R.E.G. : Rationeel Energiegebruik

R.E.G. : Rationeel Energiegebruik R.E.G. : Wat is rationeel energiegebruik?

Pag.2

- Inleiding - Primair energiegebruik - Energiekosten R.E.G. : Algemene principes R.E.G. : Maatregelen

Pag.5 Pag.6

- Inleiding - Verlichting

Pag.7 - Binnenverlichting - Gebouw- en terreinverlichting - LED-verlichting - Energiebesparende mogelijkheden verlichting

- Verwarming

Pag.14

- Verwarmen van grote ruimtes - Verwarmen van kantoren - Productiegebonden verwarming

- Koeling

Pag.20 - Inleiding - Bouwtechnische maatregelen voor optimale koeling - Het koelproces - Koel- & vriescel-installaties - Klimaatkoeling(airco)

- Bureautica -

- Productiegerelateerde maatregelen -

Pag.34

Energiebesparende stand Screensaver (schermbeveiliging) Power-management Voordelen Energielabels Besparingstips Pag.37

Actief - Reactief energieverbruik Kwartuurpiekbewaking Motoren Perslucht

1

R.E.G. : Rationeel Energiegebruik

R.E.G. : Wat is rationeel energiegebruik? Inleiding Energie brengt welvaart en zorgt voor een comfortabel leven. Maar ons energiegebruik heeft ook nadelen: milieuvervuiling, klimaatverandering, uitputting van de natuurlijke voorraden. Wat kunnen we daartegen doen? Allereerst het terugdringen van de energievraag, dus energie zo efficiënt mogelijk gebruiken. Vervolgens duurzame bronnen inzetten, zoals zon, wind en biomassa. Tenslotte, zolang ze nog niet kunnen worden gemist, de fossiele brandstoffen zo schoon mogelijk aanwenden.

Rationeel EnergieGebruik, kortweg REG, kadert precies binnen die maatregelen om het energieverbruik te verminderen. Rationeel energiegebruik is immers het zo efficiënt mogelijk omspringen met energie zodat het energieverbruik daalt zonder verlies aan productiecapaciteit, veiligheid en comfort. Voor bedrijven heeft REG nog een ander belangrijk voordeel: minder energieverbruik betekent ook een lagere energierekening. Studies tonen immers aan dat de energiekost een groot aandeel vertegenwoordigt in de totale werkingskosten van de bedrijven. Zeker voor kmo’s kan deze kost zwaar doorwegen. Precies zij kunnen door rationalisering hun energieverbruik doen dalen.

Rationeel EnergieGebruik is een onderdeel van een beleid van duurzame ontwikkeling. REG tracht dit te doen door enerzijds minder energie te gebruiken en anderzijds over te schakelen op hernieuwbare energiebronnen. Economische groei op lange termijn is enkel houdbaar wanneer we rekening houden met de draagkracht van het milieu en de eindigheid van de fossiele brandstoffen aardolie, aardgas en steenkool.

REG = energieverspilling, waar mogelijk, elimineren met behoud (of verbetering) van prestatie, veiligheid en comfort 2

Primair energiegebruik Om de verschillende energievormen met elkaar te vergelijken, moet we meten met dezelfde maten. Bijgevolg dienen we steeds alles te herleiden tot primair energiegebruik. Primaire energie omvat de ingekochte brandstoffen zoals aardgas en stookolie. Voor de opwekking van ingekochte, secundaire energiedragers zoals elektriciteit is echter eveneens een hoeveelheid brandstof nodig. Ook deze hoeveelheid brandstof dienen we in rekening te brengen. Voor de omrekening van secundaire naar primaire energie, gaan we uit van een energetisch rendement van 40% voor elektriciteit en 90% voor warmte. Op bedrijfsniveau bedrijf ligt dit energetisch rendement lager door van de verliezen bij het overbrengen van de elektriciteit van de centrale naar de machines (o.a. door transport en transformeren). Aangezien de percentages van een elektrische centrale algemeen gelden binnen Europa in het kader van de CO2-problematiek en de benchmarkconvenanten (zie ook hoofdstuk 6, punt 6.1.1.2 Energiebeleidsovereenkomsten), gebruiken we in deze handleiding de primaire energetische rendementen van 40% voor elektriciteit en 90% voor warmte, om de secundaire energie naar primaire energie te berekenen. Gebruik dus steeds volgende omrekeningsfactoren bij het vergelijken van secundaire energievormen en primaire energievormen.

Herleiden tot primair energiegebruik (voor een preciezer berekening van de waarden kan u gebruik maken van het “rekenblad voor de berekening van het primair energiegebruik” in bijlage 1): •

Elektriciteit:

1,0 kWhe = 2,5 kWhprim

(Opgelet: de kWh vermeld op de elektriciteitsfactuur is steeds uitgedrukt als het secundaire verbruik en dient dus omgerekend naar primair verbruik) •

Stoom:

1,0 kWhth = 1,1 kWhprim

•

Aardgas:

1,0 kWhB = 1,0 kWhprim ∼ 0,1 m³ gas

•

Stookolie:

1,0 kWhB = 1,0 kWhprim ∼ 0,1 liter

3

Energiekosten In de vrijgemaakte elektriciteits- en aardgasmarkt zijn het de leveranciers die de elektriciteits- en aardgasprijzen factureren aan de bedrijven, de eindafnemers. De prijs die de leveranciers aanrekenen hangt meestal af van verschillende factoren: het totale jaarlijkse verbruik van de afnemer, het aansluitvermogen, de netbeheerder, het aantal tellers,... De onderstaande tabel energievormen weer.

geeft

indicatief

de

kostprijs

voor

een

aantal

Voor de juiste energieprijzen die de leveranciers aanrekenen, kunnen we best contact opnemen met de leveranciers zelf. Zij vragen dan de nodige gegevens op en bieden een aangepaste offerte. In de tabel zien we een onderscheid tussen de energievorm die het bedrijf toegeleverd krijgt en ook direct moet betalen (energievorm direct) en de energievorm die het bedrijf zelf produceert (energievorm indirect). Energievorm

Gemiddelde (EUR/kWh)*

Energievorm direct Elektriciteit hoogspanning (de zogenaamde Elia klanten en klanten rechtstreeks aangesloten op het distributienet) Elektriciteit laagspanning Aardgas niet-huishoudelijk gebruik Aardgas huishoudelijk gebruik Stookolie Energievorm indirect Warm water uit CV 1,2 ...1,4 x brandstofprijs Koeling op –20°C 0,4 x elektriciteitsprijs Koeling op –40°C Perslucht op 7 bar

kostprijs

0,04 … 0,12 (gemiddeld 0,07 … 0,1)

0,12 … 0,17 0,012 … 0,021 0,021 … 0,025 0,017 … 0,045 0,015 … 0,05

(0,015 …) 0,03 … 0,04 (…0,07) 0,6 x elektriciteitsprijs (0,025 …) 0,045 … 0,06 (… 0,1) 5 … 7 x (0,2 …) 0,37 … 0,7 (… 1,2) elektriciteitsprijs

* De elektriciteits- en aardgasprijzen die door de leveranciers aangerekend worden, bestaan uit verschillende factoren, niet altijd afhankelijk van de leverancier. Ze zijn de som van de transmissiekost, de distributiekost, de heffingen en de energiekost.

Tip: Perslucht is een zeer dure vorm van energie. Enige acties rond het persluchtverbruik leveren dan ook een mooie besparing op, want een persluchtlek van 1 mm² kost algauw zo’n 325 EUR per jaar.

4

R.E.G. : Algemene principes Om te komen tot rationeel energiegebruik binnen een onderneming, dienen we steeds de volgende stappen en in de onderschreven volgorde, te respecteren: Stap 1: Minimaliseer de energiebehoefte Stap 2: Maximaliseer de energierecuperatie Stap 3: Optimaliseer de energieconversie REG vergt een kritische kijk op het proces en het bedrijf, maar met gezond boerenverstand en met behulp van de onderstaande “regels van de goede huisvader” ligt REG binnen handbereik. Regel 1: Onderhoud de machines: een slecht onderhoud leidt tot een kwalitatief slecht product en een enorme energieverspilling Regel 2: Schakel uit wat niet moet werken: denk aan de verlichting overdag, afzetten van doseerunits, menglijnen, enz. Regel 3: Doe niet meer dan nodig: produceren met overbodige handelingen leidt tot een overdreven slijtage van de machines, een capaciteitsdaling en een hoger energiegebruik

5

R.E.G. : Maatregelen

Inleiding Dit hoofdstuk concentreert zich op breed toegepaste mogelijkheden van energiebesparing bij energie-intensieve voorzieningen. De nadruk ligt hierbij op technische maatregelen. De informatie in dit hoofdstuk richt zich niet op toepassingen of maatregelen die specifiek zijn voor een bepaalde bedrijfstak. Ze probeert een globaal overzicht te geven van mogelijke REG-maatregelen. Naast het toepassen van bovengenoemde technische maatregelen is natuurlijk ook het sensibiliseren van de medewerkers rond zuinig energieverbruik heel belangrijk om tot effectieve energiebesparing te komen. Energiezorg omvat immers maatregelen op het vlak van communicatie, gedrag en techniek.

6

Verlichting Verlichting is in vele gevallen een grote energieverbruiker. In kantoren gaat gemiddeld 50% van het elektriciteitsverbruik naar verlichting; in montagehallen en magazijnen loopt het verbruik van verlichting vaak op tot 70 à 90% van het totale verbruik. Dankzij moderne verlichtingstechnieken zoals hoogfrequente TLlampen en elektronische voorschakelapparatuur kan het energiegebruik van de meeste verlichting drastisch worden teruggeschroefd. Ook daglichtgestuurde regelingen en schakelingen in zones kunnen een grote energiewinst opleveren. De verlichtingssterkte heeft een belangrijke invloed hebben op het energieverbruik. Het is dus noodzakelijk een juiste keuze van verlichtingsterkte te maken. Onderstaande tabel geeft de standaard verlichtingsterktes weer:

Aard van de verlichting Oriëntatieverlichting (geen of incidentieel gebruik als werkruimte)

Werkverlichting (permanent gebruik als werkruimte)

Speciale werkverlichting

typering van de taak Waarnemen van grote objecten en beweging van personen Waarnemen van zeer grove details Waarnemen van grove details

verlichtingsterkte (lux*) 50

Lezen, schrijven en waarnemen van vergelijkbare details en contrasten Waarnemen van kleinere details en zwakkere contrasten Waarnemen van zeer fijne details en zwakke contrasten op donkere achtergrond Waarnemen aan de grens van het gezichtsvermogen

Voorbeelden Opslagruimte, parkeergarage

100

Gang, trappenhuis

200

Constructiewerk, smederij, magazijn

400

Kantoor, leslokaal

800

Tekenkamer, montagewerk

1.600

Precisiewerk, kadastraal tekenen, inspectiewerk

>3.200

fijn

fijn

Microminiaturisatie, operatietafel

Tabel: Standaard verlichtingssterktes *verlichtingssterkte (lux) = lichthoeveelheid per oppervlakte-eenheid (1 lx = 1 lm/m²)

7

Binnenverlichting Eerst en vooral moeten we nagaan op welke plaatsen en in welke mate licht noodzakelijk is. Het verlichtingsniveau is immers afhankelijk van de werkzaamheden die in de ruimte gebeuren.

Tip 1: Gloeilampen mogen dan wel spotgoedkoop zijn en een aangenaam licht geven, toch produceren ze hoofdzakelijk warmte. Vervang daarom gloeilampen door spaarlampen. Dit levert een elektriciteitsbesparing op van 75% à 80%. De meeste spaarlampen passen in dezelfde fittings en armaturen als voor gloeilampen Spaarlampen zijn in feite kleine, gebogen TL-buisjes met in de voet een ingebouwd voorschakelapparaat. Ze gebruiken veel minder energie dan gloeilampen en kunnen in gewone armaturen gebruikt worden. Tegenwoordig hebben spaarlampen vaak dezelfde afmetingen en dezelfde lichtkleur als gloeilampen. Verder zijn er nu elektronische spaarlampen te koop die binnen een halve seconde zonder flikkeren opstarten en binnen 100 seconden 90% van de lichtsterkte bereiken. Dit verhoogt het comfort. Ze kunnen zonder bezwaar vaak in- en uitgeschakeld worden. Regelmatig aan en uit doen van TL- en spaarlampen kost geen extra energie. Het kan wat extra slijtage geven. Vuistregel: verlaat u een ruimte voor langer dan 3 minuten, dan loont het de lamp uit te doen. Wilt u een gloeilamp vervangen door een spaarlamp, deel dan het vermogen van de gloeilamp (Watt) door vier.

Bron: Verlichting, Gedis 2004.

Een spaarlamp kost gemiddeld € 7,- en een gloeilamp € 0,90. Een spaarlamp is in aanschaf dus duurder dan een gloeilamp. Maar die extra kosten verdient u in een jaar weer terug. Op de lange duur zijn spaarlampen erg voordelig. Dat komt door de lage energiekosten en de lange levensduur. Een spaarlamp van 15 Watt geeft net zo veel licht als een gloeilamp van 60 Watt. De spaarlamp verbruikt per jaar (uitgaande van 1000 branduren) 15 kWh elektriciteit, de gloeilamp 60 kWh. Dat is een besparing 45 kWh, ofwel van € 7,65. Binnen een jaar heeft u de aanschafprijs van de spaarlamp er dus al uit. Vanaf dat moment gaat u verdienen op de spaarlamp. Een goede spaarlamp brandt gemiddeld 10.000 uren, dat is ongeveer tien keer langer dan een gloeilamp (1000 branduren). In die 10.000 branduren betaalt u maar enmaal de aanschafkosten van een spaarlamp (€ 7 ) en voor de gloeilamp doet u dat tien keer (10 X 0,90 = € 9 ).

8

Tip 2: De lichtopbrengst per armatuur (lichtbak) verbetert met spiegeloptiekarmaturen. Bij bestaande systemen kunnen we reflecterende kappen toevoegen. Hierdoor bekomen we met minder armaturen dezelfde lichtopbrengst. In een bestaande situatie kunnen we overgaan tot het halveren van het aantal TL-buizen wat dus ook een halvering van het energieverbruik oplevert. De licht-efficiency kunnen we ook verhogen door het toepassen van hoogfrequente voorschakelapparatuur. Hierdoor kunnen we de hoeveelheid armaturen verminderen. Bij deze armaturen met voorschakelapparaten kan ook de nieuwe TL5-lamp1 worden toegepast. Het elektriciteitsverbruik is 20 % tot 30 % lager dan van een conventionele armatuur. Bij een volledige relighting, waar we oudere weinig efficiënte lampen én armaturen vervangen, kan de totale energiebesparing oplopen tot 60% en meer. In ruimten, waar de omgevingscondities het gebruik van hoogfrequente voorschakelapparatuur niet toelaten (bv. temperaturen <5°C en > 35°C), kunnen we ook verliesarme, magnetische ballasten gebruiken in plaats van de traditionele voorschakelapparaten.

Tip 3: Een goed onderhoud van uw verlichting zorgt voor efficiëntere verlichting. Door vuil en stof op de verlichting gaat de lichtsterkte achteruit. Een regelmatige reiniging van de verlichting is dus noodzakelijk. Tip 4: Streef voor ruimtes met een plafondhoogte van maximaal 3m, een energetisch verantwoord verbruik na van maximaal 2W/m²/100 lux. Accentverlichting Spot- of accentverlichting is altijd energie-intensief en inefficiënt als basisverlichting. In representatieve ruimten of showrooms is accentverlichting echter een veelgebruikte vorm. De volgende lamptypes zijn de meest efficiënte vormen van accentverlichting: Voor kleine spots, bedoeld voor het verlichten van kleine voorwerpen vanaf korte afstand, zijn laagvolt halogeenlampen (20 W of 50 W) geschikt. Het energiegebruik hiervan is 25% van dat van kopspiegellampen. Een nog veel beter alternatief voor de halogeenspots, zijn de metaalhalogenidelampen. Deze zijn vanaf een vermogen van 38 W beschikbaar en geven 6x meer licht dan een halogeenspot van hetzelfde vermogen. Wat ook kan, is gebruik maken van compacte fluorescentielampen (spaarlampvormige lampen). Deze zijn ongeveer 5x zuiniger dan halogeenlampen. Voor grote spots komen de metaalhalogenide lamp (binnen en buitenverlichting) en de superhogedruk natriumlamp (buitenverlichting) in aanmerking. Deze zijn extra aantrekkelijk omdat, vergeleken met reflector- en persgaslampen, minder lampen nodig zijn. Bijkomend voordeel is de langere levensduur van de lampen. De kosten zijn afhankelijk van het type. Een los halogeen reflectorlampje kost ongeveer € 3,5 per stuk (20 of 50 Watt). De bijpassende steeklampjes zijn er vanaf € 2 per stuk. Besparing op het 1

TL5-lamp: relatief nieuwe generatie fluorescentielamp. Met zijn kleine diameter 16mm, 40% dunner dan de huidige TLD-generatie. Ontworpen voor hoge lichtopbrengst (tot 7000 lm); gemiddelde levensduur van 20.000 branduren, hoge specifieke lichtstroom tot 104 lm/W, 8% zuiniger dan traditionele TL-buizen; zeer efficiënte fluorescerende laag, bevat absoluut de minimale waarde aan kwik, specifiek ontworpen voor gebruik met een elektronisch hoogfrequent voorschakelapparaat en dimbaar.

9

energieverbruik van de verlichting tot 25% Terugverdientijd 4-6 jaar. Daarnaast is de levensduur van halogeenlampen langer.

Sturing van de binnenverlichting In ruimten waar niet continu personen aanwezig zijn, zoals een magazijn of een opslagruimte, kunnen we een aanwezigheidsschakelaar plaatsen. Sensoren stellen vast of iemand in het vertrek aanwezig is. Is dit niet het geval, dan schakelt de verlichting na een bepaalde tijd automatisch uit. De besparing kan oplopen van 10% tot 90% , afhankelijk van het gebruikspatroon. Met behulp van daglichtafhankelijke regeling wordt de verlichting afgestemd op de lichtbehoefte, afhankelijk van de hoeveelheid daglicht. Bijv. in een gang, kantine, magazijn. De besparing loopt snel op tot 50%! Natuurlijk is de beste en goedkoopste oplossing om zoveel mogelijk gebruik te maken van het natuurlijke daglicht m.b.v. lichtkoepels en lichtstraten in loodsen en magazijnen. De verlichting kan beter worden afgestemd op de aanwezigheid van mensen en/of de verlichtingsbehoefte door het aanbrengen van meer lichtschakelgroepen (indelen in zones) die elk apart aan- of uitgezet kunnen worden. In ruimten waar niemand aanwezig is of in gedeelten van een ruimte waar men geen licht nodig heeft, kan het licht dan uit. Installeer bij voorkeur een raamzijdegroep en een binnenzijdegroep. Plaats de schakelknoppen iets uit elkaar zodat niet met een druk alle verlichting ingeschakeld kan zijn. Deze maatregel bespaart al snel zo’n 15%. Een tijdschakelklok kan de verlichting uitschakelen als er geen behoefte aan is. De schakelaar kan gekoppeld zijn aan een armatuur, aan de verlichting in een ruimte of aan de verlichting van het gehele gebouw. In het specifieke geval van showroomverlichting, kan de verlichting van modellen in de showroom opgedeeld zijn in verschillende groepen, gekoppeld aan een tijdschakelaar. Buiten bedrijfstijden worden dan alleen nog die modellen verlicht, die van buiten zichtbaar moeten zijn. Een digitale tijdschakelaar met weekprogrammering kost tussen de € 15 en € 35. Een met de hand instelbare tijdklok kost ongeveer € 10. De besparing op het elektriciteitsverbruik ligt tussen de 10% en 25% en is sterk situatieafhankelijk. Terugverdientijd 1-3 jaar. Een andere vorm van de tijdschakelklok is de veegschakeling. Met een veegschakeling wordt op een zeker tijdstip (bijvoorbeeld bij aanvang van de pauze of bij einde van de werkdag) de gehele verlichting uitgeschakeld. Gebruikers dienen zelf de verlichting weer in te schakelen. Deze veegschakeling kan ook voor bureautica gebruikt worden zodat ook computers en printers uitgeschakeld worden. Deze techniek is vooral bij nieuwbouw een haalbare kaart: toestellen die niet mogen uitgeschakeld worden (zoals server, back-up, etc) dienen immers op een andere netschakeling te staan die niet gestuurd wordt door de veegschakeling. Praktijkvoorbeeld: Cera Holding uit Heverlee, een kantoorsituatie met 42 medewerkers, maakte tot voor kort gebruik van de bestaande infrastructuur, namelijk een schakelsysteem van de verlichting dat niet afgestemd was op de functionele entiteiten. Bovendien bleef de verlichting gedurende de nacht branden omwille van de veiligheid. Het elektriciteitsverbruik lag vrij hoog: op jaarbasis werd ongeveer 155.000 kWh verbruikt. Door zonering van de verlichting (een investering van € 1.186 ), intensieve sensibilisatie van het personeel en een aanpassing van de fysische en elektronische beveiliging, daalde het totale elektriciteitsverbruik 67.000 kWh per jaar, een vermindering met 56 %! Het financiële resultaat was een minder uitgave van € 9.536. Rekening houdende met de investering van € 1.186, geeft dit een netto resultaat van € 8.350 op jaarbasis. 10

Gebouw- en terreinverlichting Ook de buitenverlichting wordt best zo energie-efficiënt mogelijk gekozen. De keuze van verlichting is afhankelijk van het doel: beveiligingsverlichting heeft andere vereisten dan verlichting van bijvoorbeeld een parking. In het algemeen moet men zich afvragen of de verlichting continu aan moet. Wanneer verlichting alleen ter beveiliging is geïnstalleerd, hoeft deze alleen aan bij aanwezigheid van indringers aan te springen: de zogenaamde schrikverlichting. Bij camerabeveiliging moet de soort verlichting afgestemd zijn op de soort camera. Tegenwoordig zijn er camera´s op de markt, die voldoende kunnen registreren bij 1 lux of minder. Voor buitenverlichting zijn verschillende soorten lampen beschikbaar, met elk hun eigen toepassingsgebied. Type

Energieverbr2 [W/1000 lm]

Levensduur (uren)

Kleurweergave

lagedruk natriumlamp

5-10

7.500

Geen

hogedruk natriumlamp

6,5-12,5

5.000 - 7.500

slecht tot matig

langwerpige fluorescentielamp

9,5-12,5

6.000 - 12.500

matig tot goed

metaalhalogenidelamp

12-15

6.000

matig tot goed

compacte fluorescentielamp

13-20

5.000 - 8.000

Goed

inductielamp (*)

14-15

60.000

Goed

hogedruk kwiklamp

17-25

7.500

slecht tot matig

halogeenlamp

66-145

2.000 - 3.500

zeer goed

gloeilamp

90-145

1.000

zeer goed

(*) Aanschafkosten zijn zeer hoog. Alleen rendabel voor moeilijk bereikbare plaatsen. Bron: Informatieblad Kantoorgebouwen, Infomil.

Kleurweergave geeft aan in hoeverre je kleuren kunt zien in het licht van een dergelijke lamp. Voor het aanlichten van een representatief gebouw of op plekken waar gewerkt moet worden of waar mensen herkenbaar moeten zijn (toegangspoort) is kleurweergave belangrijk. Voor het aanlichten van muren, trappen en dergelijke (inbraakpreventie, veiligheid) is kleurweergave echter minder belangrijk. Lagedruk natriumlampen zijn het energiezuinigst. Bij hogedruk natriumlampen ligt het energieverbruik 1,5 tot 2,0 keer hoger, bij hogedruk kwiklampen ligt het energieverbruik 2,5 tot 3,0 keer hoger. Lampen moeten vanaf 1 januari 2001 verplicht een energielabel hebben (behalve laagvoltage halogeenlampen en reflectorlampen, zoals kopspiegellampen). Een lamp met de code ‘A’ is het zuinigst (spaarlamp), die met een ‘G’ verbruikt het meest (gloeilamp). Verder vermeldt de label het vermogen en de lichtopbrengst (in lumen) en (niet verplicht) het aantal branduren.

2

Uitgedrukt in watt per 1000 lumen (W/1000 lm). Dit geeft aan hoeveel elektriciteit [W] men nodig heeft om een lichtstroom van 1000 lumen te bekomen. Een klassieke spaarlamp van 15 W geeft bijvoorbeeld 900 lm licht.

11

Sturing van de gebouw- en terreinverlichting Om te voorkomen dat buitenverlichting onnodig brandt, zijn verschillende regelingen mogelijk. De meest eenvoudige is het aansluiten van de verlichting op een schakelklok. Dit bespaart energie als de schakelklok de verlichting ´s nachts automatisch uitzet en als de inschakeltijd aangepast is aan de lengte van de dag (kan worden aangepast bij de overgang van zomer- naar wintertijd). Een betere regeling krijg je door het aanzetten van de verlichting te koppelen aan een schemerschakelaar. Daardoor wordt de verlichting automatisch aangezet als het daglicht beneden een ingesteld niveau komt. Gemiddeld vermindert het aantal branduren van de installatie met 180 uur per jaar (vergeleken met regeling d.m.v. een schakelklok). Een optimale regeling van de verlichting is het aanzetten koppelen aan een schemerschakelaar, en het uitzetten aan een schakelklok. Praktijkvoorbeeld: De firma Grohe uit Herent liet een relighting-studie uitvoeren. Uit de studie bleek dat de verlichting een pak “energiezuiniger” kon. De oude verlichtingsinstallatie bestond uit 443 armaturen voor een totaal vermogen van bijna 33 kW. De nieuwe verlichtingsinstallatie heeft een vermogen van slechts 18,8 kW wat een besparing inhoud van 42%. De besparing zal echter nog groter worden door het invoeren van een lichtsturingssysteem. Uit de totale berekening bleek dat maar liefst 75% bespaard kon worden op de energiefactuur. Grohe besloot dan ook de voorgestelde investeringen van 32.000 euro in fases uit te voeren.

Praktijkvoorbeeld: Autojet Technologies uit Gent voerde een relamping uit in haar kantoren. De 120 halogeenspots van 50Watt ( levensduur 2.000 uur, kostprijs €4/spot ) werden geleidelijk vervangen door spaarlampen van 9Watt (levensduur 15.000 uur, kostprijs €11/lamp). Deze aanpassingen leverden volgende besparing op: Halogeenspots Spaarlampen Besparing 120 spots (50W) x 10h/dag x 120 lampen (9W) x 10h/dag x 220 werkdagen/jaar 220 werkdagen/jaar Æ 13.200 kWh Æ 2.376 kWh 10.824 kWh Æ aankoop lampen: € 1.320 (periode van 7jaar)

12

LED-verlichting LED-verlichting is ongetwijfeld dé verlichting van de toekomst. LED staat voor 'Light Emitting Diode': een elektronische component die oplicht als er een geringe stroom doorheen gaat. LED’s verbruiken tot 8 maal minder dan gewone klassieke verlichting (voor dezelfde lichtintensiteit). Lager stroomverbruik vertaalt zich ook in een lagere elektriciteitsrekening. Brandt 1000 watt klassieke verlichting 4u per dag, dan kost dit ongeveer € 143 per jaar. Met LED-verlichting wordt dit €18. LED’s hebben een zeer lange levensduur, tot 100.000 uren. Dit resulteert in een levensduur van 35 jaar wanneer men een armatuur met LED’s 8 uur per dag laat branden. LED’s zijn zeer veilig doordat ze werken op laagspanning en een zeer geringe warmteontwikkeling hebben. Door hun epoxy omhulsel zijn ze slagvast, in tegenstelling tot een gewone gloeilamp die zeer kwetsbaar is. Het aanbod van LED-verlichting is momenteel nog vrij beperkt maar de markt is in volle expansie. Houd deze markt dus zeker in de gaten! Voor toepassingen zoals noodverlichting en verlichting in koel- en vriestunnels bestaan steunmaatregelen.

Tip: Energiebesparende mogelijkheden verlichting: Maatregel Besparing % Schakel het licht via het deurcontact uit 1-3 Verdeel de verlichting over meer groepen 5 - 20 Pas een centrale lichtbediening naar functionaliteit 5 - 40 toe Plaats reflectoren achter open TL-lampen 50 Pas een centrale lichtbron toe met 20 - 50 gasontladingslamp met lichttransporterende kabels Pas een kunststof lichttoetredingssysteem toe (reflecterende koker) Maak armaturen en lichtsensoren regelmatig schoon Pas schakelklokinstellingen aan Regel een lager verlichtingsniveau tijdens de nacht (bijv. hal) Schilder muren en plafonds in heldere kleuren (optimale weerkaatsing licht) Schakel verlichting uit in ongebruikte ruimten Schakel verlichting uit bij voldoende lichtinval Bron: Cijfers en Tabellen, Novem

5 - 20 20 - 40 5 - 40 20 - 40 5 - 20 20 - 40 5 – 40

13

Verwarming Verwarmen van grote ruimtes De meest traditionele manier om grote bedrijfshallen te verwarmen is stoom of warm water in een centrale stookplaats op te wekken en de warmte van daaruit te verdelen. Gecentraliseerde verwarming gaat echter gepaard met onvermijdbare warmteverliezen in de stookplaats, in het distributienet en bij de eindtoepassing zelf. Vanuit energetisch oogpunt is het beter om een groot aantal toestellen met klein vermogen te plaatsen i.p.v. één enkel toestel met een groot vermogen. Door het plaatsen van directe verwarmingstoestellen in de ruimte waar de warmte effectief nodig is, kan een energiebesparing tot 50% worden bereikt. Bovendien zal in de meeste gevallen het werkklimaat er aanzienlijk op verbeteren. Bij de verwarming van grote industriële ruimten met een hoogte van tien meter of meer krijgt men te maken met het probleem van de stijging van de warme lucht naar het dak. In dat geval treden er grote warmteverliezen op. Twee manieren van verwarming kunnen deze verspilling voorkomen door de warmte precies te sturen naar de te verwarmen zones, namelijk convectie en straling.

Verwarming door convectie De convectie bestaat erin, warme lucht te blazen door middel van luchtverhitters op aardgas. De luchtverhitter verdeelt de lucht op een toereikende manier over een niet al te hoog lokaal. Rendement: 88% voor de moderne luchtverhitters op gas; 98% of meer voor de apparaten met condensatietoepassing. Nadeel: accumulatie van de warme lucht onder het dak (stratificatie).

In gebouwen met een grote hoogte blijft de stratificatie van warme lucht onder het dak bestaan. Door een ondersteuningsventilator aan het plafond kan in hoge ruimtes, met een significante gradiënt van de luchttemperatuur (zoals werkplaatsen), warme lucht van bovenin de hal naar werkplekniveau worden gestuurd. De inregeling is bijzonder kritisch. Als de ventilatoren te langzaam draaien werkt het systeem niet, maar ook niet als de ventilatoren te snel draaien (omdat dan op werkniveau een "koude wind" kan waaien).

Verwarming door straling In ruimtes waarvan de deur regelmatig openstaat of waar alleen op vaste plaatsen gewerkt wordt, kan stralingsverwarming aantrekkelijk zijn. Stralingsverwarming levert warmte in de vorm van infraroodstraling op die plaatsen waar gewerkt wordt. Dit levert een verhoogde bijdrage aan de thermische behaaglijkheid, zodat een lagere luchttemperatuur in de omgeving kan volstaan. In gedeeltelijk of plaatselijk te verwarmen ruimten van 4 meter of hoger waarvan de deur vaak 14

open staat en/of de isolatie van muren en dak slecht en niet te verbeteren is, is stralingsverwarming de beste oplossing. De straling brengt de warmte tot bij de werknemers zonder dat de omgevingslucht eraan te pas komt. Het thermische comfort is bevredigend, ondanks de lage temperatuur van de lucht. Opgelet: Stralingsverwarming is niet toegestaan in ruimten waar meer dan 10 ton rubber, textiel of papier/karton opgeslagen wordt! (zie ook hoofdstuk 6, punt 6.2.4.2)

Voordelen: ƒ Duidelijk verminderd warmteverlies ƒ Mogelijkheid om de verwarming te richten op duidelijk afgebakende zones ƒ Verwarmingsmodulatie van iedere zone, in functie van de warmte die de machines verspreiden

Verwarmingstechnieken op aardgas door straling Bij een lichtgevend stralingspaneel maakt verbranding van aardgas een keramische plaat roodgloeiend, die daardoor een thermische straling verspreid in de richting van de te verwarmen zone. Deze techniek heeft een rendement van 50 à 70% naargelang het type apparaat.

De donkere stralingsbuis is een U-vormige buis waarvan een uiteinde is uitgerust met een brander en het andere met een extractor. Deze techniek heeft een rendement van 50%

15

Verwarmen van kantoren

Centrale verwarming Bij gebouwen met een centrale verwarmingsinstallatie maken we tegenwoordig gebruik van een klassieke hoogrendementsketel, die een rendement van 90% heeft. Bij deze ketels wordt de voelbare warmte in de verbrandingsproducten gerecupereerd en ze zijn beduidend zuiniger dan de conventionele verwarmingsketels (rendement van < 90 %). Er bestaan echter nog betere technieken dan de hoogrendementsketels. Condensatietechnieken kunnen het energieverbruik van de installatie sterk verminderen doordat zowel ze de voelbare als de latente warmte in de verbrandingsproducten onttrekken. Bovendien werken condensatieketels op lage temperaturen zodat ze de stralingsverliezen tot een minimum herleiden. Voorwaarde dat de condensatieketels hun voordeel ten volle kunnen waar maken, is het toepassen van een lage temperatuurverwarming zoals vloerverwarming, luchtverwarming met geforceerde ventilatie of overgedimensioneerde radiatoren. Bij vervanging van een conventionele ketel door een condensatieketel komen de volgende varianten in aanmerking: ƒ vervanging door een (grote) condensatieketel; ƒ vervanging door meer kleine condensatieketels, gecombineerd met een klassieke HR-ketel voor pieklasten (bijvoorbeeld tijdens het opwarmen) opgenomen in een cascadeschakeling. De investeringskosten zijn in dit geval 3-5% lager dan die voor een grote condensatieketel. De cascaderegeling voorkomt het onnodig aanslaan van de tweede ketel. De meerinvesteringen in een condensatieketel t.o.v. een HR-ketel verdienen zich gemiddeld in 2 tot 4 jaar terug. In deze berekening zijn extra kosten voor aanpassing van het schoorsteenkanaal en de condensafvoer slechts beperkt (10% van de ketelkosten) meegenomen. De besparing bedraagt ca. 24% t.o.v. het aardgasgebruik van een conventionele ketel en ca. 11% t.o.v. een gewone HR-ketel Een mogelijk alternatief voor de klassieke verwarmingssystemen is de warmtepomp. Hierover lees je meer in het volgende hoofdstuk 4 “Duurzame energie”, punt 4.9 Warmtepomp.

Sturing van de centrale verwarming Bij het instellen van regelingen en thermostaten moeten we ermee rekening houden dat niet alle ruimtes dezelfde warmtebehoefte hebben. Door de ruimtes in groepen in te delen, is redelijk eenvoudig het warmteaanbod op de vraag te regelen. Deze maatregel werkt in combinatie met thermostaatknoppen en optimaliserende regelingen. Soms kan het zelfs zinvol zijn een ruimte een eigen CV-installatie te geven. Toepassing van een schakelklok voorkomt dat de verwarming onnodig in bedrijf is. Voor een centrale verwarming is het beter een schakelklok te combineren met een weersafhankelijke optimalisatieregeling. Weersafhankelijke optimaliseringsregeling De tijdklok van de cv-regeling schakelt de installatie geruime tijd van tevoren op een zeker tijdstip in. Als het buiten extra koud is, kan dit ertoe leiden dat het 16

gebouw te laat op de gewenste temperatuur komt. Als het buiten relatief warm is, zal het gebouw te vroeg op temperatuur zijn. Een optimaliseringsregeling kan ervoor zorgen dat de opwarmtijd zo kort mogelijk is. Hierbij regelen we het tijdstip van inschakelen van de cv-installatie op basis van: ƒ de heersende buitentemperatuur; ƒ de op een bepaald tijdstip gewenste binnentemperatuur; en ƒ de historische opstarttijden van voorgaande dagen. De optimaliseringsregeling is ook uitermate geschikt om de verwarmingsinstallatie per groep te regelen. Per groep kunnen we, afhankelijk van de gebruiksfunctie van de desbetreffende ruimten en de geveloriëntatie een aparte stooklijn en nachtverlaging instellen. Hierdoor sluiten we nauwkeuriger aan bij de individuele warmtevraag per groep. De investering ligt tussen EUR 160,- en EUR 900,- (exclusief kosten voor montage). Terugverdientijd (en besparingen) afhankelijk van de huidige CV-regeling, de klimaateisen en optimale instellingen, maar meestal 1-3 jaar. De besparing bedraagt ca. 5%-15% op het aardgasgebruik voor verwarming. Belangrijk is ook dat de verwarming wordt uitgeschakeld op plaatsen waar ze niet nodig is. Dit lijkt een zeer voor de hand liggende maatregel, maar in de praktijk blijkt toch dat in veel gevallen de verwarming onnodig blijft aanstaan. Dat komt bijvoorbeeld doordat degene die de verwarming heeft aangedaan, vergat ze weer uit te zetten. Deze situatie kunnen we voorkomen door de radiatorknoppen of de thermostaat beter zichtbaar te maken. De investering voor thermosstatische radiatorknoppen ligt tussen EUR 45,- en EUR 70,- (inclusief montage). De besparingen zijn afhankelijk van gebruik en ruimte, en de terugverdientijd ligt tussen de 4 en 6 jaar.

17

Gedecentraliseerde verwarming Soms kan het zinvol zijn, een ruimte een eigen cv-installatie of gedecentraliseerde (aardgas)toestellen te geven. Niet alle ruimtes hebben immers dezelfde warmtebehoefte. Een pc-lokaal hoeft bijvoorbeeld zelden bij verwarmd te worden. Door elke ruimte een aparte verwarmingsinstallatie te geven, kan de temperatuurregeling beter en efficiënter verlopen. Het is immers niet altijd zinvol een grote centrale verwarmingsketel te installeren in een groot kantoorgebouw waar bijvoorbeeld in het weekend slechts enkele lokalen verwarmd moeten zijn.

Tips om te besparen op de verwarming : ƒ Zorg voor een goede gebouwisolatie ƒ Stel de thermostaat en schakelklok correct in ƒ Zorg dat ramen en deuren gesloten zijn als de verwarming opstaat ƒ Door de thermostaat een graad lager te zetten, bespaart u gemiddeld 8% op uw energiegebruik voor verwarming. ƒ Leidingisolatie (20 mm rond een verwarmingsbuis van 22mm diameter) in onverwarmde ruimtes spaart in totaal ongeveer 3 m³ gas per meter buislengte per jaar. ƒ Een goedwerkende CV-ketel gebruikt minder energie. Het loont dus om de ketel eens per jaar goed te laten nakijken

18

Productiegebonden verwarming Gasgestookte apparaten zoals bakovens kunnen warmte terugwinnen als de rookgassen over een warmtewisselaar geleid zijn. De restwarmte van rookgassen kunnen we in twee stappen teruggewinnen. In een eerste stap met een economiser waar de rookgassen afkoelen tot ca. 100 °C, in de tweede stap kan condensatiewarmte worden teruggewonnen in een rookgascondensor of luchtvoorverwarmer.

ECONOMISER Een economiser is een warmtewisselaar in het rookgaskanaal die warmte uit de rookgassen haalt. Deze warmtewisselaar bestaat uit een bundel pijpen waarin water stroomt. Het warme water kan dienen voor bijvoorbeeld ruimteverwarming, procesverwarming of voorverwarming van het ketelvoedingswater. Het aanbod aan warmte moet dus zo veel mogelijk gelijktijdig met de vraag plaatsvinden. Bij voorverwarming van ketelvoedingswater is dit altijd het geval. Een andere uitvoering is luchtvoorverwarming. Hierin wordt de warmte overgedragen van de rookgassen op lucht. Meestal is dit de aanzuiglucht voor de brander. Een economiser of luchtvoorverwarming kan worden gecombineerd met een rookgascondensor. Een rookgascondensor kan de rookgassen achter de verwarmingsketel verder afkoelen en de vrijkomende warmte benutten voor verwarming. Bij voldoende lage temperatuur zal de in de rookgassen aanwezige waterdamp condenseren, waardoor de condensatiewarmte vrijkomt. De enkelvoudige condensor kan op de retourleiding worden aangesloten. Toestellen als een economiser, maar zeker een rookgascondensor of een luchtvoorverwarmer, zijn echter enkel economisch interessant bij voldoende grote verwarmingsvermogens.

19

Koeling

Inleiding Koude is vanuit energieoogpunt een moeilijk onderwerp. Bij bestaande, maar ook bij nieuwe installaties is het elektriciteitsverbruik vaak met tientallen procenten terug te dringen. Efficiënter koelen en vriezen kan bovendien samengaan met een betere productkwaliteit. Daarnaast is het veelal mogelijk te besparen op perslucht en ventilatie.

Bouwtechnische maatregelen i.v.m. optimale koeling Zorg ervoor dat de zon het gebouw niet te veel kan opwarmen. Dit kunnen we op verscheidene manieren voorkomen:

Isoleren Het goed isoleren van een gebouw is veruit de belangrijkste ingreep om energie te sparen. Isolatie houdt niet alleen in de winter de warmte vast. In de zomer houdt het ook de zonnewarmte buiten, zodat de binnenruimte niet opwarmt. Een hardnekkige mythe betreft het overisoleren. Veel mensen denken dat door overmatig te isoleren het risico op schimmelvorming vergroot. Isolatie dient met de grootste zorg te zijn aangebracht. De nodige aandacht dient geschonken aan het vermijden van koudebruggen, en het voorzien van dampschermen. Het voorzien van een gecontroleerde ventilatie is erg belangrijk in elk gebouw, maar het aandeel ventilatie is belangrijker in de beter geïsoleerde gebouwen. Isoleren gaat over meer dan muren en dak. Een zorgvuldige isolatie houdt ook in dat een zo volledig mogelijke en ononderbroken mantel om de woning is aangebracht, dus inclusief isolerend glas (HR++ beglazing met een hoge isolatiewaarde), beter isolerende raamprofielen, geïsoleerde vloeren, enz… Zorg dat de beglazing het zonnelicht maximaal doorlaat (hoge lichttransmissie), maar tegelijkertijd de zonnewarmte tegenhoudt (lage zonnetransmissie). Een hoge lichttransmissie beperkt ook de nood aan kunstlicht. Bij bestaande beglazing kan dit opgevangen worden door het aanbrengen van een zonwerende film langs de binnenzijde van de beglazing. In geval van een plat dak dient aandacht geschonken aan een goede zonlichtreflectie. Maak dergelijke daken zo wit mogelijk, bijv. door het aanbrengen van witte keitjes. Ook kan op een plat dak een voldoende dik groendak aangebracht worden. Deze maatregelen hebben tevens een goed effect op de levensduur van het dak, gezien het aan minder hoge temperaturen onderhevig is in de zomer en daardoor minder vlug zal scheuren.

WAT IS HR-GLAS ? HR-glas (of hoogrendementglas) is een superisolerende beglazing die een barrière vormt tegen de kou dankzij een nagenoeg onzichtbare warmte reflecterende metaal(oxide)laag, aangebracht op de spouwzijde van het binnenste glasblad van de dubbele beglazing. Het metaallaagje zorgt voor het terugkaatsen van de warmte van binnen in de ruimte.

20

De U-coëfficiënt (oude k) geeft de warmtestroom aan die door een glazen wand van 1 m² gaat voor een temperatuurverschil van 1°C tussen binnen en buiten. Hoe kleiner de Uwaarde, hoe beter de beglazing isoleert. Voor traditionele isolerende dubbele beglazing bedraagt de U-waarde 2,8 à 2,9 W (m².K). Daarentegen heeft HR-glas een U-coëfficiënt van maximum 2.0 W (m².K). Tegenwoordig hebben de meeste HR-beglazingen een coëfficiënt die lager ligt dan dit cijfer en bereiken een waarde van 1.4 W(m².K) (met lucht). Wanneer de spouw van het HR-glas gevuld is met een edelgas, kan het isolerend vermogen nog verlaagd worden tot 1,1 W (m².K).

( bron: VGI_nota 8: Verhoogde thermische isolatie)

HR-glas isoleert tot 5 keer beter dan enkelglas en 2 à 3 keer beter dan gewoon dubbelglas Temperatuur van de binnenruit bij 22°C in de woning en buitentemperatuur van –10°C: • Enkel glas : -2 °C • Dubbelglas : 9 °C • HR-glas U 1,1 : 15°C . Door een optimale isolatie, kan men minder gaan verwarmen. Gemiddeld levert 1°C minder stoken 8 % extra besparing op (Bron: WTCB).

noodzaak tot ventileren Ventileren is noodzakelijk om een goede binnenluchtkwaliteit te bekomen. Dit is belangrijk voor een gezond binnenklimaat. Daarnaast is het belangrijk dat een gebouw na een warme dag voldoende kan afkoelen. Zorg daarom tijdens de zomermaanden voor een sterke ventilatie ’s nachts, wanneer de omgevingstemperatuur lager is dan de binnentemperatuur. Hierdoor koelt het gebouw af, waardoor de binnentemperatuur overdag minder hoog oploopt en dus minder koeling nodig is Opteer voor een gecontroleerde ventilatie. 'Gecontroleerd' betekent dat de hoeveelheid lucht (het debiet) die de woning binnenkomt, geregeld is in functie van de behoefte, zonder overdreven energieverbruik, en dat de zin van de ventilatiestromen vastligt (waar wordt lucht aan- en afgevoerd en op welke manier doorstroomt de verse lucht het huis).

zonwering Installeer zonwering om oververhitting gedurende warme periodes (zomer) te voorkomen. Hierdoor loopt de binnentemperatuur overdag minder hoog op, waardoor minder koeling nodig is. Breng voor een optimaal resultaat zonwering aan de buitenzijde aan. Pas dit zeker toe bij grote glasoppervlakken, vooral die op het zuiden gericht. Een zonwering in combinatie met een ruimtekoelsysteem kan ervoor zorgen dat het koelsysteem kleiner gedimensioneerd kan zijn, wat investerings- en energiekosten bespaart.

Ventilatieluiken en regelbare buitenzonwering, gebouw SD Worx (bron: Cenergie)

Praktijkvoorbeeld: 21

Xeikon International NV uit Heultje-Westerlo maakte het stuurprogramma van de airco intelligenter. Tijdens de wintermaanden wordt de temperatuur geregeld naar zijn ondergrens, nl. 19°C. Door interne warmteproductie stijgt de temperatuur tot 22°C. Op dat ogenblik wordt via inname van buitenlucht gekoeld naar 22°C. Dieper koelen heeft geen zin, gezien de temperatuur automatisch daalt naar 19°C als de warmteproductie in de hal stopt. Tijdens de zomermaanden wordt de temperatuur geregeld naar zijn bovengrens, nl. 22°C. Wanneer het overdag buiten warmer is dan binnen, wordt geen buitenlucht binnengenomen. Zodra de buitentemperatuur daalt onder de binnentemperatuur (’s nachts) wordt er buitenlucht binnengenomen en wordt er geregeld naar de ondergrens van 19°C. Deze koelte dient als buffer om tijdens de daaropvolgende voormiddag geen energie te hoeven verbruiken door koeling.

Koelplafonds Toepassing van een koelplafond betekent dat de ruimte gekoeld wordt via het plafond. Daarvoor zorgt een koele luchtstroom die met een lage luchtsnelheid (door het grote plafondoppervlak) in de ruimte wordt geblazen. Daarnaast zorgt het plafond voor een "koude-ervaring" doordat de gebruikers van de ruimte warmte uitstralen naar het plafond. Een dergelijk plafond bespaart energie, is onderhoudsarm en heeft een lange technische levensduur.

Koude/warmte-opslag Koude-warmteopslag (KWO) is een technologie die op een economisch verantwoorde basis gebruik maakt van een alternatieve energiebron, namelijk de gratis beschikbare winterkoude en zomerwarmte. De gratis beschikbare winterkoude en zomerwarmte van de omgevingslucht worden in grondwaterlagen opgeslagen. Deze duurzame energie kan dienen voor koeling tijdens de zomer en voor voorverwarming van de ventilatielucht tijdens de winter. Koudewarmteopslag in watervoerende lagen werkt als een gesloten systeem. Grondwater wordt gebruikt en niet verbruikt, waardoor deze koeltechniek niet onderhevig is aan de grondwaterheffing. Met koude-warmteopslag zijn opmerkelijke besparingen van 60 tot 80% op het elektriciteitsverbruik voor koeling mogelijk en kan sterk bespaard worden op de fossiele brandstof voor verwarming tijdens de winterperiode. Om koude-warmteopslag te realiseren worden in een watervoerende laag (aquifer) twee of meer putten geboord op een onderlinge afstand van 100 tot 150 meter. De diepte van de bronnen bedraagt doorgaans 50 tot 150 m. In de zomer wordt, als er vraag naar koeling is, koud grondwater (12°C) uit een van de putten opgepompt en met een warmtewisselaar de koude gebruikt om de ventilatielucht te koelen via een warmtewisselaar. De koude wordt onttrokken aan het opgepompte grondwater. Het opgewarmde grondwater wordt in een tweede put, genaamd “warme bron”, geïnjecteerd. In de winter als er behoefte aan warmte is, wordt het opgeslagen warme grondwater weer opgepompt. Via dezelfde warmtewisselaar wordt de warmte afgegeven aan koude ventilatielucht zodat deze laatste voorverwarmd wordt. Het grondwater koelt door deze afgifte van warmte af, en wordt weer in de tweede put, genaamd “koude bron”, geïnjecteerd. Hier blijft het opgeslagen tot er in de volgende zomer weer behoefte aan koeling is. Het onttrokken grondwater wordt steeds weer geïnjecteerd, zodat er geen grondwater wordt verbruikt. Bij een KWO-systeem kan dus zowel de opgeslagen koude als de opgeslagen warmte worden gevaloriseerd. Het hoofddoel is echter koeling, dit levert het grootste economisch nut op door besparing op het elektriciteitsverbruik. Praktijkvoorbeeld: In het hoofdkantoor van de KBC Bank te Leuven werd enkele jaren na de in dienst name van de nieuwbouw al een tekort aan koeling vastgesteld. Dit was het gevolg van een hogere bezetting en de explosieve groei van het aantal 22

computers en andere bijkomende warmtebronnen. Het oorspronkelijke systeem bestond uit koelmachines, gekoppeld aan een ijsbuffer. De condensors van de koelmachines zijn gekoeld met het water van de vijver voor het gebouw. Door de groei van de interne warmtebronnen, gekoppeld aan een krap bemeten vijverinhoud, steeg de temperatuur van het vijverwater te hoog met als gevolg dat de condensortemperatuur hoger opliep dan de ontwerptemperatuur waardoor de koelmachines uitvielen. In de bestaande infrastructuur werd een KWO-systeem geïntegreerd. Door deze aanpassing werd de koelcapaciteit verhoogd met 1.000 kW. Tijdens de zomer wordt koud grondwater uit de koude bron onttrokken voor koeling van de inkomende ventilatielucht via een warmtewisselaar. Vervolgens wordt, met behulp van een tweede warmtewisselaar het vijverwater, dat naar de condensors stroomt, gekoeld. Tijdens de winterperiode wordt de koude bron geladen met de koude buitenlucht (voorverwarming van de ventilatielucht) en met vijverwater wanneer de temperatuur van dit water lager is dan 6°C. De energiebesparing door KWOpslag ten opzichte van de oude situatie resulteerde in een verbetering van het rendement van de koelmachines 20.000 kWhe/jaar; een besparing door voorkoeling 57.000 kWhe/jaar en een besparing door extra voorverwarming 25.000 m³gas/jaar. KBC Bank te Leuven is het eerste gebouw ter wereld uitgerust met een KWOinstallatie in combinatie met een ijsbuffer. (bron: Informatiepakket koude-warmteopslag, VITO 2001)

Energie-efficiënt gebouwconcept Een duurzaam gebouw vereist een bouwaanpak, waarbij rekening gehouden is met ecologische en economische aspecten. Het doel is, een gebouw te realiseren met een zo beperkt mogelijke impact op het milieu en de omgeving, waar het comfort voor de gebruikers uitstekend is. Om dit te kunnen realiseren is een integrale aanpak uiterst belangrijk. Daartoe is het noodzakelijk om alle partijen van in het begin bij het project te betrekken. Het gebeurt echter nog te vaak dat de architect een esthetisch ontwerp maakt, waarna een studiebureau ervoor moet zorgen dat er een goed comfort gehaald kan worden. Het gevolg is een gebouw met zware en complexe technische installaties. Enkel een geïntegreerde aanpak van in het begin kan een duurzaam gebouw opleveren: een gebouw, met specifieke aandacht voor de integratie van passieve klimatiseringstechnieken, een exacte dimensionering van technische installaties zonder nutteloze overdimensionering. Een gebouw, waarin eveneens de klemtoon ligt op het gebruik van efficiënte toestellen voor verwarming, verluchting, koeling en verlichting. Het ligt voor de hand dat bij dergelijke gebouwen de studiekosten verhogen. De efficiëntere manier van bouwen, zowel op het vlak van materialen als installaties, compenseren echter ruimschoots de hogere studiekosten. Dergelijke gebouwen zijn vooral gekenmerkt door veel lagere werkingskosten op het vlak van energie en onderhoud. Basisregels voor een energie-efficiënt ontwerp: ƒ Minimaliseren van de energiebehoefte (door oa. extreme isolatie) ƒ Optimaal gebruik maken van passieve energie ( zonne-energie, natuurlijke ventilatie, ..)

Minimaliseren van de energiebehoefte Extreem isoleren is daarbij een evidentie. Energie-efficiënte gebouwen kenmerken zich door extreme isolatiewaarden. Voor nulenergie-woningen bijvoorbeeld bedraagt de isolatiewaarde van de dichte delen gemiddeld 0.2 W/m²K. In dergelijke projecten wordt gebruik gemaakt van HR++-be-glas met een U-waarde van 1,1 of 1,2 W/m2K. 23

De energiebehoefte verkleint verder ook de koelbehoefte te reduceren. Om dit te bewerkstelligen moet de warmtetoetreding van het gebouw beperkt zijn. Een eerste stap daarin is het oriënteren van het gebouw volgens noord-zuidrichting. De koelbehoefte vermindert ook door het aanbrengen van zonwering. Een regelbare performante buitenzonwering verdient de voorkeur. Vaste lamellen hebben immers het nadeel dat ze niet kunnen inspelen op de wisselende behoefte. Het aanbrengen van regelbare zonwering heeft als bijkomend voordeel dat de daglichttoetreding in de kantoren maximaal is. Warmte komt echter niet alleen van de zon, maar ook van in het gebouw zelf. Een optimalisering van de verlichting en de kantoorapparatuur kan de koelbehoefte verder beperken.

Gebruik passieve energie De energiebehoefte moet zoveel mogelijk worden opgevangen met behulp van passieve technieken. Warmte wordt in belangrijke mate geleverd door de zon. Om tijdens koude periodes optimaal te kunnen genieten van die warmte, moet de mogelijkheid bestaan om de zonwering zo af te stellen dat de beglazing optimaal warmte kan opvangen. Tijdens koude periodes wordt de warme lucht afgezogen en via een regeneratieve warmtewisselaar (rendement van meer dan 90%) overgedragen op verse ventilatielucht. Op die manier gaat er bijna geen energie verloren door ventilatie. Koelte komt uit de grond door de ventilatielucht aan te zuigen doorheen buizen die in het grondwater liggen. Op die manier kan de temperatuur van de Figuur 1: grond-lucht-warmtewisselaar – stookseizoen buitenlucht bij zeer warme dagen winterdag (bron: Cenergie) met enkele graden verlagen. Verder wordt ook gebruik gemaakt van de nachtelijke koelte van de buitenlucht. ’s Nachts wordt het gebouw op natuurlijke wijze intensief doorspoeld door het openen van klapvensters in de noordgevel en in het dak. De laatste stap in het energiezuinige ontwerp is het voorzien van efficiënte installaties met een intelligente regeling. Aanwezigheidsdetectie en daglichtsturing halen het verbruik (en de warmtelast) nog verder naar omlaag.

Figuur 2: grond-lucht-warmtewisselaar – zomerdag (bron: Cenergie )

24

Het koelproces De koelcel, koelkast of diepvries is een thermisch apparaat dat een hoeveelheid warmte onttrekt aan een ruimte met een lagere temperatuur, om ze over te brengen naar een omgeving met een hogere temperatuur. Omdat warmte altijd overgaat van een warmer lichaam naar een kouder, moet je hier dit natuurverschijnsel omkeren: er is dus een hoeveelheid energie nodig. Die nodige energie wordt door de compressor geleverd.

Figuur 3: schematische voorstelling koelproces (Bron: Informatieblad Faciliteiten, Infomil )

Een klassieke elektrische koelinstallatie bestaat uit volgende onderdelen: • Verdamper: deze ontrekt warmte aan het te koelen product (of ruimte), deze warmte wordt gebruikt bij de verdamping van het koelmiddel. • De compressor brengt het koelmiddel onder hogere druk en daardoor ook op een hogere temperatuur. • De condensor geeft onder condensatie van het koelmiddel de vrijkomende warmte af aan een ander medium (meestal aan de buitenlucht) • Het expansieventiel verlaagt de druk en de temperatuur van het koelmiddel. Hierdoor koelt het koelmiddel af en kan warmte opgenomen worden. Deze onderdelen vormen een gesloten circuit. De compressor perst het koelmiddel samen. Hierdoor stijgen druk en temperatuur van de damp. In de condensor geeft het koelmiddel zijn warmte af aan een ander medium (meestal lucht, soms water). Hierbij condenseert het koelmiddel (van damp naar vloeistof). Het koelmiddel is dan nog steeds onder druk. In het expansieventiel wordt vervolgens de druk van de vloeistof verlaagd. Onmiddellijk na het expansieventiel bevindt zich de verdamper. In deze verdamper gaat het koelmiddel van haar vloeistoffase opnieuw over naar de dampfase. Bij dit proces wordt warmte onttrokken aan het te koelen product of ruimte. Vervolgens stroomt het koelmiddel in haar dampfase naar de compressor. Waarna het koelproces opnieuw start.

Afhankelijk van het gebruiksdoel wordt er gesproken over: • vriescelkoeling (–40°C tot 0°C) • koelcelkoeling (0°C tot 10°C) • klimaatkoeling, (10°C tot 20°C) Deze worden in volgende hoofdstukken apart belicht.

25

Koelefficiëntie De verhouding van de hoeveelheid opgenomen warmte en de hiervoor benodigde aandrijfenergie, heet koudefactor. Hoe hoger deze koudefactor, hoe beter de energie-efficientie. Een voorbeeld: een koelcompressor die 100 kW gebruikt bij een koudefactor van 2, kan ongeveer 200 kW aan thermische energie koelen. De koudefactor van koelcompressoren varieert meestal tussen 3,5 en 5. De koudefactor is voor een belangrijk deel bepaald door de temperatuur (of druk) in de verdamper en de condensor. Hoe lager de condensortemperatuur en hoe hoger de verdampertemperatuur, des te gunstiger is de koudefactor. Voor een goed koelproces dient er een zeker verschil te bestaan tussen verdampingstemperatuur en de gewenste koel- of vriestemperatuur. Een te groot verschil tussen deze beide temperaturen is energetisch gezien echter ongunstig. Een temperatuurverschil van circa 7°C tussen de gewenste temperatuur en de verdampingstemperatuur van het koelmiddel is ideaal. In het geval van ruimtekoeling (airco) heeft de verdampertemperatuur een invloed op de luchtvochtigheid in de ruimte. Een verhoging van de verdampertemperatuur betekent minder condensvorming op de verdamper, en daardoor een hogere relatieve luchtvochtigheid. In koelcellen waar de relatieve vochtigheid belangrijk is (opslag bederfbaar materiaal als vlees, vis, fruit en groenten) moet hiermee rekening worden gehouden.

Energiebesparing bij koeling : Bij koeling kunnen we energie besparen door in eerste instantie het toepassen van Good Houskeeping om de koudevraag te beperken (koel geen onbenutte ruimten, voorkom gelijktijdig koelen en verwarmen, …). Daarnaast is een goede isolatie van de koelcel van groot belang. Vervolgens dienen we de mogelijkheden van warmteterugwinning na te kijken. Tenslotte zijn er de maatregelen die het rendement van de koudeopwekking verhogen.

26

Koel- & vriescel-installaties

Beperk de koudevraag We kunnen veel energie besparen door eerst de koudevraag te beperken met onderstaande eenvoudig toepasbare maatregelen:

Isoleer optimaal Het energieverbruik van een koel- of vriescel is voor een belangrijk deel bepaald door de isolatie van de cel. We kunnen de koellast beperken door de dikte van de isolatie te verhogen. Als de laag tweemaal zo dik is, neemt het verlies met de helft af.

Vermijd warmtebronnen in koelruimtes Alle elektriciteit die in een koelcel of een geklimatiseerde ruimte verbruikt wordt, wordt uiteindelijk warmte. Losse elektriciteitsverbruikende apparaten moeten er daarom, indien mogelijk, uit. Het verbruik van verlichting, ventilatoren en andere elektriciteitsverbruikers in koel- of vriescellen moet minimaal zijn. Het onnodig aan staan van toestellen/machines moeten we voorkomen. Voorzie waar mogelijk een automatische schakeling (aanwezigheidsdetectie).

Beperk deurverliezen De verliezen bij koel- en vriescellen hangen samen met de afdichting, de grootte van de deuropening en de frequentie, tijdsduur en snelheid waarmee de deuren openen en sluiten. Deurverliezen kunnen echter oplopen tot 30%. Deze verliezen kunnen we beperken door: • het verkleinen van de deuropeningen; • het voorzien van een automatisch systeem voor het sluiten van de deuren; • het voorzien van gordijnstroken voor het afschermen van de deuropening; • installeren van snelsluitdeuren, sluizen of dockshelters; De besparing door deze maatregelen is sterk afhankelijk van het temperatuurverschil binnen en buiten de cel. Deze maatregelen zijn vooral interessant als regelmatig transport plaatsvindt tussen gekoelde en niet gekoelde ruimten. Sommige voorzieningen zijn alleen haalbaar bij nieuwbouw of renovatie.

Beperk de te koelen ruimte Door omstandigheden kunnen koel- en vriesruimten slechts ten dele gevuld zijn met producten. Door het plaatsen van een tussenwand (een plastic scherm volstaat al) kan de grootte van de koelruimte verkleind worden. De kosten zijn gering. De besparingen kunnen oplopen tot 25% van het totale elektriciteitsverbruik van die koelcel.

Tip: Bij een koel- of vriescel voor de bewaring van gepaletiseerde producten is het vermogen van de koelinstallatie vooral afhankelijk van het volume van het lokaal. Het volume kan verkleinen door een automatisch of semi-automatisch rekkensysteem te voorzien. Zo moet men niet steeds gangen vrijhouden om met een vorkheftruck te passeren. 27

Voorkom kieren Vaak blijkt dat deuren van koel- en vriescellen niet goed sluiten. Vervang daarom regelmatig versleten deurrubbers.

Groepeer koel- en vriescellen Het energieverlies tussen cellen onderling kan verminderen door de koelcellen met dezelfde temperatuur, te groeperen. Orden de koelcellen zodanig dat de koelcellen met de hoogste temperatuur aan de buitenzijde staan. Tracht de koelcellen met de laagste temperatuur zo veel mogelijk te omringen door cellen met een hogere temperatuur. De cellen met de laagste temperatuur hebben dan zo min mogelijk koudeverlies, waardoor er minder rendementsverlies optreedt bij de koeling.

Gekoelde voorruimte Telkens wanneer een koel- of vriescel open gaat, dringt warmte de vriesruimte binnen. Dit kunnen we reduceren door voor de toegang van de vriescel, een gekoelde voorruimte te voorzien. De toegangen van verschillende vriescellen kunnen we voorzien van een centrale gekoelde voorruimte.

Vertraagd inschakelen compressoren In koel- en vriescellen houden we een maximale temperatuur aan. Bij overschrijding, schakelt de compressor in. Door het openen van deuren stijgt de temperatuur snel en kan de compressor aanslaan, terwijl de producten nog voldoende koud zijn. Door gebruik te maken van een regeling, die ervoor zorgt dat de compressoren vertraagd inschakelen t.o.v. de verdamperventilatoren, voorkomen we onnodig draaien van de compressor. Na overschrijding van de maximale temperatuur schakelt dan eerst de luchtcirculatie in. Hierdoor daalt de celluchttemperatuur en dit voorkomt het onnodig inschakelen van de compressor. Deze maatregel is rendabel bij vriescellen als de compressoren regelmatig minder dan 15 minuten draaien en het te koelen product enige tolerantie biedt m.b.t. de temperatuur. De maatregel is niet toepasbaar als het kortstondig inschakelen van compressoren ontstaat door iets anders dan het openen van deuren. Het plaatsen van een tijdvertraging kost ca. € 45,–. De besparing kan oplopen tot ongeveer 15% op het elektriciteitsgebruik van de compressor. Een indicatie van de terugverdientijd is 1 tot 2 jaar. Bron: Informatieblad Faciliteiten - 1999 - InfoMil

Warmteafgifte condensor Zorg ervoor dat de condensor zijn warmte optimaal kan afgeven. Voorkom dat de condensor staat ingebouwd achter kratten, pallets e.d. of in een kleine en slecht geventileerde ruimte. De besparing kan hierdoor oplopen tot 15% van het verbruik.

Ook als het condensoroppervlak vervuild geraakt, vermindert de warmteafgifte van de condensor en daalt het koelrendement van het systeem. Door regelmatig reinigen van het koel- en condensorlichaam kan tot 10% op het compressorverbruik bespaard worden. Verhoog het koelrendement

28

Het koelrendement van een koelinstallatie kan verhogen door verschillende maatregelen. Sommige zijn eenvoudig en vragen een beperkte investering. Andere zijn ingrijpender.

Optimaliseer het temperatuursverschil condensor / verdamper •

Verlagen condensatortemperatuur Een condensor moet warmte kunnen afgeven aan zijn omgeving. Idealiter is er een temperatuursverschil van 15°C met de omgeving (meestal buitenlucht). In de praktijk blijkt vaak dat de temperatuur van de condensor is ingesteld op ca 40°C, terwijl het buiten, voor het overgrote deel van het jaar, kouder is dan 25°C. In die periode kan de condensortemperatuur beter verlaagd worden. Let er bij verlaging wel op dat het expansieventiel een minimaal drukverschil tussen condensor en verdamper nodig heeft. Bij kleine installaties kan de condensortemperatuur bijv. tweemaal per jaar handmatig aan de weersomstandigheden worden aangepast. Voor grote installaties kan een automatische regeling rendabel zijn (elektronisch expansieventiel). Elke graad temperatuurverlaging levert een energiebesparing van ca 2% van het energieverbruik van de compressor. •

•

Verhogen verdampertemperatuur De verdamper moet, om warmte te kunnen opnemen uit zijn omgeving, ca 7°C kouder zijn dan de koelcel-luchttemperatuur. Een groter of kleiner temperatuursverschil zal vaak leiden tot het niet maximaal benutten van de verdampingscapaciteit. Elke graad temperatuurverhoging levert een energiebesparing van ca 1% van het energieverbruik van de compressor. Oppervlak condensor/verdamper

Verdampers en condensors met een relatief groot oppervlak voor uitwisseling van warmte kunnen het koelvermogen gunstig beïnvloeden. Zoals eerder vermeld is de aandrijfenergie voor de compressor van een compressiekoelmachine, zeer sterk afhankelijk van het verschil in temperatuur tussen de verdamper en de condensor. Door het warmtewisselend oppervlak in de verdamper en in de condensor te vergroten, kan men deze temperaturen zo dicht als mogelijk bij die van de koelvloeistof/ koellucht brengen.

29

Compressor •

HR-compressor Installeer een hoogrendementcompressor (HR-compressor) in plaats van een conventionele compressor. Het elektriciteitsverbruik van deze HRcompressoren ligt tot 25% lager dan bij een conventionele. De kosten van een HR-compressor zijn afhankelijk van het type, het vermogen en de eventueel extra benodigde voorzieningen. Besparing tussen de 5% en 25% op het energieverbruik van de compressor is mogelijk.

•

Frequentieregeling compressor De capaciteit van de compressor kan op verschillende manieren geregeld worden. Sommige daarvan verlagen de capaciteit, maar nauwelijks het elektriciteitsverbruik. Als de capaciteit van een compressor vaak omlaag moet, kan het voorzien van een frequentieregeling (zie verder) rendabel zijn.

Condensor ƒ

We kunnen drie belangrijke condensortypes onderscheiden: de luchtgekoelde, de watergekoelde en de evaporatieve condensor (warmteonttrekking gebeurt door verdamping van water). Elk hebben zij hun voor- en nadelen naar condensatietemperatuur, waterverbruik, benodigde pompenergie, etc.

Tip: Een goed compromis vormt echter de verdampingscondensor. Ideaal is het gebruik van een verdampingscondensor tijdens de zomermaanden en een luchtgekoelde condensor tijdens de winter. ƒ

Koppeling condensors bij deellast

Bij veel koelinstallaties heeft elke compressor zijn eigen condensor. Bij afnemende koudevraag wordt met behulp van een cascaderegeling steeds een volgende compressor (met bijbehorende condensor) afgeschakeld. Door de dan nog draaiende compressoren toch alle condensors te laten gebruiken, kan het condensoroppervlak relatief verhogen. Bij toenemende koudebehoefte kunnen de compressoren alsnog weer hun eigen compressoren bedienen. De investering is gering (regelmechanisme en leidingwerk). De besparing kan oplopen tot 25%. De maatregel is toepasbaar bij meer compressoren die dankzij een onderlinge koppeling vaak afgeschakeld worden.

Tip: Indien het benodigde koelvermogen groot is, loont het de moeite om de installatie van een centrale koelinstallatie te bekijken (ipv. verdamper/condensorgroepen per lokaal). De koudefactor van een grote koelcentrale is steeds beter dan die van kleine units. Bovendien wordt hiermee de condensor steeds groot genoeg gekozen voor de volledige koelcapaciteit. Dit maakt dat de condensatortemperatuur bij deellast steeds laag genoeg kan zijn. Uiteraard dient hierbij ook een efficiënte deellastregeling voorzien.

30

Koudemiddel De eerste koelmiddelen waren natuurlijke producten: lucht, ammoniak, CO2, SO2, etc.. Deze koelmiddelen werden al snel vervangen door CFK´s (chloorfluorkoolwaterstoffen) en HCFK´s (gehalogeneerde chloorfluorkoolwaterstoffen). Omwille van milieubezwaren en onder impuls van een strenge wetgeving drong zich een overschakeling op naar meer milieuvriendelijke alternatieven. Deze alternatieven zijn onder andere HFK´s, ammoniak, koolwaterstoffen, water, etc. Daar zuivere HFK´s meestal niet alle gewenste eigenschappen vertonen, werden diverse HFK-mengsels ontwikkeld. Wegens hun bijdrage aan het broeikaseffect zullen HFK´s naar verwachting op termijn tevens moeten afnemen in gebruik. Dit betekent dat andere alternatieven heil moeten brengen voor de toekomst. Echter, ook op lange termijn zal de dampcompressiecyclus waarschijnlijk de belangrijkste koelcyclus blijven. Indirecte koeling met koudedragers: niet steeds het koelmiddel zelf onttrekt rechtstreeks warmte aan de te koelen omgeving. Soms gebeurt de koeling onrechtstreeks via secundaire koelmiddelen, ook nog koudedragers genaamd. Een belangrijk voordeel van zulk indirect systeem is dat op deze wijze een centrale koelinstallatie haar geproduceerde koude naar verschillende plaatsen kan overdragen, zodat de hoeveelheid (milieuonvriendelijk) koelmiddel afneemt. Een nadeel is dan weer het efficiëntieverlies (bijkomend temperatuursverschil) dat gepaard gaat met de bijkomende warmteoverdrachtsstap. Koudedragers worden om verscheidene redenen ingezet: milieu, veiligheid, kostprijs, voedselveiligheid. (bv. (milieu)toxiciteit of brandbaarheid van het primaire koelmiddel). Een koelmiddel wordt afwisselend gecomprimeerd en geëxpandeerd om de primaire warmteoverdracht in de centrale machinekamer te realiseren. Een koudedrager (meestal een vloeistof) daarentegen, onttrekt de koude aan het koelmiddel en transporteert deze koude dan verder naar de gewenste plaats. Voorbeelden van koudedragers zijn glycolen, ondermeer zoutoplossingen van NaCl, CaCl2, alcohol/watermengsels en talrijke specifiek gesynthetiseerde organische stoffen. De installatiekosten voor een onrechtstreeks koelsysteem kunnen 20% hoger oplopen dan deze voor een rechtstreeks systeem.

Tip: Bij het gebruik van een koudedrager, is het gebruik van een elektrische ontdooiing (zie verder) geen noodzakelijk kwaad. Het is even goed mogelijk om met behulp van hete persgassen de koudedrager (secundair koudemiddel) op te warmen en vervolgens d.m.v. opgewarmde glycol de verdampers te ontdooien. Expansieventiel In de koelkringloop zorgt het expansieventiel ervoor dat het koelmiddel, dat onder hoge druk vanaf de condensor komt, in druk verlaagt en naar de verdamper stroomt. In de verdamper neemt het koudemiddel warmte op van het te koelen product. De uittredetemperatuur (uit de verdamper) wordt gemeten, en op basis hiervan regelt het expansieventiel de hoeveelheid koudemiddel die 31

doorgelaten moet worden. Er zijn twee typen expansieventielen: thermostatische en elektronische. Thermostatisch expansieventiel Een thermostatisch expansieventiel is een mechanisch gestuurd ventiel. Een temperatuursensor bepaalt de uittredetemperatuur van de verdamper en stuurt hierdoor het expansieventiel open. Elektronisch expansieventiel Bij een elektronisch expansieventiel drijft een stappenmotor het ventiel aan en regelt zo de grootte van de doorlaatopening elektronisch. Er komt zoveel koudemiddel door dat de verdamper de grootste koelcapaciteit biedt. Dit gebeurt ook bij kleine drukverschillen. Hierdoor kan de condensatietemperatuur ook verlagen, waardoor de koelcyclus zo energie-efficiënt mogelijk kan verlopen. Deze maatregel kan toepasbaar zijn bij koelcellen en dan vooral bij verdampingsgevoelige producten.

Ontdooiing verdamper Op de verdamper ontstaat vaak een laagje ijs. Om te voorkomen dat de verdamper dicht vriest, moet deze regelmatig ontdooien. Meestal gebeurt dit elektrisch. Met het warme persgas kunnen we energie sparen. Heet persgas wordt uit de compressor in de verdamper geleid waardoor deze ontdooit. Bijkomend voordeel is dat er minder warmte in de cel komt omdat de ijslaag van binnenuit ontdooit. De ontdooitijd is daardoor ook korter. Een besparing van 5 tot 15 % op het totale energieverbruik van de installatie is mogelijk. Deze maatregel is alleen rendabel in geval van nieuwbouw/renovatie.

Warmteterugwinning Het koelmiddel is na de compressor heet. Dit hete gas heet persgas. De warmte hiervan kan dienen om water of een werkruimte mee te verwarmen zoals een persgasboiler. Naast het nuttige gebruik van de restwarmte is er een extra besparing omdat een lagere condensatietemperatuur mogelijk is en de condensorventilatoren minder hoeven te draaien. Als de restwarmte in het persgas wordt gebruikt om warm water te maken, kan bijverwarming nodig zijn.

Absorptiekoeling Naast elektrische compressiekoeling kunnen we ook koude produceren door toepassing van absorptiekoeling. Absorptiekoeling is koeling op basis van restwarmte. Voor absorptiekoeling is warmte nodig van een voldoende hoog temperatuursniveau (> 88°C ). Deze hoge temperaturen dienen in de nabije omgeving van de koelinstallatie beschikbaar te zijn (restwarmte uit processen, gasmotor, verwarming). Deze maatregel is alleen mogelijk als het gehele jaar een niet te sterk wisselende koelbehoefte aanwezig is en een aanbod van restwarmte dat goed op de koelbehoefte aansluit. De maatregel is vooral toepasbaar bij nieuwbouw of renovatie. Overzicht van enkele energiebesparende maatregelen en hun besparing: Maatregel Regelmatig reinigen condensors Thermostatisch expansieventiel vervangen door elektronisch Isoleren van koelleidingen Deurschakelaar voor celverlichting Hoogrendement koelaggregaat Hoogrendement ventilator Vergroting verdamper- en condensoroppervlak Bron: Cijfers en tabellen, Novem http://www.novem.nl/default.asp?documentId=28079

Besparing (%) 5 - 15 5 - 10 1-5 <5 15 - 20 2 - 10 5 - 10 32

Klimaatkoeling ( airco) Inleiding Airconditioning gaat met massa's energie lopen en kost daarenboven een pak geld aan elektriciteit in de zomer. Daarbij levert airconditioning niet altijd het gewenste comfort. Het wordt door vele mensen als onaangenaam ervaren. Ook de installatiekost en de onderhoudkosten zijn hoog. Overweeg alternatieve systemen vooraleer naar die zoemende energievreters te grijpen. Meer hierover in volgende rubrieken.

Good housekeeping Koel niet onnodig Ruimten met een eigen koelsysteem hebben vaak een eigen regeling in de ruimte zelf. Schakel het koelsysteem uit als de ruimte niet hoeft koel te zijn. Dit kan handmatig, maar ook via een schakelklok of een aanwezigheidssensor.

Koel beperkt Het energieverbruik van de airconditioning hangt af van het temperatuurverschil tussen binnen en buiten, niet door het absolute niveau van de binnentemperatuur. We kunnen energie besparen door de airconditioning zodanig in te stellen dat dit verschil niet groter dan 5°C is. Is het verschil groter, dan stijgt niet alleen het energieverbruik, maar is het verlaten van de gekoelde ruimte ook onaangenaam. Een temperatuurverschil met de buitenlucht van max. 5°C vinden de meeste mensen prettig. Het is niet prettig om van binnen naar buiten tegen een muur van warmte aan te lopen, of van buiten naar binnen in een koelkast terecht te komen. Grotere verschillen kunnen bovendien nadelige effecten hebben op de gezondheid.

Beperk de warmteproductie Maak gebruik van zeer efficiënte verlichting en kantoorapparaten. Deze apparaten worden gekenmerkt door een lage warmteafgifte. Ook kan de warmte die vrijkomt, door verlichting en andere warmteproducerende apparatuur, direct worden afgezogen om de warmteproductie te beperken. Voorzie aanwezigheidsdetectie voor het sturen van verlichting en maak optimaal gebruik van daglicht. Door verlichtingsarmaturen te koppelen aan een ventilatiesysteem wordt de door de lampen ontwikkelde warmte rechtstreeks afgezogen naar buiten, of eventueel gebruikt in combinatie met een warmtepomp.

33

Bureautica Computers zijn niet meer weg te denken uit onze maatschappij, zowel als medium voor werk, studie én ontspanning. De computer is vaak in gebruik en staat daardoor gedurende lange tijd aan. Ook als de computer niet in gebruik is maar toch aanstaat, verbruikt hij energie. Het is dus belangrijk om het energieverbruik (ook in de stand-by stand) goed in de gaten te houden. Kantoorapparatuur gebruikt veel energie, omdat deze apparatuur vaak lange tijd ongebruikt aan staat. Aangezien het meestal enkele minuten duurt voor de computer weer geheel is opgestart, laten veel mensen hun computer gewoon aanstaan. Bij geen gebruik treedt na enkele minuten de screensaver in werking. Die dwarrelende bloemen en figuren zijn leuk, maar de computer gebruikt daardoor evenveel energie als wanneer je gewoon met de computer werkt

Power Management of energiebesparende stand Een computer kan in veel verschillende standen staan: actief gebruik, stand-by, slaapstand en uit. Het installeren van powermanagement bespaart energie. De systeemonderdelen schakelen automatisch in stand-by of schakelen uit wanneer ze een (korte) periode niet in gebruik zijn. Niet alleen het elektriciteitsgebruik, maar ook de verspreiding van warmte en geluid verminderen hierdoor. Computers met powermanagement verbruiken bijna de helft minder dan modellen zonder dit systeem. Momenteel zit powermanagement standaard op de meeste nieuwe apparatuur geïnstalleerd. In de onderstaande tabel, zijn de energieniveaus weergegeven die powermanagement kent, met hun eigenschappen:

Uit-stand

Slaap-stand

Stand-by

Screensaver (schermbeveiliging)

Aan/uit

Uitgeschakeld

Gedeeltelijk uitgeschakeld

Gedeeltelijk uitgeschakeld

Ingeschakeld

Werking functies

Geen functies in werking

Vrijwel geen functies in werking

Deel van de functies werkt

Deel van de functies werkt

20 Watt

45 Watt

Geen energiebesparing, 160 Watt

Energieverbruik 0 of zeer weinig (afhankelijk van wel/niet verbonden met elektriciteitsnet)

Toelichting: In slaapstand zijn de meeste functies uitgeschakeld. Het duurt wat langer om de computer (door het indrukken van een toets) weer gebruiksklaar te krijgen. In de stand-by stand zijn maar een deel van de functies uitgeschakeld. De computer is sneller gebruiksklaar. Een screensaver levert geen energiebesparing op, maar beschermt alleen het scherm tegen inbranden. Bron: www.Milieucentraal.nl/computers Voordelen powermanagement: ƒ Met een powermanagementsysteem schakelen apparaten automatisch uit als zij niet actief in gebruik zijn. Tijdens de slaapstand worden de gegevens weggeschreven naar de harde schijf. Het indrukken van een toets roept ze automatisch weer op. ƒ In de stand-by stand is maar een deel van de functies uitgeschakeld. De computer is sneller gebruiksklaar dan in de slaapstand. 34

ƒ

ƒ

ƒ

ƒ ƒ

De veronderstelling leeft dat de slaapstand een negatief effect heeft op de levensduur van de apparatuur. Uit onderzoek is gebleken dat dit niet het geval is: "Power management does not negatively effect the useful life of equipment if proper set." Beperk de tijd dat uw computer stand-by staat. Schakel uw computer dus ook regelmatig uit, ook als u een uurtje pauze neemt. Het is een fabel dat het regelmatig uitschakelen van computers kwaad kan. In een kantoor waar meer computers aanstaan, zal een geringere warmteafgifte door de computers vlug merkbaar zijn. Vooral in de zomer zal hierdoor de temperatuur op kantoor minder snel oplopen. Dit voorkomt extra elektriciteitsverbruik door de installatie die voor de koeling (klimaatbeheersing) zorgt. Wanneer het beeldscherm automatisch uitschakelt, vermindert de afgifte van elektromagnetische straling. Als het beeldscherm automatisch uitschakelt, bijvoorbeeld bij een pauze, is de informatie op uw computer niet zichtbaar. U kunt uw computer meestal ook vergrendelen met een wachtwoord, zodat deze niet onbevoegd gebruikt wordt.

Keuze computer ƒ

ƒ

ƒ

ƒ

ƒ

Installeer en gebruik energiezuinige kantoorapparaten. Computers met Energy Star, GEEA-label en Ecolabel hebben een relatief laag verbruik (zie verder). Een draagbare computer is energiezuiniger dan een gewone desktop. Ze bevatten allerlei energiebesparende voorzieningen, zodat ze zo lang mogelijk kunnen werken op de batterij. Deze computer kan ook op het elektriciteitsnet werken. Dit is energiezuiniger omdat bij het opladen van de batterij altijd energieverliezen optreden. De opladers van laptops gebruiken ook energie als er geen laptop op aangesloten is. Om dit sluipverbruik te voorkomen, moet de stekker van de oplader uit het stopcontact als de accu's niet opgeladen worden. Palmtops zijn draagbare computers die het formaat van een hand hebben. Ze verbruiken minder energie. Als alternatief voor het notebook is een palmtop minder milieubelastend, maar meestal worden ze als extra apparaat aangeschaft.

Keuze beeldscherm ƒ ƒ ƒ

ƒ

Let bij de aankoop van een beeldscherm op de grootte van het beeldscherm: hoe groter, des te meer elektriciteitsverbruik. Beeldschermen met een hoge resolutie, en dus een scherper beeld, verbruiken meer energie. De platte LCD-beeldschermen (Liquid Crystal Display) verbruiken de helft van de energie die een conventioneel beeldscherm nodig heeft (CRTmonitor). Beeldschermen geven elektromagnetische straling af. In huidige modellen is deze straling voldoende afgeschermd en vormt daardoor voor de gebruiker geen belasting meer. LCD-schermen zijn in dit opzicht gunstiger dan conventionele beeldschermen.

35

Energielabels Energy Star Energy Star is een keurmerk van het Amerikaanse EPA (Environmental Protection Agency) en sinds begin 2002 ook door de landen van de EU ondersteund. Energy Star stelt eisen aan energiegebruik tijdens slaap- of standby stand. De apparatuur moet beschikken over powermanagement en dit moet bij aflevering geïnstalleerd zijn. Beeldschermen met Energy Star moeten in de slaapstand 50 % minder energie verbruiken dan een 'conventioneel' beeldscherm. Daardoor gaan ze ook langer mee. Meer informatie: www.energystar.gov/ GEEA In Europees verband is het vrijwillige energiekwaliteitslabel GEEA (Group for Energy Efficiënt Appliances) ontwikkeld voor elektrische apparaten, vooral voor grijs- en bruingoed apparaten, zoals tv's, videorecorders, audioapparatuur en computerapparatuur. Hierbij worden onder meer eisen gesteld aan het stand-by verbruik. Apparaten voorzien van een GEEA-label behoren tot de 30% zuinigste apparaten op de markt. Een overzicht van energiezuinige merken apparatuur met dit label is te vinden op de website: www.efficient-appliances.org. TCO label Het TCO-label is een Zweeds keurmerk dat, naast eisen aan energieverbruik van de monitor, ook eisen stelt aan straling. Deze eisen zijn strenger dan de wettelijke normen die gelden voor straling. (de MRP-II norm). Meer informatie: www.tco-info.com/ Ecolabel De criteria van Ecolabel zijn februari 1999 vastgesteld en liggen met name op het terrein van energiebesparing en levensduurverlenging. Meer informatie: http://www.europa.eu.int/comm/dg11/ecolabel

Opgenomen vermogen bij actief gebruik (W) PC + beeldscherm

Opgenomen vermogen in Stand-by stand (W)

140

30-45

PC

40

20-30

Monitor 14’’ SVGA

80

10-15

Monitor 17” SVGA

110

30

Laptop

50

Laserprinter

90-130

Flatscreen

15-30

Kopieerapparaat Fax scanner

20-30

120-1000

30-250

30-40

10 12

Bron: www.energystar.nl

Tip: op de website www.eu-energystar.org staat een leuk rekenprogramma om het elektriciteitsverbruik van verschillende modellen van computers, schermen, laptops, etc. te berekenen. 36

Productiegerelateerde maatregelen Actief - Reactief energieverbruik Actieve energie wordt rechtstreeks omgezet in nuttige arbeid of warmte. Reactieve energie levert daar geen bijdrage toe. Reactieve energie is het vermogen dat sommige apparaten gebruiken om een elektromagnetisch veld op te bouwen. Toestellen zoals motoren, niet-gecompenseerde verlichtingstoestellen en transformatoren (dus alle toestellen die gebruik maken van een alternatief elektromagnetisch veld, met een spoel) nemen naast actieve energie ook reactieve energie op. Hoe groter het reactieve verbruik, hoe minder efficiënt de geleverde energie is benut. Het reactieve verbruik wordt uitgedrukt in kVArh (=kilo-voltampère-uur reactief). De verhouding tussen het aandeel actieve energie en schijnbare energieverbruik (actief + reactief) wordt aangeduid als de cos phi (cosinus phi ). Het reactieve verbruik is een samenstelling van het inductieve en capacitieve verbruik. Het fenomeen van reactief verbruik kan sterke implicaties hebben op de facturen van hoogspanningsgebruikers. In wezen kan reactieve energie gezien worden als energie die je de ene fractie van een seconde uit het net betrekt, en een volgende fractie integraal terug in het net stopt, zonder dat deze “pendelenergie” bijdraagt tot een nuttig effect (=actief verbruik). 120

I, U

300

I U P

90

200

60

100

30

0

0

-100

-30

-200

-60

-300

-90

-400 0

0,005

0,01

0,015

0,02

0,025

0,03

0,035

---o-----o----…---

I U P

P

400

-120 0,04

t Fig xx: Actieve energie door een perfecte samenloop van spanning en stroom. Het ogenblikkelijk vermogen (rode curve) is steeds groter dan nul.

37

stroomsterkte (Ampère) spanning (Volt) vermogen (Watt)

400

120 I U P

---o-----o----…---

90

200

60

100

30

0

0

-100

-30

-200

-60

-300

-90

-400 0

0,005

0,01

0,015

0,02

0,025

0,03

0,035

I U P

stroomsterkte (Ampère) spanning (Volt) vermogen (Watt)

P

I, U

300

-120 0,04

t fig xx+1: Reactieve energie door een volledig gebrek aan samenloop tussen spanning en stroom: als de spanning maximaal is, is de stroom nul en omgekeerd. Het ogenblikkelijk vermogen is gedurende 5 milliseconden (ms) positief (energie wordt uit het net betrokken) en gedurende de volgende 5 ms negatief (zelfde energie wordt terug in het net gepompt zonder verbruikt te zijn). Zo ontstaat dus pendelenergie. 400

200

60

100

30

0

0

-100

-30

-200

-60

-300

-90

-400 0

---o-----o----…---

90

0,005

0,01

0,015

0,02

0,025

0,03

0,035

I U P

stroomsterkte (Ampère) spanning (Volt) vermogen (Watt)

P

I, U

300

120 I U P

-120 0,04

t

fig xx+2: Een reële situatie met een zekere mate van samenloop tussen spanning en stroom, en een zekere mate van niet-samenloop. Het gevolg is dat er netto meer energie uit het net gehaald wordt, dan er terug wordt gestoken (positieve perioden van het ogenblikkelijk vermogen duren langer dan de negatieve perioden). In deze figuur is de cos phi 0,52 en de tan phi 1,62.

Nadelen van reactief vermogen : Het reactieve vermogen levert geen enkele vorm van nuttig werk. Bovendien veroorzaakt een te grote verhouding tussen het reactieve vermogen en het actieve vermogen verscheidene problemen: ƒ Een stijging van de totale stroom; ƒ Een bijkomende, niet-doeltreffende belasting van de lijnen en transformatoren; ƒ De noodzaak om de elektrische installatie te versterken (wat een nietproductieve investering is); ƒ Een functioneringssituatie die de grenzen benadert waarbij de veiligheidsmaatregelen in werking treden; ƒ Een toename van het warmteverlies; ƒ Een daling van de voedingsspanning. De terugvloeiing van reactieve energie naar het elektriciteitsnet veroorzaakt een verhitting van de kabels en alzo extra energieverlies in het transport van de elektriciteit. 38

Invloed van reactieve energie op de factuur : Het verbruik van reactieve energie komt niet op de factuur van hoogspanningselektriciteit zolang dit verbruik lager blijft dan 50% van de actieve energie. Eens dit aandeel overschreden, kost het overmatige reactieve verbruik 20% van de gemiddelde prijs per kWh. Concreet betekent dit dat er geen verrekening gebeurt als cos phi>0,9. Het is dus heel belangrijk het reactieve energieverbruik trachten te beperken. Door de berekening van de verhouding tussen het reactieve vermogen en het actieve vermogen kan uw elektrotechnicus de meest geschikte oplossing voorstellen. In de meeste gevallen volstaan een of meer correct afgemeten (dankzij de voorstudie) condensatorbatterijen om het probleem op te lossen.

39

Kwartuurpiekbewaking Piekvermogen Bij hoogspanningverbruikers is de vermogenterm (zie eveneens verduidelijking opbouw elektriciteitsfactuur) afhankelijk van het werkelijk afgenomen vermogen, meer bepaald het piekvermogen (ook wel kwartiervermogen, kwartierspits, spitsvermogen genoemd). Het piekvermogen is het gemiddeld afgenomen of geïnjecteerd vermogen over een periode van een kwartier, uitgedrukt in kilowatt (kW) of megawatt (MW) in geval van actief vermogen, in kilovar (kVAr– kilo volt ampère) of megavar (MVAr) in geval van reactief vermogen. Het piekvermogen is dus niet de hoogste (start)stroom gedurende enkele seconden. Het piekvermogen is m.a.w. de maximale elektriciteitsafname, geregistreerd op basis van een kwartier, uitgedrukt in kW.

Gecontracteerd vermogen Het vermogen (kW) dat u maximaal denkt af te nemen. Uw aansluiting wordt afgestemd op het gecontracteerde vermogen en u dient als klant onder deze grens te blijven. Het piekvermogen dient onder de waarde van het gecontracteerd vermogen te blijven. Door piekbewaking kan u zeer dure energievermogenspieken voorkomen.

Piekshaving Piekshaving is het verminderen van het maximale kwartuurvermogen door het tijdelijke afschakelen van lasten. Om pro-actief de piekbewaking door te voeren, worden gedurende korte periodes verbruikers uitgeschakeld. Het spreekt voor zich dat de keuze hier vooral op niet-bedrijfskritische apparaten valt die voor elk bedrijf anders zijn. In vele gevallen gaat het om processen met grote inertie zoals verwarming, koeling, airconditioning, batterijladers, etc. Dit kan ook door het aanpassen van regelbare processen zoals frequentiesturingen. Men grijpt in op de vermogensterm, maar ook op de proportionele term van de factuur.

bron: www.idetron.be

Indien de voorspelling het vooropgestelde maximum zal overschrijden worden niet-kritische verbruikers gedurende een korte periode uitgeschakeld. Eventueel kan in een volgend kwartier extra vermogen verbruikt worden door deze specifieke verbruikers. Via het uitschakelen van de niet-kritische verbruikers zoals ruimteverwarming, ventilatie, … blijft het vermogen onder de gestelde limiet in dit kwartier.

bron: www.idetron.be

40

Een grondige kennis van het verbruikersprofiel laat toe, de gebruikswijze van de elektrische energie te evalueren.

Loadsharing Loadsharing is, net zoals piekshaving, het verminderen van de maximale kwartuurvermogens, maar door het verplaatsen van inschakelmomenten van de piekperiode naar een periode buiten de spits. Men grijpt in op de vermogensterm van de factuur: Globaal gezien verbruikt men evenveel energie maar ze is verplaatst in tijd. Praktijkvoorbeeld: NIKO uit Sint-Niklaas kocht een programma aan voor de opvolging van haar energieverbruik. Een opvolging van het kwartuurvermogen leidde tot een aantal aanpassingen waardoor een sterke reductie van het kwartuurvermogen kon gerealiseerd worden. De voornaamste aanpassing is het verschuiven van de productie in de galvanolijn naar de nachtploeg. In deze productielijn werken slechts twee werknemers, maar het betreft een zware installatie met hoog verbruik. Door deze naar de nacht te verplaatsen, daalden de pieken sterk. Dit betekende een reductie van 15 % op de energiekost.

41

Motoren Motoren zijn belangrijke energieverbruikers. Ze vertegenwoordigen ruim 80% van het industriële elektriciteitsverbruik. De meest toegepaste motoren zijn elektromotoren, naast diesel- en gasmotoren. Belangrijke toepassingen zijn pompen, ventilatoren, aggregaten en compressoren.

HR-motoren HR-motoren hebben een 2-11% hoger rendement dan klassieke motoren. Het herwikkelen van een motor leidt tot een rendementsdaling met ca. 5%. HRmotoren zijn dan ook vooral interessant indien er motoren herwikkeld moeten worden of indien men sowieso nieuwe motoren aankoopt. De rendementswinst van HR-motoren bedraagt dan wel slechts enkele procenten, de energiekosten zijn wel de grootste kostenpost in de totale levensduur van een elektrische motor (70-95%). Het loont dan ook de moeite om te gepasten tijde HR-motoren aan te schaffen in plaats van standaardmotoren of te herwikkelen. Een tool waarmee je kan beslissen welke motor voor je toepassing interessant is, kan je downloaden van http://iamest.jrc.it/projects/eem/eurodeem.htm. Motoren verzorgen de aandrijving van een toestel/machine aan. De regeling van dit toestel is belangrijk voor het energiegebruik van de motoren. Het energieverbruik van het toetstel kan geregeld worden door ervoor te zorgen dat het toestel minder arbeid levert. Dit kan op verschillende manieren. Voorbeelden voor pompen en ventilatoren zijn: • een bypassregeling: bij pompen en ventilatoren wordt dan een deel van de uitgaande (water- of lucht)stroom teruggevoerd naar de ingaande stroom. Het netto debiet verlaagt daardoor, terwijl de motor op hetzelfde toerental blijft werken. • een smoorregeling: door een smoorklep wordt de afvoerleiding kleiner gemaakt, waardoor het moeilijker wordt daar water of lucht doorheen te persen. De motor kan hierdoor meer geluid produceren. In de meeste gevallen is echter het terugschakelen van de motor het meest energiezuinig. Terugschakelen is mogelijk bij diesel- en gasmotoren, bij frequentiegeregelde elektromotoren en (beperkt) bij tweetoeren-elektromotoren.

Frequentieregeling Als een apparaat wisselende vermogens moet leveren of regelmatig op een vermogen onder zijn maximum draait, is het voorzien van een frequentieregeling rendabel. Frequentieregeling wordt toegepast op een specifiek type draaistroommotor en kan daarom niet in alle gevallen op een bestaande motor.. De kosten van een frequentieregelaar zijn afhankelijk van de complexiteit van de regeling en het regelbereik. De prijs is de afgelopen jaren afgenomen. Bij verschillende processen draaien motoren niet altijd hun volle rendement. Een frequentieregeling op een elektromotor past de snelheid van de motor aan het gewenste debiet aan. Dat is heel wat energiezuiniger dan de gangbare aanuitregeling. Een frequentieregeling realiseert een gemiddelde energiebesparing van 25%. De terugwintermijnen van een systeem voor frequentieregeling hangen af van de kracht van de motor en de exploitatieduur per jaar:

42

kracht van 1 500 3 000 4 500 8 500 de motor uur/jaar uur/jaar uur/jaar uur/jaar 10 kW 7,6 jaar 3,8 jaar 2,5 jaar 1,3 jaar > 10 kW < 3,8 jaar 1,9 jaar 1,3 jaar 0,7 jaar 100 kW > 100 kW 2,3 jaar 1,1 jaar 0,8 jaar 0,4 jaar Hoogrendementsmotoren kunnen een aantrekkelijk alternatief vormen: hun meerkost wordt teruggewonnen in minder dan twee jaar vanaf 3.000 uren per jaar.

Tip: Een tool waarmee je kan beslissen wat het nut van frequentiesturing voor het bedrijf is, kan je downloaden via www.abb.com waar je een zoekopdracht lanceert naar “FanSave” (voor frequentiegestuurde ventilatoren) en “PumpSave” (voor frequentiegestuurde pompen). Praktijkvoorbeeld: Een chemisch bedrijf installeerde een toerentalregelaar op vier krachtige ventilatoren, ter vervanging van oude leidingkleppen in de luchtkanalisaties. De resultaten hebben de verwachtingen overstegen: ƒ Besparingen van 30 tot 70% afhankelijk van het vermogen van de ventilatoren ƒ Een investering van 5 950 EUR die wordt teruggewonnen in minder dan een jaar ƒ Een sterk verminderde slijtage van de ventilatoren (bron: www.electrabel.be)

Softstarters Het hoofddoel van een softstarter is het beheerst laten starten van elektromotoren. Met behulp van een softstarter start de motor langzaam en beheerst. Dit gereduceert startstromen en elimineert stroompieken, wat de levensduur van aangekoppelde machines verlengt. In plaats van de energie op een heel korte tijd te verbruiken, verlengen softstarters de starttijd van motoren. Ze beperken gedurende deze periode de benodigde stroom en beschermen zo de motoren tijdens het starten. Door het gebruik van softstarters is het mogelijk om een aantal machines belast te laten starten. Tijdens de relatief korte startperiode wordt de stroom (en het vermogen) beperkt, maar wanneer we kijken naar de basis voor alle tariefmetingen in de elektriciteit, wordt niet noodzakelijk bespaard op de kwartuurpieken aangezien er evenveel energie nodig is om de motoren op te starten. Een softstarter verlaagt dus niet zozeer de energiekosten, maar is vanuit het oogpunt van rationeel energieverbruik (kWh en kW) wel interessant omdat er minder sterke schommelingen zijn op het elektriciteitsnet. Bovendien gaat de levensduur van de motor erop vooruit aangezien de startstromen beperkt blijven. Omdat softstarters de hoge startstromen en startkoppels reduceren, beperken ze tevens de slijtage door overbrengingen. Dit leidt tot minder onderhoudskosten en minder oponthoud door stilstand.

Tip: Via de website www.abb.com kan u gratis het berekeningsprogramma ProSoft downloaden. Deze software stelt u in staat op een professionele manier softstarters toe te passen (www.abb.com). 43

Perslucht Inleiding Een persluchtinstallatie comprimeert aangezogen lucht voor uiteenlopende toepassingen. De industrie maakt vaak gebruik van perslucht voor diverse toepassingen, zoals het aandrijven van pneumatische productiemachines, van handgereedschap en het aanbrengen van lak en verf. Perslucht is echter een heel dure vorm van energie. Gemiddeld maken de energiekosten tussen de 55% en 73% uit van de totale productiekosten voor perslucht uit. Het energetische rendement van de compressie is laag. Slechts 5-14% van alle toegevoerde elektriciteit is effectief nuttig als perslucht. Door lekkages en drukverlies bij filters en in de leidingen, kan dit rendement nog lager liggen. Er bestaan echter verschillende mogelijkheden om het energieverbruik van een persluchtsysteem te beperken. Deze komen neer op het beperken van het gebruik, het reduceren van persluchtverliezen en drukvallen in de leidingen, terugwinning van vrijkomende warmte en het optimaliseren van het opwekkingsrendement. Welke maatregelen u toepast, is allereerst afhankelijk van de bijdrage van de compressor tot het totale energieverbruik. Afhankelijk van de energiebesparende effecten moet u afwegen kleine aanpassingen aan te brengen of over te gaan tot het voorzien van een volledig nieuwe installatie.

44

Juist dimensioneren van het persluchtsysteem Een belangrijk aandachtspunt bij het ontwerp van het persluchtsysteem is de optimale leidingdiameter. Een te kleine diameter leidt tot een onnodig hoge drukval in het leidingnet. Bij het systeemontwerp moet de optimale diameter worden bepaald. De druk in het persluchtsysteem wordt ingesteld op de hoogste gevraagde druk van de persluchtverbruikers. Er moet regelmatig (bijv. jaarlijks) worden gecontroleerd of deze werkdruk nog steeds overeenkomt met de hoogst gevraagde druk. Een verlaging van de druk in het leidingnet reduceert immers het energieverbruik en bijgevolg ook lekverliezen. Wat persluchtleidingen betreft, is het vaak interessant om de leidingen minstens een maatje groter te nemen dan strikt noodzakelijk. Best legt men zelfs de hoofdleiding aan in een ringvorm. Op die manier daalt het drukverlies in de distributie tot ca. 75% ten opzichte van een klassiek antennenetwerk. Bovendien kan de perslucht via verscheidene wegen bij elke eindgebruiker komen zodat een fout in een deel van de hoofdleiding niet leidt tot productie-uitval.

Good Housekeeping Vermijd persluchtverbruik Een elektrische aandrijving is steeds energiezuiniger dan een persluchtaandrijving. Het is dan ook verstandig om bij het ontwerp van de installatie al na te gaan of het gebruik van perslucht wel noodzakelijk is. Perslucht wordt o.a. gebruikt in gevallen waar elektrische aandrijvingen explosiegevaar kunnen opleveren, of waar met perslucht aangedreven gereedschap om ergonomische redenen nodig is. Door de ontwikkeling van explosievrije elektromotoren kan soms toch een elektrische aandrijving mogelijk zijn. Deze afweging geldt bijvoorbeeld voor gereedschap, membraanpompen en pneumatische spuitapparatuur.

Onderhoud van het persluchtsysteem Perslucht is een dure vorm van energie. Regelmatig onderhoud kan een substantiële energiebesparing tot gevolg hebben. Ieder leidingnet raakt perslucht kwijt als er geen lucht wordt gebruikt. Zijn de verliezen groter dan 10 % van het persluchtverbruik, moeten lekken worden opgespoord en gerepareerd. Het is zinvol om regelmatig vast te stellen wat de omvang van de lekverliezen is. De omvang van de lekverliezen kan het eenvoudigst worden bepaald als alle persluchtverbruikers zijn afgesloten. Het persluchtverbruik is dan gelijk aan de lekverliezen. Dit verbruik kan op verschillende manieren worden bepaald. Als het leidingnet is voorzien van een flowmeter kan dit direct worden afgelezen. Zoniet is het mogelijk om aan de hand van een chronometer te bepalen wat het persluchtverbruik van de lekken is. Met de chronometer bepaal je de tijd T [min] die de compressor nodig heeft om van zijn minimum druk (druk waarbij de compressor normaal aanslaat) naar de maximum druk (druk waarbij de compressor normaal uitvalt of in nullast gaat) te gaan. Daarna meet je de tijd t [min] die verstrijkt tussen het moment dat de compressor gestopt is totdat de compressor weer opslaat. Het lekverlies volgt dan uit de formule: 45

L=Q

T T+t

waarbij Q de capaciteit van de compressor is, uitgedrukt in [l/s vrije lucht] of [m³/min vrije lucht]. L is dan het persluchtverbruik van lekken in dezelfde eenheid als Q. Het vermogenverlies via lekken op een netdruk van 7 bar is benaderend: Plek = 6 L, waarbij L in m³/min ingevuld wordt zodat P in kW bekomen wordt. De besparingen op het energieverbruik als gevolg van regelmatig onderhoud kunnen oplopen tot 20% van het totale energieverbruik van de compressor. Als illustratie hiervan het volgende. Het comprimeren van een kubieke meter lucht kost 0,1 kWh. Als een compressorinstallatie gedurende 10 uur per dag 6 kubieke meter lucht per minuut produceert, verbruikt het apparaat op jaarbasis 310.000 kWh. Als het lekverlies 25% bedraagt, kan het totaal verbruik met 20% teruggedrongen worden tot 250.000 kWh (immers bij de productie van perslucht treedt altijd een verlies van 5 à 10 % op. (Bron: Informatieblad Faciliteiten, InfoMil)

Lekken opsporen Lekken in de persluchtleidingen maken een sissend geluid. Daarom zijn ze vrij gemakkelijk op te sporen (bv. dmv zeepsop) . In een ruimte waar veel andere geluidsbronnen zijn, kan de precieze opsporing moeilijk zijn. In die gevallen maken we gebruik van een ultrasoon detectie apparaat. Lekkages gaan gepaard met een turbulente luchtstroom die een specifiek ultrasoon geluid voortbrengt, dat goed te detecteren is, ook als er andere geluidsbronnen zijn. De kostprijs van een ultrasoon meettoestel bedraagt € 370 tot € 1.000. Diameter lek (mm)

Luchtverlies (m³/uur) bij 7 bar

Energieverlies (kWh)*

Kost per jaar (€/jaar)*

0,1 1 3 5

0,04 4,3 42 120

0,004 0,43 4,2 12

2 225 2.210 6.310

10

433

22.760 *8760 bedrijfsuren/jaar bij elektriciteitstarief van €60/MWh

Bron: Vito, Energiegids perslucht

Lekken herstellen Lekken kunnen eenvoudig worden hersteld door het lekkende onderdeel geheel of gedeeltelijk te vervangen. Voorbeelden van onderdelen waarin lekken relatief vaak voorkomen zijn slangen, koppelingen, kleppen, de afdichtingen in flensverbindingen, aansluitingen van filters en drogers en de condensaatafvoer.

Lekken voorkomen ƒ ƒ ƒ

ƒ

Besteed bij het onderhoud extra aandacht aan koppelingen en repareer deze onmiddellijk bij falen. Door veroudering van het systeem treden vaker lekkages op. Vervang tijdig slangen. Sla geen corrosieve stoffen (bijv. zuren) op in de buurt van het persluchtnet. Deze stoffen kunnen de slangen en koppelingen aantasten. Opteer voor gelaste leidingen boven schroefkoppelingen

46

ƒ

ƒ

Verlaag de relatieve vochtigheid van de perslucht. Bij een verlaagd vochtgehalte zullen de koppelingen minder snel roesten en komen er geen roestdeeltjes in het persluchtnet. Laat het persluchtsysteem regelmatig schoonmaken.

Juiste instelling werkdruk De druk in het persluchtsysteem wordt ingesteld op de hoogste gevraagde druk van de persluchtverbruikers. Regelmatig (minstens eenmaal per jaar) moeten we nagaan of hierop controle is en of de werkdruk nog steeds overeenstemt met de hoogst gevraagde druk. Verlaging van de druk in het leidingnet verlaagt het energieverbruik en vermindert lekverliezen. Per bar drukdaling bespaart een compressor ca. 6% elektriciteit. Bovendien zal een lagere persluchtdruk er ook voor zorgen dat de eindafnemers een lager massadebiet lucht verbruiken. Daardoor kan de totale energiebesparing oplopen tot 15-20% per bar drukdaling. Een bijkomend hulpmiddel voor een zo laag mogelijke drukinstelling, is “remote sensing”. Hierbij meet een sensor, die buiten de compressor is opgesteld, de netdruk na de persluchtnabehandeling. Op die manier zal de werkdruk van de compressor laag zijn als bijv. de persluchtfilter nog heel zuiver is, en zal de druk stelselmatig toenemen naarmate de persluchtfilter meer vervuilt. Zonder de remote sensing zal men de druk op de compressor instellen zodat de druk na de filters te allen tijde hoog genoeg is, ook als de filters vervuild zijn.

Controle en onderhoud filters Filters (of combinaties van filters) moeten voorzien zijn van een drukverschilmeter. Door vervuiling neemt het drukverschil over de filter toe. In het algemeen geldt dat het rendabel is het filter schoon te maken als het drukverschil groter wordt dan 0,3 bar. Het tijdig schoonmaken van de filters voorkomt bovendien vervuiling van het leidingnet.

Sectionering van het persluchtnet Het is best om het persluchtnet te sectioneren volgens de productielijnen of verbruikers. Automatische afsluiters worden op de hoofdschakelaar van de lijn aangesloten zodat telkens, wanneer de lijn uit productie gaat, de persluchttoevoer naar die lijn stilvalt. Dit reduceert het lekverlies buiten de werktijden drastisch.

Uitschakelen compressor Als er geen vraag is naar perslucht, zal de compressor toch af en toe draaien omdat er altijd perslucht verloren gaat via lekken. Daarom is het beter de compressor uit te schakelen buiten bedrijfstijden of wanneer er geen vraag is naar perslucht. Wanneer de compressor regelmatig buiten bedrijfstijd aan blijft staan, is het rendabel de compressor te voorzien van een tijdschakelaar.

Aanzuigen koude lucht Het energieverbruik van de compressor is lager naarmate de temperatuur van de aangezogen lucht lager is. Omdat de temperatuur in de ruimte waar de compressor opgesteld staat meestal vrij hoog is, kan het in die gevallen aantrekkelijk zijn een aanzuigkanaal naar buiten aan te leggen. Een compressor hoort niet in een ruimte te staan met andere installaties die warmte afgeven, zoals een cv-ketel. De besparing die door het aanzuigen van koude lucht bereikt kan worden, bedraagt rond de 6% op het jaarverbruik.

Reinigen spuitkop De spuitkop van een spuit- of straalinstallatie krijgt door slijtage een steeds grotere diameter, waardoor per oppervlakte-eenheid steeds meer perslucht nodig 47

is. Daarom moeten we spuitkoppen tijdig vervangen. Eventueel kunnen we daarbij uitkijken naar slijtvastere materialen.

Optimaliseer het persluchtsysteem :

Verouderd gereedschap vervangen Algemeen is het rendabel om pneumatisch gereedschap, ouder dan 10 jaar, te vervangen. De pneumatische aandrijvingen van gereedschappen zijn de laatste 10 jaar immers aanzienlijk verbeterd, de efficiëntie is van 30 tot 50% toegenomen.

Persluchtzuinige toepassingen Een conventioneel blaaspistool verbruikt tot 120 l/min. Het gebruik van een goed blaaspistool met een aangepaste spuitkop, kan het persluchtverbruik tot 80% verminderen. Verfspuitsystemen, die werken met lagedruk perslucht (high volume low pressure of HVLP) of zonder perslucht (airless), brengen verf efficiënter op en geven daardoor ook minder afval en luchtemissies. Daarenboven verbruiken deze HVLP-systemen weinig perslucht, waardoor ze ook energie besparen.

Juiste regeling aandrijving Energetisch gezien zou het optimaal zijn als de aandrijving uitstaat wanneer er geen vraag is naar perslucht. Deze aan/uit-regeling is meestal niet mogelijk omdat de motor een maximaal aantal schakelingen per dag heeft. Om die reden hebben klassieke schroefcompressoren een nullast-stand, waarin de aandrijving wel draait, maar geen perslucht vrijkomt. In nullast verbruikt de compressor echter wel elektriciteit (ca. 25-30% van het vollastvermogen). Het draaien in nullast moet daarom zoveel mogelijk beperkt blijven. Een nieuwe compressor kiezen we vaak met een groter vermogen dan nodig. De motivatie daarvoor is meestal dat we toekomstige stijgingen in de persluchtvraag moeten kunnen opgevangen. Overdimensionering heeft tot gevolg dat de compressor vaak in nullast draait. Bij de aanschaf van een overgedimensioneerde compressor, of meer in het algemeen van een compressor die regelmatig in nullast zal draaien, is het van belang dat we eerst goed nagaan hoeveel het nullastverbruik is. Dit kan bij verschillende compressortypen nogal uiteenlopen. In het algemeen heeft een schroefcompressor een hoger nullastverbruik dan een zuigercompressor.

Aan/uit-regeling Deze regeling past vooral bij kleine compressoren (zuigercompressoren). Om de start/stopfrequentie binnen de perken te houden, is een voldoende grote persluchtbuffer nodig.

Frequentieregeling Als de aandrijfmotor van de compressor op frequentie afgestemd is, kan de capaciteit binnen bepaalde grenzen precies worden afgesteld op de persluchtvraag. Het voorzien van een frequentieregeling is enkel rendabel 48

wanneer de persluchtvraag sterk fluctueert. Een frequentieregeling kan een energiebesparing opleveren tot 45%. De distributienetbeheerders kunnen voorzien in subsidies voor de aankoop van snelheidsvariatoren evenals voor hoogrendementsmotoren (zie verder). De investering is afhankelijk van het vermogen: ƒ 10 kW: ongeveer € 2.400 tot € 4.700 ƒ 50 kW: ongeveer € 18.900 tot € 23.600 ƒ > 100 kW: meer dan € 47.000 Het energieverbruik vermindert met 15 à 45%. De terugverdientijd bedraagt 2 tot 4 jaar.

Vollast/nullast/uit-regeling We kunnen de aandrijving van de compressor zo regelen dat ze uitschakelt wanneer de compressor een bepaalde periode op nullast gedraaid heeft. De regeling kan een alternatief zijn wanneer een aan/uitregeling en frequentieregeling niet haalbaar zijn.

Vollast/nullast-regeling Bij deze regeling draait de motor op vollast als er vraag is en anders op nullast. We passen ze toe als geen van de bovenstaande regelingen haalbaar zijn. Bij verscheidene compressoren is het mogelijk om een compressor van frequentieregeling te voorzien en de rest aan/uit te regelen. Een cascadeschakeling van de compressoren laat dan toe over het hele regelbereik op frequentie te regelen.

Tip: Uw compressorleverancier kan, om uw persluchtverbruik te optimaliseren, een simulatie maken van verscheidene configuraties, toegepast op uw specifiek persluchtgebruik. Belangrijk is, dit regelmatig te herhalen (bijv. om de twee jaar), zodat u ook bij een evoluerende productie, steeds over een efficiënt persluchtsysteem beschikt. Warmteterugwinning compressor Tot 95% van de toegevoerde elektriciteit kan uit een persluchtcompressor gerecupereerd worden onder de vorm van warmte. Bij elke kubieke meter per minuut vrij aangezogen lucht komt 5 à 6 kW warmte vrij. Warmte komt vooral vrij bij de compressor zelf of bij de oliekoeler als het om een oliegeïnjecteerde compressor gaat, onder vorm van warme lucht of eventueel warm water (compressorhuis met waterkoeling). Deze warmte is grotendeels beschikbaar voor terugwinning op voorwaarde dat er een behoefte aan is, op het ogenblik dat de compressor draait. De hoeveelheid recupereerbare warmte hangt bovendien af van het compressortype en van de temperatuur waarop de warmte benutbaar is. De warme lucht kan dienen voor een droogproces of het opwarmen van een spuitcabine. We kunnen ze ook gebruiken voor ruimteverwarming. Het is vaak enkel een kwestie van de lucht naar de verwarmde ruimtes te leiden. Nadeel is wel dat de warmtevraag er niet het hele jaar is. In de zomer zal de warme lucht via een ander kanaal ongebruikt naar buiten moeten. Warm water kunnen we gebruiken als wasserijwater of voor schoonmaak (bijverwarming kan eventueel noodzakelijk zijn).

49

Specifieke persluchttoepassingen persluchtvoorziening

aansluiten

op

aparte

Sommige persluchttoepassingen werken bij een lagere druk. Hiervoor kan het rendabel zijn, een lagedruk-blazer te gebruiken, los van het persluchtnet. Ook wanneer lagedruk-toepassingen, die een hoge persluchtkwaliteit vragen (o.a. stofmaskers en ademhalingsapparatuur) kunnen worden losgekoppeld van het systeem, is het soms mogelijk een extra besparing te realiseren. De filterstappen kunnen immers achterwege blijven. Als er slechts een beperkt aantal toepassingen is die een hoge druk eisen, kan het rendabel zijn van ze aan te sluiten op een aparte compressor. Dit bespaart energie want de werkdruk van het systeem verlaagt. De besparing is afhankelijk van de persluchtafname en het vermogen van de te plaatsen blazer. Zijn er relatief veel van deze afwijkende toepassingen, kunnen we overwegen om twee persluchtnetten aan te leggen met gescheiden compressie en/of conditionering. Deze optie is eigenlijk alleen bij ontwerp van een nieuw systeem, of renovatie van een bestaand systeem, uit te voeren.

50

51