleiner debiet. Pompen die niet beschikken over een ingebouwde drukverschilopnemer kan men frequentiegestuurd maken door het plaatsen van een drukverschil opnemer op de collector tussen départ en retour. Tabel 7-1 Aanwezige pompen in de stookplaats 9B 9A 8B 8A 7B 7A 6B 6A 5B 5A 4B 4A 3B 3A 2B 2A 15B 15A 14B 14A 13B 13A 12B 12A 11B 11A 10B 10A 20 19 18 17 16 1A 1B

magna D magna D magna D magna D magna D magna D UPED UPED UPED UPED UPED UPED magna D magna D TPE TPE UPS UPS UPSD UPSD UPS UPS UPSD UPSD magna D magna D magna D magna D UPS UPS UPS UPS UPS UPSD UPSD

50-60F E 50-60F E 50-60F E 50-60F E 40-100F 40-100F 80-120F 360D 80-120F 360D 80-120F 360D 80-120F 360D 80-120F 360D 80-120F 360D 40-100F 40-100F 80 A2 19F1 80 A2 19F1 40-180F B 40-180F B 50-120F 50-120F 40-180F B 40-180F B 50-120F 50-120F 32-120F 32-120F 32-120F 32-120F 32-120F 32-120F 32-120F 32-120F 32-120F 80-120F 80-120F

25-400 25-400 25-400 25-400 10-180 10-180 110-1550 110-1550 110-1550 110-1550 110-1550 110-1550 10-180 10-180 750 750 490-570-770 490-570-770 450-530-720 450-530-720 490-570-770 490-570-770 450-530-720 450-530-720 25-435 25-435 25-435 25-435 320-340-380 320-340-380 320-340-380 320-340-380 320-340-380 1000-1100-1500 1000-1100-1500

W W W W W W W W W W W W W W W W W W W W W W W W W W W W W W W W W W W

71

De vorige tabel beschrijft de gevonden pompen in de stookplaats, deze zijn van het merk Grundfos. De reden waarom er per kring 2 pompen staan is voor de veiligheid. Indien 1 pomp kapot is, kan de andere pomp de last overnemen en zit een kring in het ziekenhuis nooit zonder verwarming. De in het grijs gearceerde pompen zijn frequentiegestuurde pompen; de groene gearceerde pompen zijn pompen voor het sanitair warmwaternet. Door de keuze van frequentiegestuurde pompen bespaart21 men 19 115 kWh of €1 338,05. Tabel 7-2 Besparing gebruik frequentiegestuurde pompen

2. Compressoren Volgende compressoren werden gevonden in het ziekenhuis. Tabel 7-3 Aanwezige compressoren Compressor 1+ 2 Atlas Capco GA7 10 bar compressor bouwjaar 2001+2006 maximale ontlastdruk 10 bar nominale werkdruk 9,5 bar aandrijfmotor Leroy Somer LS 132H toerental motor 2930 omw/min opgenomen vermogen 8,7 kw oliecapaciteit 4,8 l Compressor 3 motor Leroy Somer LS 132S30 vermogen 5,5 kW spanning 380 V stroom 12 A bouwjaar 1959 zuiger compressor Atlas Capco LT8 20bar toerental 1800 omw/min bouwjaar 1992

21

Grundfos,15/05/2007, http://net.grundfos.com/doc/webnet/magna/frames_flash.htm

72

Compressor 1 en 2 dienen de persluchtvraag te beantwoorden van het ziekenhuis. Compressor 3 staat geschakeld als back-up. Deze compressoren werken op een druk van 10 bar. Deze druk wordt echter na het operatiekwartier via een ventiel verlaagd tot 5 bar. Volgende gegevens werden afgelezen aan de compressoren:

Tabel 7-4 Berekening startstop cyclus

Compressor 1 # starts 180517,00 # bedrijfsuren 13952,00 # uren belast 10106,00 Start-tijd 3,36 Cyclustijd 4,64

Compressor 2 15321,00 # starts # bedrijfsuren 3650,00 # uren belast 2060,00 8,07 Start-tijd 14,29 Cyclustijd

Compressor 1

[uur] [uur] [uur] [min] [min]

Compressor 2

Start-cyclus Stop-cyclus

Start-cyclus Stop-cyclus

28% 44%

56%

72%

Figuur 7-1 Bezettingsgraad compressoren

Besluit Door de hoge bezettingsgraad van de luchtdrukgroepen kunnen we besluiten dat deze correct gedimensioneerd zijn. Wel is het raadzaam om het ganse circuit even te overlopen om persluchtverliezen uit te sluiten. Om een optimale energiebenutting te verkrijgen is een regelmatig onderhoud van de luchtfilter belangrijk.

3. Conclusies Door het gebruik van frequentiegestuurde pompen bespaart men jaarlijks 19 115 kWh of €1 338,5. Belangrijk is dat voor implementatie van frequentiegestuurde pompen subsidies22 kan ontvangen worden van Eandis. Deze bedraagt 105 euro per geïnstalleerde kW.

22

Deze kan men terugvinden op: http://www.eandis.be/nl/03_prof/p05_reg/premies2006.aspx

73

8. Alternatieve energieopwekking 1. Inleiding Alternatieve energieopwekking wordt volop gepromoot door de overheid. Er werden twee systemen onderzocht, zonnepanelen (fotovoltaïsche panelen) en zonneboilers. De werking wordt hieronder kort besproken zodat we een algemeen besluit kunnen formuleren.

2. Zonnepanelen23 In een zonnecel wordt licht rechtstreeks omgezet in elektriciteit. Een zonnecel bestaat uit een dun plaatje met aan de bovenzijde een negatieve lading en aan de onderzijde een positieve lading. Dit plaatje is gemaakt van halfgeleidend materiaal, silicium. De energie van het invallende licht brengt hierin een elektrische stroom op gang.

Figuur 0-1 Werking zonnecel24

Afhankelijk van het type silicium zal de cel een groter of kleiner aandeel van het zonlicht omzetten in elektriciteit. Er bestaan 3 soorten cellen: -

monokristalijn silicium polykristalijn silicium amorf silicium

(rendement 12-15%) (rendement 11-14%) (rendement 5-7%)

Deze cellen worden verwerkt in grotere PV-panelen. Deze panelen worden aan elkaar geschakeld en gekoppeld aan het elektriciteitsnet. Dit gebeurt met een omvormer, men kan dan energie in het net sturen. Het vermogen van een PV-paneel wordt uitgedrukt in kWp (kilowattpiek). Dit is het vermogen dat een PV-paneel levert bij loodrechte inval van de zonnestralen. Subsidies - Ecologiesteun van 24,5% van de Vlaamse gemeenschap - Verhoogde investeringsaftrek van 14,5% - Jaarlijkse afschrijving van 10% gedurende 10 jaar - Groene stroomcertificaten van € 0,45/kWh - Premiebedrag gemeente Wetteren € 625. 23 24

Informatie afkomstig van ODE Vlaanderen: Organisatie voor duurzame energie,15/05/2007, www.ode.be Figuur akomstig van: http://www.warmwonen.nl/Illustraties/ZonneCelPrincipe.gif, 15/05/2007

74

Voorbeeld25 Tabel 8-1 Rekenvoorbeeld terugverdientijd zonnepanelen

De zonnepanelen nemen ongeveer een oppervlakte in van 40m², gerekend aan 8m² per kWp. Dit voorstel zou men kunnen plaatsen op het dak van het ziekenhuis, daar men zeker de ruimte er voor bezit. Indien de oppervlakte van de zonnepanelen meer of 20% bedraagt van de totale oppervlakte moet men een bouwvergunning aanvragen. Maar bij deze opstelling is dit het geval niet.

25

Informatie afkomstig van ODE Vlaanderen: Organisatie voor duurzame energie,15/052007, www.ode.be

75

Uit bovenstaand voorbeeld blijkt dat het interessanter is om met eigen middelen de zonnepanelen te bekostigen. Een belangrijke opmerking is dat in de toekomst26 de ecologiepremie toegekend wordt via een callsysteem. Per jaar worden drie calls gelanceerd. De ingediende projecten worden gerangschikt op basis van milieuperformantie. De beste dossiers krijgen als eerste de steun. Zo loopt men de lijst af tot het budget is uitgeput. Hiermee loopt men de kans dat deze premie voor een project geweigerd wordt. Indien men geen ecologiepremie verkrijgt, stijgt in bovenstaand voorbeeld de terugverdientijd van 11 jaar naar 14,5 jaar.

3. Zonneboilers27 Zonneboilers zetten de energie van de zon om in thermische energie. Hierdoor verkrijgt men opgewarmd water. Uit de onderstaande figuur kan men de werking afleiden.

Figuur 0-2 Opstelling zonneboiler

1) De zonnecollector vangt het invallende zonlicht op en zet het, via de absorber, om in warmte. Deze warmte wordt via een vloeistof getransporteerd naar het buffervat (3). 2) Primaire kringloop, hierin circuleert de vloeistof tussen de collector en de warmtewisselaar van het buffervat.

26 27

Informatie afkomstig van www.vlaanderen.be , 15/05/2007 Informatie afkomstig van ODE Vlaanderen: Organisatie voor duurzame energie,15/05/2007, www.ode.be

76

3) Het buffervat zorgt ervoor dat de warmte van de zon gestockeerd wordt tot men ze wil gebruiken. 4) Randapparatuur, bv. een circulatiepomp voor het rondpompen van de vloeistof in de primaire kringloop. 5) De naverwarming, aangezien in Vlaanderen de temperatuur in het buffervat van een zonneboiler niet volstaat voor direct gebruik, wordt de warmteopslag bijna altijd gekoppeld aan een naverwarming. Deze brengt het water op de door de gebruiker gewenste temperatuur.

Subsidies -

Ecologiesteun van 10,5% van de vlaamse gemeenschap Verhoogde investeringsaftrek van 14,5% Jaarlijkse afschrijving van 10% gedurende 10 jaar Distributienetbeheerder: € 75/m² (min. € 625 en max. € 3750) Premiebedrag gemeente Wetteren: €620

4. Conclusies •

•

Tijdens een telefonisch contact met de firma Sanisolar werd het duidelijk dat in België de beste keuze, fotovoltaïsche panelen of zonneboilers, fotovoltaïsche panelen zijn. Dit mede gesteund door de gunstigere subsidies. Een voorbeeldopstelling waarbij gebruik gemaakt wordt van fotovoltaïsche panelen, die toepasbaar is op het ASZ-Wetteren vindt men terug in tabel 8.1. De hieronder afgebeelde tabel vat deze kort samen. Er moet opgemerkt worden dat in deze tabel de ecologiepremie bijgeteld werd. Deze zal in de toekomst wijzigen, voor meer informatie verwijzen we u door naar www.vlaanderen.be. Zonder de ecologiepremie stijgt de terugverdientijd naar 14,5 jaar in dit specifieke voorbeeld. Tabel 8-2 Overzicht investering fotovoltaïsche panelen Energiewinst (kWh/jaar) 4250,00

Energiewinst (€/jaar) 2125,00

Kostprijs (€) 22913,00

Terugverdientijd (jaar) 10,78

77

9. Gebouwenbeheersysteem Het ziekenhuis ASZ-Wetteren beschikt over een gebouwenbeheersysteem Desigo Insight. Dit is een softwarepakket afkomstig van Siemens waarin men specifiek de HVAC, verwarming, ventilatie en koeling, kringen kan sturen.

Figuur 0-1 Layout Desigo Insight

Enkele bemerkingen werden gemaakt toen men het gebouwenbeheersysteem inspecteerde. Warmwaterproductie

De dinsdagavond van 22 – 24u worden de sanitair warmwaterkringen opgestookt tot 70°C ter preventie van legionella. Er dient een temperatuurscurve geplaatst te worden op de stookketels. Met een temperatuur lopende van min. 65°C en max.85°C. De temperatuursregeling aanwezig op de stookketels werkt in principe nog niet.

Kring radiatoren

Nu werken de kringen op comfort, hiermee is de temperatuur overdag 21°C en ’s nachts 15°C. Het is raadzaam op om elk circuit een temperatuursensor te plaatsen die waakt over deze vooropgestelde temperaturen. De minimale nacht overwakingstemperatuur dient bepaald te worden door een bepaling van het heersende dauwpunt en dit per zone (kring). Per gebouw kan men in principe 4 zones verwachten, dit komt overeen met 1 kring (zone) voor iedere windrichting.

78

Er werd een kleine aanpassing gedaan aan de stookcurve. Setpoint 1 zoals zichtbaar in figuur 9-2 werd aangepast van -11°C naar -10°C. Wanneer de buitentemperatuur -10°C bedraagt wordt de voorlooptemperatuur van de stookketels opgevoerd naar 80°C. De voorlooptemperatuur vanaf een buitentemperatuur van 20°C werd aangepast van 35°C naar 30°C, zoals zichtbaar in figuur 9-2.

Figuur 0-2 Setpoints radiatoren

Ijswaterkring

Er moet een klokje geplaatst worden op elke pomp. De pomp voor de ventiloconventoren draait continu. Deze moet ’s nachts niet draaien. Koelgroepen worden nog niet gestuurd via het GBS. Een temperatuursvrijgave en cascade regeling dient geïmplementeerd te worden.

Verlichting

De sturing van de verlichting aan de hand van het gebouwenbeheersysteem staat nog niet op punt. Een dag/nacht sturing kan geïmplementeerd worden, alsook een sturing volgens aanwezigheid.

Luchtgroepen

De tijdsregeling op de luchtgroep consult stomatologie is bedenkelijk, deze is geschakeld van maandag tot vrijdag van 06u – 24u. Deze zou moeten geregeld worden volgens aanwezigheid van de arts. De zomercompensatie werd ook aangepast op elke luchtgroep, indien de buitentemperatuur varieert tussen -10°C en 10°C wordt de kamertemperatuur 1°C opgetrokken. Bij buitentemperatuur van 20°C en 35°C wordt de kamertemperatuur verhoogt met 3°C. Deze bovengrens van 35°C was vroeger 30°C.

79

Figuur 0-3 Zomercompensatie luchtgroepen

Ventiloconvectoren (VAV)

Figuur 0-4 Setpoints ventiloconvectoren

De door de gebruiker ingestelde offset op de standaardtemperatuur vervalt elke dag. Dit voorkomt dat sommige lokalen onnodig op een hogere of lagere temperatuur worden gehouden. De gebruiker kan de temperatuur in het lokaal ±3°C regelen, deze offset werd aangepast naar ±2°C. Deze wijziging is echter niet zichtbaar voor de gebruiker.

80

Besluit: Beschrijving van alle besparingsmogelijkheden Tabel 0-1 Algemeen besluit Besparingsmogelijkheden maatregel

Investering (€)

Subsidie (€)

(1)aanbrengen vliesgevel

bepaald door klant

35000,00

(2) TL verlichting uitrusten met EVSA

11545,00

(3) optimale TL verlichting T5 + EVSA

Elektriciteit (kWh)

Gas


(€)

CO2 (ton)

3620,56

25,86

33759,50

2363,17

25,32

4,89

31878,00

40177,08

2812,40

30,13

11,33

(4) aanbrengen spaarlampen

1833,32

9901,47

693,10

7,43

2,65

(5) aanwezigheidsmelders

600,00

4927,00

344,89

3,70

1,74

(6) optimale verlichting patiëntengangen

4800,00

15557,76

1089,04

11,67

4,41

(7) geavanceerde regeling RC koelgroepen

bepaald door klant

69653,00

4875,71

52,24

(8) verlagen condensordruk RC koelgroepen

bepaald door klant

18606,00

1302,42

13,95

(9) implementeren EFF1 motoren

8672,00

11400,00

798,00

8,55

10,68

(10) optimale start - stop regeling luchtgroepen

0,00

(11) frequentiesturing luchtgroepen consultatie

5853,48

(12) sturing luchtgroepen verloszalen

5617,96

(13) installatie Ecodis cel (14) afschakeling buffervat sanitair warmwater

103444,50

8293,80

79098,21

3349,00

25,99

0,00

651,00

16979,76

53118,04

3047,71

26,01

1,71

157,50

13806,28

31946,79

2084,58

18,34

2,62

53225,14

100285,00

3509,98

25,07

15,16

0,00

6366,21

222,82

1,59

0,00

(15) Frequentiegestuurde pompen (16) plaatsing zonnepanelen

146,80

(kWh)

32500,00

976,50

19115,00

1338,05

14,34

9588,00

4250,00

2125,00

3,19

33576,42

268,07

Totaal bespaard

232667,15

374258,75

% besparing

20,14%

14,05%

10,78

17,49%

Opmerking: Men moet kiezen tussen besparingsmogelijkheid (2) en (3). Mogelijkheid (3) is een doorgedreven besparingsmogelijkheid, deze werd ogenomen in de totale besparing onderaan de tabel, mogelijkheid (2) niet.

81

Maatregel (1) Aanbrengen vliesgevel Een vliesgevel is momenteel aangebracht aan de westelijke gevel, indien men deze aanbrengt aan de oostelijke gevel kan men dezelfde warmtewinsten verwachten. Maatregel (2) TL verlichting uitrusten met elektronische voorschakelapparatuur De verlichting kan geoptimaliseerd worden door het aanbrengen van elektronische voorschakelapparatuur. Deze hebben lagere verliezen dan conventionele ballasten. Bijkomend voordeel is dat de levensduur van de TL-lampen stijgt. Maatregel (3) optimale TL-verlichting T5 + EVSA Uit onderzoek is gebleken dat enkel 36W TL-lampen rendabel vervangen kunnen worden door een T5-equivalent. De rest van de TL-verlichting wordt geoptimaliseerd met elektronische voorschakelapparatuur. Maatregel (4) aanbrengen spaarlampen Er zijn nog altijd conventionele gloeilampen aanwezig in het ziekenhuis, deze kan men vervangen door spaarlampen. Maatregel (5) aanwezigheidsmelders Sommige plaatsen zijn onnodig verlicht, dit kan men optimaliseren door het plaatsen van aanwezigheidsmelders. Maatregel (6) optimale verlichting patiëntengangen TL-armaturen worden het best geplaatst in de lengterichting van een gang. Hierdoor wordt er een veel egalere lichtverdeling verkregen en is er minder vermogen nodig om een minimum verlichtingssterkte te bereiken. Maatregel (7) geavanceerde regeling RC-koelgroepen De grote koelgroepen op het dak draaien continu en zijn overgedimensioneerd. Optimaal stuurt men deze aan in functie van de buitentemperatuur. Vanaf 12°C schakelt de 1ste koelgroep in, vanaf 25°C zijn beide koelgroepen actief. Maatregel (8) verlagen condensordruk De koelgroepen op het dak worden best in de schaduw geplaatst. Hierdoor daalt de uitgangsdruk na de compressor dalen. Het verlagen van deze druk zorgt ervoor dat de elektrische motor v.d. compressor minder energie zal verbruiken. Er wordt voorgesteld om een kunstmatige schaduw te creëren. Maatregel (9) implementeren EFF1-motoren EFF1-motoren hebben een hoger rendement en kunnen toegepast worden in de vele luchtgroepen in het ziekenhuis. Aangeraden wordt om elke kapotte motor te vervangen door EFF1-motor, deze wordt terugverdiend in minder dan een jaar.

82

Maatregel (10) optimale start– stopregeling van de luchtgroepen Een verbeterd start– stopschema werd opgesteld voor de luchtgroepen. Deze maatregel is rechtstreekse winst daar er enkel de klok van de desbetreffende luchtgroep moet aanpast worden. Maatregel (11) frequentiesturingen luchtgroepen consultatie Door de sterk variërende bezetting van deze ruimte kan een CO2 gestuurde regeling geïmplementeerd worden. Aan de hand van de concentratie CO2 wordt het ventilatie debiet geregeld. Maatregel (12) frequentiesturing luchtgroepen verloszalen Het ventilatiedebiet van een verloszaal kan gestuurd worden door middel van een aanwezigheidsmelder. Hierbij wordt er een stand – byregeling gebruikt waarop de overdrukcoëfficiënt, verhouding ingeblazen – ontrokken lucht, gewijzigd wordt indien er geen bezetting is. Maatregel (13) installatie Ecodiscel Door legionellapreventie kunnen de condenserende ketels niet condenserend werken. De retourtemperatuur bij condenserende werking is te laag om legionella te vrijwaren in de sanitair warmwaterkring. Dit is op te lossen door installatie van een Ecodiscel, deze ontsmet het water. Bijgevolg kunnen de retourtemperaturen dalen en kunnen de ketels condenseren. Maatregel (14) afschakeling buffervat sanitair warm water De warmwateropslag is overgedimensioneerd. Bij afschakeling wordt er rechtstreekse winst gecreëerd. Maatregel (15) frequentiegestuurde pompen Frequentiegestuurde pompen sturen debiet in functie van de vraag. Deze pompen werden geïnstalleerd in het ziekenhuis, een energiebesparing werd berekend. Maatregel (16) Plaatsing zonnepanelen Indien er voor 40m² fotovoltaïsche panelen op het dak van het ziekenhuis geplaatst worden, wekken deze een jaarlijks vermogen op van 4250 kWh. Door de gunstige subsidies is het plaatsen van fotovoltaïsche panelen rendabeler dan het plaatsen van een zonneboiler. Zonder subsidies is de terugverdientijd voor de zonnepanelen ongeveer 14,5 jaar.

83

Literatuurlijst

Als voorstudie van mijn thesis en om een inzicht te verkrijgen in de HVAC installaties zijn volgende boeken geraadpleegd:

Cursus HVAC, Brussel: Siemens Building Technologies, 2002 Hx-diagram, structuur en toepassing,Brussel: Siemens Building Technologies, 2002 Meettechniek, Brussel: Siemens Building Technologies, 2002 Regel- en stuurtechniek, Brussel: Siemens Building Technologies, 2002 Regelen en sturen van ventilatie- en luchtbehandelingsinstallaties, Brussel: Siemens Building Technologies, 2003 Regelen en sturen van verwarmingsinstallaties,Brussel: Siemens Building Technologies, 2002 Van Kimmenaede, A.J.M, Warmteleer voor technici, Groningen: Wolters-Noordhoff, 2001

Om mijn verlichtingsberekeningen voor het ASZ-Wetteren te staven heb ik beroep gedaan op Philips België. Via mailverkeer hebben zij mij zorgvuldig informatie toegezonden. UplampinggidsNL, Nederland: Philips Lighting, 2006 TLrangeNL, Nederland: Philips Lighting, 2006 Voor de technische tabellen van verschillende TL-lampen: Philips Lighting, Technical Datasheets, 07/12/2006, http://www.lighting.philips.com/in_en/architect/lamps_leds_gear_innovations/brochures/datash eets/fluo.php?main=be_nl&parent=1_8&id=in_en_brochures&lang=nl, Om de verlichtingssterktes te bepalen werd gebruikt gemaakt van volgende software: DIALux 4.2. 2006 DIAL GmbH Om de besparing te bepalen bij van een EFF1-motor werd gebruik gemaakt van de volgende software: Sinasave 2.0. 2006 Siemens AG De bronnen voor de inleidende tekst over het ontstaan van Siemens: Siemens AG, Siemens History Site, 13/12/2006, http://w4.siemens.de/archiv/en/geschichte.html Voor de geschiedenis van het ziekenhuis werd ik voldoende ingelicht door Dhr. Marc Demeyer: Demeyer M. interview. 14/12/2006

84

Bijlagen

1

Coatings

Figuur 0-1 Specificaties glasfabrikant Glaverbel28

Figuur 0-2 Specificaties glasfabrikant Glaverbel 28

Informatie afkomstig van Glaverbel, 15/05/2007, http://www.myglaverbel.nl/products/

2

Figuur 0-3 Specificaties coatings afkomstig van Bekaert29

Er werd naast de huidige beglazing, Stopray Neutral Zilver 43/25, ook de specificaties opgenomen van een ander type beglazing. Dit om de verschillen tussen achteraf coaten of bij de glasfabrikant een coating aanbrengen te verduidelijken. Zoals men kan vergelijken is de directe energietransmissie bij zowel Glaverbel en Bekaert vergelijkbaar. De ZTA30 coëfficiënt bij achteraf coaten is hoger, dit komt door de hogere energieabsorptie in het glas bij achteraf coaten. Bij achteraf coaten brengt men de zonwerende folie aan de binnenkant van het raam aan. Een glasfabrikant brengt de coating aan in de luchtspouw, hierdoor wordt minder energie in het glas geabsorbeerd.

29

Informatie afkomstig van Bekaert, 15/05/2007, http://www.panoramafilm.com/ De zontoetredingsfactor van een beglazing is de verhouding tussen de totale hoeveelheid zonne-energie die door de beglazing een ruimte binnenkomt, en de hoeveelheid op het glas vallende zonne-energie. Deze totale energie is de som van de direct doorgelaten zonne-energie (DET) en de energie die na absorptie door de beglazing alsnog in de binnenruimte wordt uitgestraald (EA). Dus optimaal is zo laag mogelijk indien men de zonnewarmte wil weren.

30

3

Europese verlichtingsnorm EN 12464-1

4

5

6

7

8

Berekeningstabellen terugverdientijden verlichting

Tabel 0-1 Berekening terugverdientijd installatie EVSA # armaturen 18W 36W 58W

113,0 244,0 83,0

Kostprijs EVSA (€) 20 20 20

Arbeidskost (€/h) 20 20 20

Duur installatie (min) 15 20 20

Totale Kost (€) 2825,00 6506,67 2213,33

Tabel 0-2 Berekening terugverdientijd installatie TL5-armaturen # armaturen 18W 36W 58W

113,0 244,0 83,0

Totaal kostprijs TL5-armatuur (€) 100 100 100

Arbeidskost (€/h) 20 20 20

Duur installatie (min) 30 30 30

Totale Kost (€) 12430,00 26840,00 9130,00

Tabel 0-3 Berekening terugverdientijd installatie spaarlampen # armaturen 3W 7W 11W 18W

91,0 28,0 19,0 82,0

Kostprijs spaarlamp (€) 5 5 5 5

Arbeidskost (€/h) 20 20 20 20

Duur installatie (min) 10 10 10 10

Totale Kost (€) 758,33 233,33 158,33 683,33

9

Berekeningstabellen besparingsmogelijkheden luchtgroepen De grijze gekleurde vakjes stellen telkens de jaarlijkse besparing voor per uur afschakeling. In geval van ‘free cooling’, of ’s morgens een uur vroeger opstarten, wordt er minder elektriciteit bespaard, de ventilatoren draaien immers een uur langer dan gebruikelijk. In geval van warmterecuperatie wordt er jaarlijks per uur afschakeling minder energie bespaard, een deel van het benodigde warmtevermogen wordt gedurende dat uur teruggewonnen.

Tabel 0-4Calculatie besparing per uur afschakeling luchtgroep PG5 kJ/kg.K

kg/m³

1,005 1,293 #uren

debiet ( m³/h) 5500

Pmotor kW 1 3 Besparing kWh/jaar elektrisch Free cooling No Free cooling 492 783 € 34,44 € 54,81 Besparing kWh/jaar thermisch kWh warmte bespaard 4025,03 η Boiler 0,90 η Distributie 0,60 η Luchtbuizen 0,90 Totaal rendement 0,49 kWh/jaar eff warmte bespaard 8281,95 € 289,87 Geen warmte recuperatie

10

Tabel 0-5 Calculatie besparing per uur afschakeling luchtgroep IG3 kJ/kg.K 1,005

kg/m³ 1,293


#uren

Pmotor kW

1

2,2

Besparing kWh/jaar Free cooling No Free cooling 499,4 803 € 34,958 € 56,21 Besparing kWh thermisch kWh warmte bespaard 4837,62 η Boiler 0,9 η Distributie 0,6 η Luchtbuizen 0,9 Totaal rendement 0,49 kWh eff warmte bespaard 9953,95 € 348,39 Warmte recuperatie η recuperatie 0,5 η distributie 0,8 kW vermogen recuperatie batterij 15,6 kWh recuperatie 1416,48 kWh eff totaal warmte bespaard 7039,38 € 246,38 Effectieve besparing/jaar

Tabel 0-6 Calculatie besparing per uur afschakeling luchtgroep centraal ziekenhuis kJ/kg.K 1,005

kg/m³ 1,293

#uren

debiet ( m³/h) 11400 Pmotor kW

1 11 Besparing kWh/jaar Free cooling No Free cooling 2497 4015 € 174,79 € 281,05 Besparing kWh thermisch kWh warmte bespaard 13787,22 η Boiler 0,9 η Distributie 0,6 η Luchtbuizen 0,9 Totaal rendement 0,49 kWh eff warmte bespaard 28368,76 € 992,91 Geen warmte recuperatie

11

Tabel 0-7 Calculatie besparing per uur afschakeling luchtgroep niveau -1 PULSIE kg/m³ 1,293

kJ/kg.K 1,005


#uren

Pmotor kW

1

4

Besparing kWh/jaar Free Cooling No Free cooling 656 1044 € 45,92 € 73,08 Besparing kWh thermisch kWh warmte bespaard 6494,93 η Boiler 0,9 η Distributie 0,6 η Luchtbuizen 0,9 Totaal rendement 0,49 kWh eff warmte bespaard 13364,05 € 467,74 Warmte recuperatie η recuperatie 0,5 η distributie 0,8 kW vermogen recuperatie batterij 48,3 kWh recuperatie 3168,48 kWh eff totaal warmte bespaard 6844,54 € 239,56 Effectieve besparing/jaar Besparing kWh koeling kWh cooling bespaard 1139,95 COP Airco 3 η Distributie 0,9 η Luchtgroep 0,85 η Totaal 2,3 kWh eff elek bespaard 496,71 € 34,77 Effectieve besparing/jaar

EXTRACTIE Pmotor kW 3 Besparing kWh/jaar elektrisch (extractie) Free Cooling No Free Cooling 492 783 € 34,44 € 54,81

12

Tabel 0-8 Calculatie besparing per uur afschakeling luchtgroep consult PULSIE kg/m³ 1,293

kJ/kg.K 1,005


#uren

Pmotor kW

1

4

Besparing kWh/jaar Free Cooling No cooling 656 1044 € 45,92 € 73,08 Besparing kWh thermisch kWh warmte bespaard 5078,85 η Boiler 0,9 η Distributie 0,6 η Luchtbuizen 0,9 Totaal rendement 0,49 kWh eff warmte bespaard 10450,31 € 365,76 Warmte recuperatie η recuperatie 0,5 η distributie 0,8 kW vermogen recuperatie batterij 15,6 kWh recuperatie 1023,36 kWh eff totaal warmte bespaard 8344,63 € 292,06 Effectieve besparing/jaar Besparing kWh koeling kWh cooling bespaard 907,78 COP Airco 3 η Distributie 0,9 η Luchtgroep 0,85 η Totaal 2,3 kWh eff elek bespaard 394,68 € 27,6 Effectieve besparing/jaar

EXTRACTIE Pmotor kW 2,2 Besparing kWh/jaar elektrisch (extractie) Free Cooling No Cooling 360,8 574,2 € 25,26 € 40,19

13

Tabel 0-9 Calculatie energiewinst implementeren CO2-sensor Recuperatie batterij Koelingbatterij 0,50 COP Airco 3,00 η warmte recuperatie 0,80 0,90 η Distributie η Distributie # uren warmterecup 1640,00 0,85 η Luchtgroep P warmtebatterij 15,60 2,30 η Totaal P kWh 10233,60 Verwarmingsbatterij 0,90 η Boiler 0,60 η Distributie 0,90 η Luchtbuizen 0,49 η Totaal Besparing thermisch (warmte) Effectief Oorspronkelijk opgewekt Effectief bespaard Frequentie 25710,04577 52901,33 53118,04 (kWh/jaar) OTSP 5078,850874 10450,31 som 30788,89664 63351,64 Besparing elektrisch (koeling) Effectief elek Oorspronkelijk Terugwinning Finaal kWh nodig kWh/jaar Frequentie 4488,97 0,00 4488,97 1955,98 OTSP 907,78 0,00 907,78 395,55 som 5396,75 0,00 5396,75 2351,52

14

Tabel 0-10 Calculatie winst verloszalen

Toegevoerd lucht Totaal afgevoerde lucht % overdruk origineel % overdruk stand-by Toegevoerd lucht stand-by Debiet bespaard kJ/kg.K 1,005

kg/m³ 1,293

Verloszaal 1 m³/h 1600 1280 1,25 1,05 1344 256 #uren koelen 8

Verloszaal 1 Besparing kWh thermisch kWh warmte bespaard 6296,43 0,90 η Boiler 0,60 η Distributie 0,90 η Luchtbuizen Totaal rendement 0,49 bezettingsgraad verloszaal (%) 1,50 kWh/jaar eff warmte bespaard 12761,28 € 446,64 Warmte recuperatie 0,50 η recuperatie 0,80 η distributie verhouding debiet/extractie 0,22 verhouding uren 0,42 η totaal 0,04 kWh/jaar eff totaal warmte 12283,66 bespaard Effectieve besparing € 429,93 Koeling kWh cooling bespaard 376,24 COP Airco 3,00 η Distributie 0,90 η Luchtgroep 0,85 η Totaal 2,30 bezettingsgraad verloszaal (%) 1,50 kWh/jaar eff elek bespaard 161,48 Effectieve besparing € 11,30

Verloszaal 2 m³/h 1400 920 1,52173913 1,05 966 434 # uren verwarmen 4 Verloszaal 2 Besparing kWh thermisch kWh warmte bespaard 10674,41 0,90 η Boiler 0,60 η Distributie 0,90 η Luchtbuizen Totaal rendement 0,49 bezettingsgraad verloszaal (%) 8,00 kWh/jaar eff warmte bespaard 20206,70 € 707,23 Warmte recuperatie 0,50 η recuperatie 0,80 η distributie verhouding debiet/extractie 0,16 verhouding uren 0,42 η totaal 0,03 kWh/jaar eff totaal warmte 19663,13 bespaard Effectieve besparing € 688,21 Koeling kWh cooling bespaard 637,84 COP Airco 3,00 η Distributie 0,90 η Luchtgroep 0,85 η Totaal 2,30 bezettingsgraad verloszaal (%) 8,00 kWh/jaar eff elek bespaard 255,69 Effectieve besparing € 17,90

Elektrische besparing benodigd ventilator vermogen Vermindering benodigd vermogen 0,61 Vermindering benodigd vermogen 1,01 kWh/jaar bespaard 5351,87 kwh/jaar bespaard 8823,39 kWh/jaar effectief bespaard 5271,59 kWh/jaar effectief bespaard 8117,52 369,01 € € 568,23

15

16

EINDWERK: Energiestudie en optimalisatie ASZ- Wetteren

Recommend Documents