Technische keuze van het HVAC- en SWW-systeem in de collectieve en gelijkgestelde woning

Opleiding “Duurzaam gebouw” Leefmilieu Brussel

Technische keuze van het HVAC- en SWW-systeem in de collectieve en gelijkgestelde woning Thomas Leclecrq MATRIciel sa

Doelstelling(en) van de presentatie ●

Uitdagingen van het ontwerp van het HVACsysteem

●

Welke elementen in aanmerking nemen voor de keuze van de systemen voor ventilatie, verwarming en de productie van sanitair warm water?

2

Energiebalans Traditioneel appartement

Passief appartement (behalve hernieuwbaar)

Vereist een globale benadering 3

Energiebalans Passief appartement

Débit = Q [litres/minute]

Een denkproces over SWW is onmisbaar

24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0

(behalve hernieuwbaar)

19,6 l/min

8,7 l/min

6 l/min

0 Pression [Bar]

1

2

3

4

5

6

Pommeaux de douche économique - limiteur de débit dynamique Pommeau de douche économique - limiteur de débit statique Pommeaux de douche sans dispositif d'économie

Rentabiliteit: 6 maanden!!! 4

Ontwerp van de installaties 1. Ventilatie? ●

Gecentraliseerd of gedecentraliseerd?

●

Keuze van de recuperator

●Grondbuis

?

2. Warmteproductie? ● Gedecentraliseerde of gecentraliseerde

productie ●

Hernieuwbare energie

●

Warmte-emissie

3. Specifiek programma ●

Hotel

●

Rusthuis

5


Gecentraliseerd of gedecentraliseerd ?

●

Keuze van de recuperator ?

●Grondbuis

?


productie ●


●

Warmte-emissie


Hotel

●

Rusthuis

6

Systeem C – systeem D Systeem D

Systeem C

– –

+

–

– –

–

Warmterecuperatie In de winter veroorzaakt de pulsie dus geen ongemak door een koudestroom want de nieuwe lucht werd voorverwarmd. Beperkte transmissie van de geluiden van buitenaf.

BNE De lucht die het lokaal binnenkomt met de temperatuur – Dit systeem is duurder qua investering. 31 van de buitenlucht is een bron van ongemak in de winter. – Het elektriciteitsverbruik van de ventilators is hoog, maar kWh/m² blijft verwaarloosbaar ten opzichte van de daling van de – Om deze koude luchtstroom op te heffen zijn de thermische verliezen door ventilatie. bewoners vaak geneigd om de gevelroosters manueel te sluiten, met als gevolg een verslechtering van de – Het ventilatie/warmterecuperatieblok en de bekledingen binnenomgeving. nemen veel plaatsruimte in het gebouw in. Verlaagde plafonds zijn vaak nodig in appartementen. – De gevelopeningen vormen akoestische zwakke punten die bijzonder schadelijk zijn in een lawaaierige omgeving. – Een regelmatig onderhoud is onmisbaar. – Er is geen warmterecuperatie mogelijk op de afgezogen – Groepsgeluid in het appartement moet beheerst worden lucht. 4 –

-

Kost weinig aan uitbating en investering. Het elektriciteitsverbruik van de ventilators is beperkt. Mogelijkheid om het debiet te controleren door in te grijpen ter hoogte van de extractieopeningen (afhankelijk van de vochtigheid en/of aanwezigheid).

Gecentraliseerd of gedecentraliseerd? Gecentraliseerde ventilatiegroep

Gedecentraliseerde ventilatiegroep

8

Gecentraliseerd of gedecentraliseerd? Gecentraliseerde ventilatiegroep

Gedecentraliseerde ventilatiegroepen

Voordelen

Voordelen

•

Gemakkelijker in werking te stellen

•

Iedereen recupereert zijn eigen warmte

•

Gemakkelijk onderhoud bij verhuur

•

Iedereen betaalt zijn eigen energieverbruik

•

Meer plaats en minder lawaai in de appartementen

•

Iedereen beheert het onderhoud van zijn systeem

•

Nadelen •

Elk appartement is niet onafhankelijk wat betreft zijn verbruik De temperatuur van overgenomen lucht is het gemiddelde van de luchttemperaturen die zijn overgenomen voor de appartementen

•

De regeling verloopt niet zo soepel

•

De kosten zijn forfaitair verdeeld. Dit zet niet aan tot een verantwoorde attitude

•

Niet noodzakelijk goedkoper als men de organen voor de verdeling in secties meetelt

De energie-efficiëntie van een ventilatiesysteem met gescheiden eenheden is beter

Nadelen •

Moeilijk onderhoud, vooral bij verhuur

•

Plaatsruimte

•

Lawaai van de ventilators

9

Energie-efficiëntie Theoretische begrippen : drukval De ventilator levert de energie om de lucht in de luchtleidingen op snelheid te houden en zo de wrijvingsverliezen te compenseren. De wrijvingsverliezen in het leidingnet wordt gekarakteriseerd door de term "drukval", die de weerstand van het leidingnet tegen luchtverplaatsing weergeeft.

Drukval Bij verdubbeling van het debiet in de leidingen, verviervoudigt de drukval x4 x2 10

Energie-efficiëntie Theoretische begrippen: Vermogen geabsorbeerd door een ventilatiegroep

Pluchtbehandeling = q x p Q = Volumiek debiet in m³/s p = totaal drukverlies van het systeem in Pa

Kromme van de ventilator voor een Drukval bepaalde snelheid

Werkingspunt Luchtbehandelingsvermogen van de ventilator

Pgeabsorbeerd = Pluchtbehandeling / h h

= Globaal rendement van het ventilatiesysteem in functie van het rendement van de motor, de ventilator, de transmissie en de snelheidsvariator

11

Energie-efficiëntie Theoretische begrippen: Geaboserbeerd vermogen door een ventilatiegroep

Pgeabsorbeerd = (q x p) / h

q = volumiek debiet in m³/s p = totaal drukval van het systeem in Pa h = globaal rendement van het ventilatiesysteem

Het verbruik doen dalen ●

Het rendement doen stijgen 

●

motor met gelijkstroom in plaats van wisselstroom

De drukval doen dalen 

de snelheid beperken in het netwerk en in de ventilatiegroep

Voorbeeld voor een gepulseerd luchtdebiet (400 m³/h) Pulsie

Drukval

Geabsorbeerd vermogen

Rendement van de motor

Elektrisch verbruik per m³ verplaatste lucht

Groep 450 m³/h

248 Pa

113 W

73,3%

0,28 Wh/m³

Groep 600 m³/h

190 Pa

89 W

66,6%

0,22 Wh/m³

-22%

12

Energie-efficiëntie Theoretische begrippen: Geaboserbeerd vermogen door een ventilatiegroep

Wanneer het luchtdebiet in het netwerk wordt gedeeld door 2, wordt het verbruik gedeeld door 6 (2 2,5)

8W

25 W

70 W

13

Gecentraliseerd of gedecentraliseerd Energie-impact van de centralisatie Regeling van het luchtdebiet per appartement met gecentraliseerde ventilatiegroep

Als een klep sluit, verlaagt de ventilator zijn snelheid om de constante druk in het netwerk te behouden, en zo het debiet constant te houden in de andere appartementen 14

Gecentraliseerd of gedecentraliseerd Energie-impact van de centralisatie

Constante druk van het netwerk

Constante druk van het netwerk

15

Energie-impact van de centralisatie Regelscenario Regeling

Gecentraliseerd - Constant debiet

Gecentraliseerd - Geregeld debiet

Geabsorbeerd vermogen

Elektrisch verbruik

Jaarlijkse gebruiksduur

Werkingsregime

100% van 8760h

100% van het nominale debiet

48 W + 52 W

876 kWh/jaar

10%

100%

48 W + 52 W

88

50%

66%

28 W + 26 W

237

30%

33%

10 W + 10 W

53

10%

0%

0W

0

378 kWh/jaar

Gedecentrailseerd - geregeld debiet

10%

100%

36 W + 34 W

61

50%

66%

13 W + 12 W

109

30%

33%

4W+4W

21

10%

0%

0W

0

191 kWh/jaar 16

Energie-impact van de centralisatie Jaarlijks verbruik aan primaire energie (kWh/m²)

50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0

BNE 11 kWh/m²

BNE 10 kWh/m²

système D décentralisé système D centralisé - débit régulé débit régulé

Ventilateurs

BNE 15 kWh/m²

BNE 31 kWh/m²

système D centralisé - système C décentralisé débit non régulé - débit régulé

Chauffage

Passiefappartementen!

17

Energie-impact van de centralisatie Jaarlijks berbruik aan primaire energie (kWh/m²)

50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0

BNE 11 kWh/m²

BNE 10 kWh/m²

système D décentralisé système D centralisé - débit régulé débit régulé

Ventilateurs

BNE 15 kWh/m²

BNE 31 kWh/m²

système D centralisé - système C décentralisé débit non régulé - débit régulé

Chauffage

Passiefappartementen!

18

Keuze van de recuperator? Recuperatie van vocht? Plaatwisselaar

Warmtewiel

19

Keuze van de recuperator? Recuperatie van vocht? Plaatwisselaar

Warmtewiel

Voordelen

Voordelen •

Eenvoudig en betrouwbaar;

•

Weinig onderhoud nodig;

•

Zeer klein risico op vervuiling van de frisse lucht bij goed ontwerp.

Nadelen •

Het accumulatormateriaal dat gedrenkt is in een hygroscopisch product, maakt uitwisselingen mogelijk van zowel gevoelige warmte als vocht;

•

relatief laag drukverlies

•

Geen afvoer van condensaat;

•

Vervuiling en ijsvorming beperkt door de regelmatige omkering van de richting van de luchtstromen

Gevaar voor rijp door lage buitentemperatuur en door overschrijding van het dauwpunt. Men moet letten op de regeling als men rekening wil houden met de recuperator om de ketels en de radiators te dimensioneren;

•

•

De warmtewisselaar vertoont een relatief groot drukverlies, vooral bij grote debieten.

Nadelen •

Vervuiling van de nieuwe lucht;

•

Het aandrijfsysteem moet onderhouden worden. 20

Keuze van de recuperator? Rendement van 95% Het rendement van een plaatwarmtewisselaar hangt af van: • de luchtsnelheid in de warmterecuperator. Het rendement van de recuperator neemt toe wanneer het debiet en de luchtsnelheid afnemen en de uitwisseling langer duurt;

• de relatieve vochtigheid van de lucht (binnen en buiten). Aangezien een groot deel van de doorgegeven energie afkomstig is van de condensatie van de waterdamp van de bedorven lucht, kunnen we zeggen dat hoe vochtiger de binnenlucht, hoe hoger het rendementest;

• het temperatuurverschil binnen en buiten; • verliezen van de ventilator en van de motor, die, omgezet in warmte, de binnenkomende lucht opwarmen;

• de vervuiling van de ventilator. Het rendement neemt af wanneer de recuperator vuil is. Het stof vormt een isolerende laag.

Rendement van een warmterecuperator volgens de relatieve vochtigheid van de binnenlucht (RVi) en het nominale debiet 21

Isolatie van de leidingen? Isolatie 25 mm Tbuiten 5,3°

5.3°

38 W

Basis

8.5°

30 W Tbinnen 20°

5.5°

8.3°  = 85% 7.9° 5.7°

39 W 5.9°

32 W 8.3° 8.2° 6.1°

18 W

-5W

15 W

68 W = 4,63W /K

17.86° 250 m³/h° 20.°

66 W = 4,48 W/K

 = 85%

7.5°

17.8 °

5.3°

20°

Appartement op gelijkvloers 8.2°

17.9 °

6.1°

20°

17.91° 250 m³/h° 20.°

-9W

24 W = 1,65 W/K

Winst voor appartement gelijkvloers 0,34 x 250 m³/h x (17.9-17.8) = 9W

22

Isolatie van de leidingen? Isolatie 25 mm

Isolatie 100 mm

Tbuiten 5,3°

5.3°

38 W

5.3°

8.5°

30 W Tbinnen 20°

5.5°

8.3°  = 85% 7.9° 5.7°

39 W 5.9°

-5W

32 W 8.3° 8.2° 6.1°

18 W

Tbuiten 5,3°

15 W

68 W = 4,63 W /K

16 W

17.86° 250 m³/h° 20.°

17 W

17.91° 250 m³/h° 20.°

-9W

24 W = 1,65 W/K

7.8°  = 85% 7.5° 5.5°

5.5°

 = 85%

13 W Tbinnen 20°

5.4°

66 W = 4,48 W/K

7.9°

14 W 7.8° 7.6° 5.6°

8W

-2W

7W

29 W = 1,96W /K

17.82° 250 m³/h° 20.°

29 W = 1,96 W/K

 = 85% 17.84° 250 m³/h° 20.°

-4W

11 W = 0,76W/K

23

Isolatie van de leidingen? Isolatie 25 mm

Isolatie 100 mm

Tbuiten 5,3°

5.3°

38 W

Tbuiten 5,3°

5.3°

8.5°

30 W Tbinnen 20°

68 W = 4,63 W /K

7.9°

2,67 W/mK 16 W

13 W Tbinnen 20°

5.5°

8.3°  = 85% 7.9°

5.4°

7.8°  = 85% 7.5°

5.9°

8.3° 8.2°

5.5°

7.8° 7.6°

29 W = 1,96W /K

17.86° gevel Voor 60 m² doorzichtige geeft dit een extra verlies van 0,045 W/m².K17.82° 250 m³/h° 250 m³/h° 20.° 20.° 5.5° hetzij 265.7°cm -isolatie in plaats van 20 cm (3,6 m³ extra isolatie) 5W -2W 66 W = 29 W = 39 Wwijze 17 W 14geeft 32van W vergelijking: de isolatie van de leiding verhogen W Bij 0,3 m³ isolatie 4,48 W/K 1,96 W/K

6.1°

18 W

15 W

 = 85% 17.91° 250 m³/h° 20.°

-9W

24 W = 1,65 W/K

5.6°

8W

7W

 = 85% 17.84° 250 m³/h° 20.°

-4W

11 W = 0,76W/K

24

Grondbuis ?

Zomer

Winter

Warmterecuperator enkel op de extractielucht

Enkel grondbuis

Warmterecuperator op extractielucht + grondbuis

17,9°C

17°C 6,4°C

18°C

24°C 18°C

25

Grondbuis ? Door de zeer zware investering, het condensatieprobleem, de extra drukverliezen en het onderhoud, is de grondbuis geen prioriteit. • In de winter staat hij in concurrentie met de warmterecuperator. • In de zomer laat hij toe om het comfort te verbeteren, maar zijn rol blijft klein in vergelijking met andere passieve koudstrategieën, zoals een juiste bepaling van de beglaasde oppervlakten, buitenzonnebeschermingen, intensieve natuurlijke ventilatie of inertie.

Geothermische warmtewisselaar

26



●

Keuze van de warmterecuperator?

●

Grondbuis ?


productie ●


●

Warmte-emissie


Hotel

●

Rusthuis

27

Gecentraliseerde of gedecentraliseerde productie?

gecentraliseerde productie – gedecentraliseerde productie

These: de keuze wordt vooral bepaald door de productie van sanitair warm water 28


Berekening op basis van een gebouw met 31 woningen

gecentraliseerde productie – gedecentraliseerde productie 1. Verliezen van de SWW-kring >< verliezen van de individuele opslagvaten 2. Onmiddellijke SWW-productie of met accumulatie? 3. Keuze van de hulpuitrusting?

29

Gecentraliseerde of gedecentrailseerde productie? Besluit: de verliezen zijn globaal genomen gelijk. Opgelet: De EPB is zeer ongunstig voor gecentraliseerde installaties door het gebruik van simplistische factoren

Verliezen?

4.200 + 7.200 = 11.400 kWh 3.600 benutte verliezen 7.800 reële verliezen

31 ECS-vaten van 100 liter

verliezen aan ketelhuis + ECS-lus 90 m

Verliezen van de SWW-kring >< verliezen van de individuele opslagvaten

31 x 440 = 15.500 kWh 7.750 kWh benut 7.750 kWh reële verliezen

30

Gecentraliseerde of gedecentrailseerde productie? Welk isolatieniveau van de kring sanitair warm water?

kringlengte - 100 m T° lus - T°omgeving = 40°C

Verliezen (accessoires inbegrepen)

Jaarlijkse verliezen

Gelijke oppervlakte van zonnepanelen (Zonneproductie 500 kWh/m²)

Niet geïsoleerd

Weinig geïsoleerd

Goed geïsoleerd 31

Gecentraliseerde of gedecentrailseerde productie? Welk isolatieniveau van de kring sanitair warm water? Kringlengte - 100 m T° lus - T°omgeving = 40°C

Gelijke oppervlakte van zonnesensors

(accessoires inbegrepen)

Jaarlijkse verliezen

5.700 W

50.000 kWh

100 m²

Weinig geïsoleerd

1W

13 kWh

27 m²

Goed geïsoleerd

850 W

7 kWh

15 m²

Niet geïsoleerd

Verliezen

(Zonneproductie 500 kWh/m²)

32


gecentraliseerde productie – gedecentraliseerde productie 1. Verliezen van de SWW-kring>< verliezen van de individuele opslagvaten 2. Onmiddellijke SWW-productie of met accumulatie? 3. Keuze van de hulpuitrusting? 33

Onmiddellijke SWW of met semi-accumulatie? Gecentraliseerde productie Semi-accumulatie

Onmiddellijk

34

Onmiddellijke SWW of met semi-accumulatie? Gecentraliseerde productie

Verliezen?

650 kWh

1.350 kWh

35


Retour lage temperatuur als de warmtewisselaar goed gedimensioneerd is 31 woningen

25 m² Zonnepanelen

Hetzij 0,8 m² per woning 36


Niet geïsoleerd in de berekening

37

Onmiddellijke SWW of met semi-accumulatie? Gedecentraliseerde productie

102%

97%

Een warmwaterproductie in semi-accumulatie beperkt de overdimensionering van de ketel en verbetert het comfort. Het waterputdebiet is veel comfortabeler. 38


1. Verliezen van de SWW-kring >< verliezen van de individuele opslagvaten 2. Onmiddellijke SWW-productie of met accumulatie? 3. Keuze van de hulpuitrusting? 39

Keuze van de hulpuitrusting? Gedecentraliseerde productie? Minimale  = 96,9%

Aangeraden  = 102,5%

Optimale  = 104,8%

Manuele aquasta at

40

Gecentraliseerde of gedecentraliseerde productie? Keuze van de hulpuitrusting? Gedecentrailseerde productie?

Minimale  = 96,9%



41

Gecentraliseerde of gedecentraliseerde productie? Keuze van de hulpuitrusting?

Gedecentrailseerde productie?

Minimale  = 96,9%




Voordeel van centralisatie

Lage-energie

Passief

●

Financiële winst

●

Energiewinst

●

Plaatswinst in de appartementen

●Gemakkelijker

een beroep doen op hernieuwbare enerige

●

Gemakkelijk onderhoud

43

Hernieuwbare energie? Thermische zonne-energie of WKK?

Thermische zonne-energie

WKK

WKK moet zo lang mogelijk draaien.  aangepast voor SWW-productie waarvan het profiel homogeen is.  kan 95% van de behoeften dekken 44

Hernieuwbare energie? Thermische zonne-energie of WKK ? 70 kWh prim 60 kWh prim

-18%

- 8%

50 kWh prim

Chaudière

40 kWh prim 30 kWh prim

Réseau électrique

20 kWh prim 10 kWh prim

Cogénération

0 kWh prim Base

Couverte solaire 40%

Cogénération pour ECS

Vanuit milieustandpunt

45

Hernieuwbare energie? Thermische zonne-energie of WKK Vanuit financieel standpunt

Keuze hangt sterk af van de schaal van het project en de beschikbare premies of groenestroomcertificaten Projecten op kleine en middelgrote schaal  thermische zonne-energie Wanneer de warmtebehoefte stijgt, stijgt de rentabiliteit van de WKK  De investering (€/kW) daalt sterk met het vermogen  Onderhoudskosten (€/kW) dalen sterk met het vermogen  Het elektrische rendement van een WKK met groot vermogen is hoger dan het elektrische rendement van een WKK met klein vermogen 46

Hernieuwbare energie? Gedecentraliseerd zonne-boiler

47

Hernieuwbare energie? Biomassa

48


 Zeer goede CO2-balans  Vervuilende lokale uitstoten problematisch in de stad  Investering, plaatsruimte, onderhoud  Industrieel risico in verband met de ketel  toevlucht tot derden-investeerder hangt vooral af van de kwaliteit van de brandstof – geen erkenning van lokale leveranciers, ondanks het recente bestaan van normen

Vergelijking van de uitstoot van vervuilende stoffen meegenomen naar de eenheid inkomende energie in kleine installaties van de huissector (CITEPA, 2003)

49


 Zeer goede CO2-balans  Vervuilende lokale uitstoten problematisch in de stad  Investering, plaatsruimte, onderhoud  Industrieel risico in verband met de ketel  toevlucht tot derden-investeerder hangt vooral af van de kwaliteit van de brandstof – geen erkenning van lokale leveranciers, ondanks het recente bestaan van normen

Vergelijking van de uitstoot van vervuilende stoffen meegenomen naar de eenheid inkomende energie in kleine installaties van de huissector (CITEPA, 2003)

50

Herrnieuwbare energie? Biomassa

 Zeer goede CO2-balans  Vervuilende lokale uitstoten problematisch in de stad  Investering, plaatsruimte, onderhoud  Industrieel risico in verband met de ketel  toevlucht tot derden-investeerder hangt vooral af van de kwaliteit van de brandstof  geen erkenning van de lokale leveranciers, ondanks het recente bestaan van normen

51

Warmtepomp Principe

Koudebron


7

Hernieuwbare energie Warmtepomp Principe

Hernieuwbaar wanneer PER > 2,8 8

Hernieuwbare energie Elektrische WP

WP op gas 2,3 kWgas 0,1 kW elek = 0,25 kWprim

1 kWelek = 2,5 kWprimaire

2,6 kW 0,9 kW 3,6 kW REP = 3,6 /(2,5) = 146%

3,6 kW REP= 3,6 /(2,3+0,25) = 141% Jaarlijks rendement 115 tot 130% 9

Hernieuwbare energie Warmtepomp: Monovalente werking Verwarmingscurve

Warmtemonotoon kW

9 WP-vermogen naargelang buitent° 8 7 6 5

Verwarmingscurve

4 3 2 1 0 0

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 heures/an

Elektrische weerstand

 Toepasselijk voor eengezinswoningen 10

Hernieuwbare energie Warmtepomp Bivalente werking

Toepasselijk: • Renovatie • Appartementen • Tertiair

Alternatieve werking

kW 90

90

80

80

70

70

60

60

50

50

40

40

30

30

20

20

10

10

0 0

Parallelle werking

kW

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 heures/an

0 0

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 heures/an

Warmtepomp Ketel

11

Hernieuwbare energie Warmtepomp Gemengde werking

Gesofisticeerde regeling die een geïntegreerd systeem vereist Stopzetting van de WP wanneer PER lager is dan 2,5 wanneer het rendement aan primaire energie lager is dan een condensatiegasketel

12

Hernieuwbare energie Warmtepomp - emissiesysteem -

Vloerverwarming

-

Ventilator-convector

-

Overgedimensioneerde convector

Stelsel 50/40/20 ten opzichte van 75/65/20

( 50°C ) T

1,3 =

) ( 25°C 50°C

1,3 = 0,4

 overdimensioneringsfactor 2,5

13

Keuze van de warmte-emittent? Verdeling van de nodige winsten om de verliezen te bestrijden Behoefte 60 kWh/m²

Sterke inertie

Behoefte 15 kWh/m²

Lage inertie

15

Keuze van de warmte-emittent? Bijzonder geval van dynamische vloerverwarming

Sterke inertie

Lage inertie

16

Keuze van de warmte-emittent? De warmteverliezen evalueren bij vloerverwarming Bron Energie +

10 cm PUR

+ 9 % verbruik

17

Keuze van de warmte-emittent? De warmteverliezen bij vloerverwarming evalueren Bron Energie +

20 cm PUR

+ 5% verbruik

18

Keuze van de warmte-afgifte? Verwarming via lucht?

Het vermogen om warmte via lucht door te geven, is relatief beperkt:

P [W] = 0,34 [Wh/m³K] x qv [m³/h] x (T pulsie – T nieuwe lucht) [K] = 0,34 [Wh/m³K] x 100 [m³/h] x (35° – 15°) [K] = 680 [W] Berekening gedifferentieerd van het vermogen tussen de PHPP en de norm NBN EN12831

63

Keuze van de warmte-afgifte? Verwarming via lucht? Evaluatie van de warmteverliezen Volgens NBN EN 12831

Volgens PHPP uniforme temperatuur van 20°C  basisbuitentemperatuur: -3,2°C  de temperatuur van de verwarmde nastliggende ruimten: 20°C  in aanmerking genomen zonnewinsten  in aanmerking genomen interne winsten (1,3 W/m²)  geen onderbreking dus geen oververmogen bij heropstart 

adviestemperatuur van 24°C in de badkamer en 20°C in de andere kamers  basisbuitentemperatuur: - 8°C  temperatuur van de verwarmde of onverwarmde naastliggende ruimten « conservatief », bijvoorbeeld: 

Naastliggend lokaal dat toebehoort tot een ander deel van het gebouw: 16°C  Naastliggend lokaal dat toebehoort tot een afzonderlijk gebouw:12°C 

Debiet verse lucht volgens de norm D50-001  geen zonnewinsten en interne winsten  in aanmerking genomen oververmogen bij heropstart om de effecten van de onderbreking van de verwarming te compenseren 

 Continu gebruik van de woning

Factor van oververmogen nodig om de effecten van de onderbreking van de verwarming te compenseren, bepaald door de norm NBN EN 12831

Heropstart tijd (h)

1h 2h 3h 4h

Verwachte val van de binnentemperatuur bij de vertraging 2K 3K 4K Lage inertie Gemiddelde inertie Sterke inertie

11 W/m² 6 4 2

22 11 9 7

45 22 16 13

64

Keuze van de warmte-afgifte? Verwarming via lucht? Het vermogen om warmte via lucht door te geven, is relatief beperkt:

•

Voorbeeld: berekend vermogen voor 1 passiefappartement Verliezen door transmissie Verliezen door luchtvernieuwing Interne en zonnewinsten Oververmogen bij heropstart Berekend vermogen Beschikbaar vermogen op de hygiënische lucht

•

• • •

•

PHPP 1566 W 428 W -212 W 1W

NBN EN 12831 2152 W 602 W 656 W 3W

1W

1W

Het beschikbare vermogen op de hygiënische lucht maakt de heropstart meestal niet mogelijk. Er is geen onderbreking mogelijk op de verwarming De onderbreking op de ventilatie is niet meer mogelijk Er is geen regeling per kamer mogelijk  Woonkamer: 21°C  Slaapkamer: 18°C  Badkamer: 24°C Psychologisch en praktisch aspect van een radiator in de badkamer

De verwarming op lucht wordt meestal aangevuld met radiators in de badkamer en eventueel in de woonkamer

65

Keuze van de warmte-afgifte? Verwarming via lucht? Mogelijke oplossingen

Uitdagingen: Regeling van de snelheid van de lucht in functie van de behoefte

Verwarming via lucht zal steeds meer verbruiken dan verwarming met behulp van convectors • Het elektrisch oververbruik van de ventilators zal afhangen van de frequentie waarmee ze moeten draaien aan een hogere snelheid om de lokalen te verwarmen. Deze frequentie is heel moeilijk in te schatten want ze hangt sterk af van het (manuele) beheer van de luchtdebieten • Een cascaderegeling op de snelheid van het water in de batterij en daarna van de snelheid van de lucht in de 66 leiding is onmisbaar

Keuze van de warmte-afgifte? Elektrische verwarming? Directe elektrische verwarming (primaire kWh)

Elektrische verwarming met accumulatie  absoluut te vermijden • •

•

De statische verliezen zijn zeer groot  oververhitting De continue uitstoot van warmte van een verwarming met accumulatie stemt niet overeen met de vraag van een zuinig gebouw, dat gericht werkt en sterk variabel is in functie van de gratis winsten Gezien het hoge isolatieniveau hangt de verwarmingsbehoefte weinig af van de buitentemperatuur, maar wel van de gratis winsten  hoe de vraag voorzien? 67



●

Keuze van de warmterecuperator?

●

Grondbuis ?


productie ●


●

Warmte-emissie


Hotel

●

Rusthuis

68

Hotel? Uitdagingen nr. 1: onderbreking  de hotels zijn leeg overdag  de gemiddelde bezettingsgraad bedraagt 60% Oplossingenpistes  de bezetting van het hotel opsplitsen in zones en de verwarmings- en ventilatie-installaties uitzetten in de onbezette zones.  in werkelijkheid niet altijd eenvoudig want te kampen met gewoonten  De ventilatie voor de helft verminderen overdag  bijvoorbeeld 25 m³/h per kamer overdag in plaats van 50 m³/h als basis  De thermostaat van elke kamer bedienen op basis van de magnetische kaart…

Uitdagingen nr. 2: Sanitair warm water  Het SWW-verbruik is proportioneel zeer groot Oplossingenpistes  De behoefte beperken  Gebruik maken van hernieuwbare energie (WKK of zonne-energie) 69

Rusthuis? Uitdagingen nr. 1: Kringloop sanitair warm water Vergelijking van de zonneproductie in functie van de isolatie van de kringloop Hypothesen: 100 kamers 200 m enkele kringloop 2500 l/d aan 60°c

Zonneproductie met kringloop 0,3 W/mK 0 kWh

20.000 kWh

40.000 kWh

60.000 kWh

80.000 kWh

100.000 kWh Besoins ECS

50.660 kWh

39.170 kWh

2.080 kWh

30.970 kWh

60.950 kWh

0

Pertes ballon ECS

Pertes boucles ECS

Energie délivrée par le circuit solaire Energie délivrée par l'appoint

20

Rusthuis? Uitdagingen nr. 1: Kringloop sanitair warm water Vergelijking van de zonneproductie in functie van de isolatie van de kringloop Hypothesen: 100 kamers 200 m enkele kringloop 2500 l/d aan 60°c

Zonneproductie met kringloop 0,15 W/mK 0 kWh

20.000 kWh

40.000 kWh

60.000 kWh

80.000 kWh Besoins ECS

52.040 kWh

20.900 kWh

2.240 kWh

30.460 kWh

44.740 kWh

0

Pertes ballon ECS

Pertes boucles ECS

Energie délivrée par le circuit solaire Energie délivrée par l'appoint

21

Rusthuis? Uitdagingen nr. 2: Sanitair warm water De lengte van de warmwaterkringloop is proportioneel zeer groot ten opzichte van de vraag Absolute prioriteit van een rusthuis:  De lengte van de kringloop verkleinen  De kringloop isoleren!!!!! Men plaatst 20 cm isolatiemateriaal in de gevel voor een gemiddelde T van 14°C Men plaatst 5 cm isolatie op de SWW-leiding voor een gemiddelde T van 37,5°C Men isoleert een kringloop 10x minder dan een gevel Opmerking: een deel van de warmte wordt gerecupereerd wanneer de kringloop zich in het verwarmde volume bevindt 22

Rusthuis? Uitdagingen nr. 1: Kringloop sanitair warm water

W/mK

Déperdition à travers un conduit isolé - DN 40

0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0

0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 épaissuer isolant (cm)

Bron Energie +

0,1

23

Rusthuis?

0.150 + 0.12= 0.27 W/m.K = 10,6 W/K

0.23 W/m.K = 9,1 W/K

0.200 W/m.K = 8 W/K

-25%

24

Wat u moet onthouden van de uiteenzetting ●

Het HVAC-systeem moet globaal ontworpen worden, aangezien er vele interacties plaatsvinden tussen de verschillende installaties

●

De energie-uitdagingen hebben zowel betrekking op de efficiënte uitvoering van het systeem als op de keuze ervan

●

Opgelet voor verborgen verbruik!

74

Interessante tools, websites, enz.: ●

Adviesgids bij het energie- en duurzame ontwerp voor de gezamenlijke woning, Leefmilieu Brussel - IBGE, 2006: www.bruxellesenvironnement.be

●

Energiegids van de installaties, Leefmilieu Brussel: www.bruxellesenvironnement.be

●

F.Simon, JM.Hauglustaine, La ventilation et l’énergie – Praktische gids voor architecten, Ministerie van het Waalse Gewest, 2001.

●

CSTC, « NIT 203 - La ventilation des habitations. 1ère Partie: Principes généraux», 1994

●

Technische informatie over ventilatienetwerken Energie+: http://energie.wallonie.be/energieplus/script.htm 75

Wetteksten: ●

Verordening van 11/07/2007 van de Regering van het Brussels Hoofdstedelijk Gewest over energieprestaties van gebouwen en binnenklimaat, beschikbaar op de site van Leefmilieu Brussel: www.bruxellesenvironnement.be

●

Norm NBN EN 12831: 2003 « Verwarmingssystemen in gebouwen – Berekeningswijze van de basiswarmteverliezen »

●

« Ventilatievoorzieningen in woongebouwen (NBN D50-001) », Belgisch Instituut voor Normalisatie, Brussel, 1991

76

Referenties Gids Duurzame Gebouwen http://gidsduurzamegebouwen.leefmilieubrussel.be/fr/accueil?IDC=3

●

Fiche G_ENE02: Een energie-efficiënt ventilatiesysteem ontwerpen

●

Fiche G_ENE08: De optimale productie- en opslagwijze voor verwarming en sanitair warm water kiezen

●

Fiche G_ENE10: Verwarming, koeling en sanitair warm water: efficiënte installaties garanderen

●

Fiche G_ENE07: Een passieve koelstrategie toepassen

77

Contact Thomas Leclercq MATRIciel sa – Projectbeheerder Place de l’Université, 21 – 1348 Louvain-la-Neuve 

: 010/24.15.70

E-mail: [email protected]

78

Technische keuze van het HVAC- en SWW-systeem in de collectieve en gelijkgestelde woning

Recommend Documents