Koeling in de herziene EPCbepaling:

Koeling in de herziene EPCbepaling: wat gaat er veranderen? >> Als het gaat om energie en klimaat

Na een jaar of 15 is de bepaling van de Energie Prestatie Coëfficiënt (EPC) toe aan groot onderhoud. De nieuwe norm NEN 7120 - Energieprestatie van gebouwen (EPG) geeft de bepalingswijze voor de EPC voor zowel woningen als utiliteit, waar dat nu in afzonderlijke normen is vastgelegd. Binnenkort wordt de norm tevens toegepast voor de bepaling van het energielabel. De EPC is de maat voor het gebouwgebonden primaire energiegebruik voor de volgende functies: verwarming, warmtapwater, koeling, ventilatie, verlichting, ontvochtiging en bevochtiging, inclusief de vereiste hulpenergie. Zelf-opgewekte energie (PV, WKK) verlaagt de EPC. In de komende maanden worden in een aantal artikelen de wijzigingen in de EPC bepaling toegelicht. Structuur van de bepalingswijze In een woning of gebouw kunnen één of meer koelsystemen worden toegepast. Per koelsysteem wordt de koudebehoefte per maand bepaald. Per koelsysteem bepalen de volgende factoren het primair energiegebruik: • afgifterendement • distributierendement • opwekkingsrendement Daarnaast wordt het hulpenergiegebruik voor koeling bepaald.

Gebouwen zonder koelsysteem In woningen of gebouwen wordt altijd de koudebehoefte bepaald; ook als geen koelsysteem aanwezig is. Als geen koelsysteem wordt toegepast wordt het primair energiegebruik voor zomercomfort bepaald, de koudebehoefte wordt gedeeld door een opwekkingsrendement van 117% (COP–waarde van 3 met een elektrisch opwekkingsrendement van 39%). Hiermee wordt voorkomen dat de energieprestatie tegenvalt in gebouwen met een grote koudebehoefte die aanvankelijk geen koelsysteem hebben maar achteraf van een koelinstallatie worden voorzien. Deze aanpak is nieuw voor utiliteit maar werd al toegepast voor woningen in de oude norm NEN 5128. Daar was deze methode al geïntroduceerd om ontwerpers die te enthousiast gebruik maakten van passieve zonne-energie in de winter (grote ramen op het zuiden), maar de zomersituatie over het hoofd zagen (oververhitting) de spiegel voor te houden. Omdat passieve en actieve zonwering worden meegenomen in de bepaling van de koudebehoefte zijn er voldoende mogelijkheden om een “passief” gebouw met lage koudebehoefte te waarderen. In de meeste woningen valt de post zomercomfort laag uit (ca 0,03 – 0,04 bijdrage in de EPC). In utiliteit kan het aandeel van koeling in de EPC oplopen tot ca. 10% .

Koudebehoefte Een gebouw wordt in één of meer rekenzones verdeeld, waarna de koudebehoefte per rekenzone wordt bepaald. Per maand wordt per zone het warmteverlies bepaald door het transmissieverlies en ventilatieverlies op basis van de maandgemiddelde binnen- en buitentemperatuur. Voor koeling wordt een binnen temperatuur van 24⁰C aangehouden. De warmtewinst wordt bepaald door de interne last (personen, verlichting, apparatuur) en de zoninstraling. Als de warmtewinst groter is dan het warmteverlies is er een koelvraag. (zie figuur 1). Binnen één maand is de netto koudebehoefte niet simpelweg het verschil tussen warmtewinst en –verlies, omdat er in de maand ook dagen zijn waarin het warmteverlies groter is dan de warmtewinst. Daarom wordt het warmteverlies vermenigvuldigd met een benuttingsfactor en wordt het resulterende effectieve warmteverlies gebruikt om de koudebehoefte te berekenen.

2 | Koeling in de herziene EPC-bepaling: wat gaat er veranderen?

Daarbij is nog een nuance van belang: het verschil tussen warmtewinst en gecorrigeerd warmteverlies is de koudebehoefte bij continu koelbedrijf. Bij niet-continue koelbedrijf wordt de koelvraag gereduceerd met 10% per dag in de week dat de airco buiten bedrijf is. Als bijvoorbeeld in een kantoor de airco in het weekend uitstaat bedraagt de koudebehoefte 80% van de koudebehoefte bij continu koelbedrijf.

Figuur 1: De koude behoefte is het verschil tussen de warmtewinst en het effectief warmteverlies. Het warmteverlies wordt gecorrigeerd voor de mate waarin dit benut kan worden. Voor woningen wordt de koudebehoefte uitsluitend bepaald door de koudebehoefte zoals die voor de rekenzone(s) is bepaald. In utiliteitsbouw wordt de ventilatielucht in veel gevallen in een luchtbehandelingskast (LBK) voorverwarmd, -gekoeld en ontvochtigd. In de oude norm NEN 2916 werd dit genegeerd en werd de koudebehoefte bepaald in de rekenzones met niet-voorbehandelde buitenlucht. In de nieuwe norm is de LBK toegevoegd. Voor het koelbedrijf wordt een ingestelde inblaastemperatuur aangenomen (16 ºC in de drie zomermaanden) en wordt de vereist koudebehoefte van de LBK bepaald. Dit heeft als gevolg dat in de rekenzone het warmteverlies door ventilatie wordt bepaald met dezelfde inblaastemperatuur, waardoor dit verlies lager uitvalt dan in de oude norm. Door deze verandering in de berekening wordt de realiteit beter benaderd, in het bijzonder het verschijnsel dat koeling en verwarming soms op dezelfde dag optreden. In de oude norm werd dit met een factor voor energievernietiging in het distributierendement benaderd; die factor is in de nieuwe norm overbodig en dus vervallen. In de LBK wordt tevens de koudebehoefte voor ontvochtiging bepaald. Tevens wordt hier o.a. de toepassing van warmteterugwinning gewaardeerd. In utiliteitsbouw bestaat de koudebehoefte dus uit drie onderdelen: • koudebehoefte als resultaat van de warmtebalans in de rekenzone (met voorgekoelde ventilatielucht uit de LBK); • de voorkoeling van ventilatielucht in de LBK (voelbaar); • koudebehoefte voor de ontvochtiging van ventilatielucht in de LBK. De belangrijkste wijzigingen ten opzichte van de bepalingswijze in de oude normen (NEN 2916 en NEN 5128) zijn: • Nieuw klimaatjaar NEN 5060. De buitentemperatuur ligt ca. 1 K hoger en de zonstraling is groter. Hierdoor zal de koudebehoefte toenemen t.o.v. de oude norm. • Reductiefactor voor niet-continu koelen, zoals hierboven beschreven. Hierdoor zal de koudebehoefte afnemen t.o.v. de oude norm, indien van toepassing. • Verschil in ventilatie- en infiltratiehoeveelheid. Dit is uitgewerkt in de nieuwe ventilatienorm NEN 8088. Voor utiliteit zou dit op hoofdlijnen vergelijkbaar moeten zijn met de oude norm. Voor woningen kunnen hier soms grote verschillen optreden met de oude norm – afhankelijk van gekozen ventilatiesysteem. • De interne last is voor utiliteit globaal gelijk gebleven maar is voor de meeste woningen sterk verlaagd. Een lagere interne last levert een lagere koudebehoefte op. • De LBK is als zelfstandig element toegevoegd, zoals hierboven beschreven. • Ontvochtiging is als zelfstandig post toegevoegd, waardoor de koudebehoefte toeneemt. Door de vele en grotere wijzigingen in de bepalingsmethode is geen algemene uitspraak te doen over de verandering in de koudebehoefte, vergeleken met de oude normen


Afgifte- en distributierendement Voor woningen hebben zowel het afgifterendement als het distributierendement een waarde van 100%. De achtergrond hiervan is dat koeling in woningen nog niet grootschalig wordt toegepast en een verfijning op dit punt weinig toegevoegde waarde heeft. Voor utiliteit is de methode uit NEN 2916 overgenomen. Hierbij is het afgifterendement opgenomen in het distributierendement. In deze methode zijn aanpassingen gemaakt, waarvan de belangrijkste is dat de “vernietigingsfactor” voor gelijktijdig koelen en verwarmen is vervallen. De hogere koelbehoefte door gelijktijdige koelen en verwarmen wordt nu door de wisselwerking tussen luchtbehandelingskast en rekenzones meegenomen. Voor een beperkt aantal systemen wordt hierdoor het afgifte- en distributierendement hoger dan in de oude norm.

Opwekkingsrendement Voor het opwekkingsrendement voor koeling geeft NEN 7120 onderstaande forfaitaire waarden. De waarden voor elektrisch aangedreven machines of systemen moeten nog worden gedeeld door de energiefactor voor elektriciteit: 2,56 (inverse van het elektrisch opwekkingsrendement van 39%) voor het opwekkingsrendement op primaire energie.

Tabel 1. Opwekkingsrendement voor koeling Elektrisch aangedreven compressiekoelmachine 1

ηC;gen

Zonder verdere specificaties

3

Met HT-afgiftesysteem

Nee

Afgiftesysteem dat op 12 °C – 18 °C of hoger is ontworpen en bedreven. HT-afgiftesystemen zijn: betonkernactivering, koeling via vloerverwarming en koeling via klimaatplafonds. Koelsystemen die de koude direct aan de binnenlucht afgeven zijn eveneens HT-afgiftesystemen

4

Met verdampingscondensor of natte koeltoren

4

Met HT-afgiftesysteem én verdampingscondensor of natte koeltoren

5

Met lage temperatuur koudebron Koudebron met brontemperatuur onder 15 °C, zoals grondwater en bodemwarmtewisselaars (energiepalen).

6

Met HT-afgiftesysteem én lage temperatuur koudebron

8

Overige koelmachines / systemen Met gas aangedreven absorptiekoeling

0,8

Absorptiekoelmachine: — op externe warmtelevering — op WKK

0,7  ηH;gen;equiv;dh 4 1,0  εchp;th 5

Koudeopslag / bodemkoeling (zonder inzet koelmachine) voor woningen en woongebouwen e.d. 2

10

Koudeopslag / bodemkoeling (zonder inzet koelmachine) voor utiliteit 2

12

Dauwpuntkoeling 3

11

1 Indien de compressiekoelmachine door een gasmotor wordt aangedreven wordt het rendement vermenigvuldigd met het asrendement van de gasmotor. Hiervoor mogen de forfaitaire waarden voor het elektrisch rendement van gasmotoren uit de norm worden gebruikt. 2 Het opwekkingsrendement betreft hier de verhouding tussen koudelevering en gebruik van elektrische hulpenergie voor de bronpomp. 3 Het opwekkingsrendement betreft hier de verhouding tussen koudelevering en gebruik van elektrische hulpenergie. 4 is het rendement voor externe warmtelevering. 5 is het thermisch opwekkingsrendement voor WKK.


De belangrijkste wijziging is de differentiatie in opwekkingsrendement voor compressiekoelmachines. In NEN 2916 is de forfaitaire waarde hiervoor 4. Dauwpuntkoeling is een nieuwe techniek die niet eerder in de norm vermeld was. Indien verschillende koudeopwekkers worden toegepast dient per koudeopwekker de energiefractie (het aandeel inde koudelevering) te worden bepaald. De methode hiervoor is vrijwel gelijk aan die in NEN 2916.

Hulpenergie In NEN 2916 is alleen voorzien in het hulpenergiegebruik van de circulatiepompen. Dat is zonder grote wijzigingen gehandhaafd. Daarnaast zijn twee posten voor het hulpenergiegebruik voor de koudeopwekking toegevoegd: • stand-by verbruik van 10 W per toestel; • pompen van het koelwatercircuit tussen koelmachine en koudebron & ventilatoren van luchtgekoelde condensors of koeltorens - verbruik voor natte koeltoren: 45 W/kW; - verbruik voor droge koeltoren: 18 W/kW voor open circuit of 33 W/kW voor gesloten circuit.

Rekenvoorbeelden Door de vele en grotere wijzigingen in de bepalingsmethode is geen algemene uitspraak te doen over de verandering in de koudebehoefte, vergeleken met de oude normen. Hieronder is voor zowel de oude norm als voor een aantal koelsystemen volgens de nieuwe EPG het opwekkingsrendement en het resulterend primair energiegebruik gegeven. Het opwekkingsrendement wordt gegeven zonder en met de bijdrage van de hulpenergie voor de koeltoren, waar van toepassing. Het primair energiegebruik is gegeven als percentage van het energiegebruik volgens de oude norm voor een compressiekoeler met COP = 4. Hieruit blijkt o.a. dat: • het energiegebruik 1/3 hoger ligt dan in de oude norm, als geen verdere specificaties van het koelsysteem bekend zijn; • het hulpenergiegebruik van de droge en natte koeltoren nu duidelijk in beeld komt en een wezenlijke invloed heeft op het energiegebruik;



Dit artikel is tot stand gekomen in samenwerking met Agentschap NL en TNO, J. (Hans) van Wolferen. Dit is een uitgave van: Agentschap NL Postbus 17 | 6130 AA Sittard T +31 (0) 88 602 92 00 E [email protected] Agentschap NL | april 2012 Hoewel deze publicatie met de grootst mogelijke zorg is samengesteld kan Agentschap NL geen enkele aansprakelijkheid aanvaarden voor eventuele fouten. Agentschap NL is een agentschap van het ministerie van Economische Zaken, Landbouw en Innovatie. Agentschap NL voert beleid uit voor diverse ministeries als het gaat om duurzaamheid, innovatie en internationaal. Agentschap NL is het aanspreekpunt voor bedrijven, kennisinstellingen en overheden. Voor informatie en advies, financiering, netwerken en wet- en regelgeving. De divisie NL Energie en Klimaat versterkt de samenleving door te werken aan de energie- en klimaatoplossingen van de toekomst. Divisie NL Energie en Klimaat voert in opdracht van het ministerie van Binnenlandse Zaken en Koninkrijksrelaties het programma ‘Energie & Gebouwde Omgeving’ uit. Wij bieden professionele marktpartijen en overheden ondersteuning bij energiebesparing, duurzame energie en CO₂-reductie van de gebouwde omgeving.

Koeling in de herziene EPCbepaling:

Recommend Documents