Verwarming van grote ruimten

Distrigas

Verwarming van grote ruimten Technisch dossier

DGS, herwerkt door PJ 9/08/2011

RESULTATEN EN VERTROUWELIJKHEID - De informatie, berekeningen en adviezen hier verzameld zijn deels gebaseerd op klantgegevens alsook op metingen en gegevens van Distrigas. De hierbij gestelde conclusies zijn indicatief en zijn ondanks de toegepaste vigerende

internationale

standaarden,

onze

zorg,

kennis

en

ervaring,

niet

resultaatbindend. Distrigas is geen operator, engineering- of aannemersbedrijf en kan dus ook niet aansprakelijk worden gesteld voor de uitvoering, de gevolgen en de mate van overeenstemming met de lokale gebruiken en normeringen. Distrigas garandeert de confidentialiteit van deze gegevens t.o.v. derden.

Verwarming van grote ruimten| Technisch dossier | 23/06/2011

Page 2/78

Verwarming van grote ruimten Technisch dossier v. 10.0 Draft van 9/08/2011

Distrigas Gas Services Guimardstraat 1A BE – 1040 Brussel www.distrigas.eu


Page 3/78

Inhoudsopgave

Inhoudsopgave ........................................................................................................... 4 Voorwoord ................................................................................................................. 6 1.

De twee verwarmingsmethoden: convectie en straling........................................... 9

1.1

De convectieverwarming .............................................................................. 10

1.2

De stralingsverwarming ................................................................................ 11

2.

Enkele noties over het warmtecomfort ............................................................... 12

2.1

De warmte-uitwisseling tussen een individu en de omgeving............................. 12

2.2

De binnentemperatuur ................................................................................. 14

3.

Algemeen-heden over de warmteverliezen van de gebouwen ............................... 16

3.1

Warmtetransmissie doorheen een wand ......................................................... 17

3.2

De wandverliezen van de gebouwen .............................................................. 18

3.3

De ventilatieverliezen ................................................................................... 19

3.4

De totale warmteverliezen van een gebouw: voorbeeld .................................... 19

4.

De totale warmteverliezen per uur, per dag en per jaar ....................................... 21

4.1

De normale graaddagen (GD) ....................................................................... 21

4.2

Totaal jaarverlies van een gebouw tijdens een normaal jaar ............................. 23

5. 5.1

De binnentemperatuur in de te verwarmen ruimte: Welke waarden? ..................... 25 De binnentemperatuur bij convectieverwarming: de temperatuurcomponent "C" te

wijten aan de stratificatie ........................................................................................ 26 5.2

De binnentemperatuur tj bij stralingsverwarming: de temperatuurcomponent "r" te

wijten aan de straling ............................................................................................. 28 5.3 6. 6.1 7.

Niet-homogene binnentemperatuur: voorbeeld................................................ 31 De veranderlijke binnentemperatuur ................................................................. 35 Gemengd verwarmingsregime ....................................................................... 35 Dekking van de warmteverliezen van de gebouwen ............................................. 37

7.1

De gratis warmtebronnen ............................................................................. 38

7.2

De verwarmingsdrempeltemperatuur ts .......................................................... 39

7.3

Maximum warmtetoevoer door de verwarmingsinstallatie ................................. 40


Page 4/78

8.

Energieverbruik: rendement van de verwarmingsinstallatie .................................. 41

8.1

Traditionele gecentraliseerde verwarmingsinstallatie ........................................ 42

8.2

Naar een decentralisatie van de warmteproductie ............................................ 43

9. 9.1

Technieken van de convectieverwarming ........................................................... 45 De productie van de warme lucht door de warmtewisseling: de luchtverhitter en de

warmeluchtgenerator ............................................................................................. 45 9.2

De productie van de warme lucht door vermenging met de verbrandingsproducten

van het aardgas (make-up air) ................................................................................ 47 9.3 10.

De distributie van de warme lucht ................................................................. 49 Technieken van de stralingsverwarming............................................................. 52

10.1

Warmte-afgifte door straling van een stralingspaneel ....................................... 52

10.2

Het stralingsrendement van een helder stralingspaneel .................................... 54

10.3

De perceptie van de straling door de vloeren en de wanden .............................. 54

10.4

De stralingspanelen verwarmd met een thermisch fluïdum................................ 58

10.5

De gasgestookte donkere stralingsbuizen ....................................................... 59

10.6

De gasgestookte heldere stralingspanelen ...................................................... 63

11. 11.1

Enkele referenties ........................................................................................... 67 Het belang van de gelocaliseerde stralingsverwarming. Het voorbeeld van een hal

van de Koninklijke Vereniging der Belgische Gasvaklieden ........................................... 67 11.2

Voorbeelden van energiebesparing door heldere stralingspanelen in Duitsland .... 68

11.3

De mogelijkheden van de destratificatie: een metaalverwerkend bedrijf in de

Luikse regio ........................................................................................................... 70 11.4

Straling of convectie? ................................................................................... 72

12.

Besluit ........................................................................................................... 74

13.

Notaties en eenheden ...................................................................................... 76


Page 5/78

Voorwoord


Page 6/78


Page 7/78


Page 8/78

1. De twee verwarmingsmethoden: convectie en straling


Page 9/78

1.1 De convectieverwarming

Fig. 1: Convectieverwarming – circulatie van de omgevingslucht


Page 10/78

1.2 De stralingsverwarming

Fig. 2: Stralingsverwarming


Page 11/78

2. Enkele noties over het warmtecomfort 2.1 De warmte-uitwisseling tussen een individu en de omgeving


Page 12/78

Fig. 3: Comforttemperatuur (tc) hangt af van de activiteit in de werkplaats. boven: tc = 20°C, onder: tc = 15°C


Page 13/78

2.2 De binnentemperatuur

Fig. 4: Warmtecomfort – invloed van de omgevingsluchttemperatuur (ta) en de stralingscomponent


Page 14/78


Page 15/78

3. Algemeenheden over de warmteverliezen van de gebouwen


Page 16/78

3.1 Warmtetransmissie doorheen een wand

Fig. 5: Temperatuursprofiel doorheen een wand


Page 17/78

1 1 1 e

λ

1

1 1

3.2 De wandverliezen van de gebouwen


Page 18/78

3.3 De ventilatieverliezen

3.4 De totale warmteverliezen van een gebouw: voorbeeld


Page 19/78

Tabel 1: berekening van de warmteverliezen


Page 20/78

4. De totale warmteverliezen per uur, per dag en per jaar

4.1 De normale graaddagen (GD)


Page 21/78

Fig. 6: Normaal profiel van de dagelijkse gemiddelde buitentemperatuur (Brussel)


Page 22/78

Fig. 7: Verloop van de normale graaddagen in functie van de binnentemperatuur

4.2 Totaal jaarverlies van een gebouw tijdens een normaal jaar


Page 23/78


Page 24/78

5. De binnentemperatuur in de te verwarmen ruimte: Welke waarden?


Page 25/78

5.1 De

binnentemperatuur

bij

convectieverwarming:

de

temperatuurcomponent "C" te wijten aan de stratificatie

Fig. 8: Warmeluchtverwarming – Profiel van de binnentemperatuur bij stratificatie. tC = 15°C


Page 26/78

Fig. 9: Invloed van de stratificatie van de omgevingslucht op de wandverliezen van de hallen


Page 27/78

5.2 De

binnentemperatuur

tj

bij

stralingsverwarming:

de

temperatuurcomponent "r" te wijten aan de straling

Fig. 10: Stralingsverwarming: profiel van de binnentemperatuur


Page 28/78

Fig. 11: Verwarming met heldere stralers. Percentage individuen dat stralingshinder ondervindt in functie van de rcomponent.


Page 29/78

Fig. 12: Stralingsverwarming – opsplitsing van de comforttemperatuur in de omgevingstemperatuur (ta) en rcomponent. n: ventilatievoud Xe = (wandoppervlakte aan de straling blootgesteld)/(totale wandoppervlakte van de werkplaats) NB: tC = 15°C; te = 0°C


Page 30/78

5.3 Niet-homogene binnentemperatuur: voorbeeld


Page 31/78


Page 32/78

Fig. 13: Stralingsverwarming – Schikking van de stralingspanelen.


Page 33/78


Page 34/78

6. De veranderlijke binnentemperatuur 6.1 Gemengd verwarmingsregime


Page 35/78

Fig. 14: Gemengd verwarmingsregime: theorievoorbeeld

Fig. 15: Gemengd verwarmingsregime: praktijkvoorbeeld


Page 36/78

7. Dekking van de warmteverliezen van de gebouwen

Fig. 16: Dekking van de warmteverliezen van een hal.


Page 37/78

7.1 De gratis warmtebronnen

Fig. 17: Gratis warmtetoevoer door zoninstraling.


Page 38/78

7.2 De verwarmingsdrempeltemperatuur ts

Fig. 18: Dekking van de warmteverliezen per dag tijdens een normaal jaar (tC = 15°C)


Page 39/78

7.3 Maximum warmtetoevoer door de verwarmingsinstallatie


Page 40/78

8. Energieverbruik: rendement van de verwarmingsinstallatie


Page 41/78

Fig. 19: Verwarming van de werkplaats: Warmteflux

8.1 Traditionele gecentraliseerde verwarmingsinstallatie

Fig. 20: Schema van een gecentraliseerde verwarmingsinstallatie


Page 42/78

Fig. 21: Gecentraliseerde verwarmingsinstallatie: Warmteflux

8.2 Naar een decentralisatie van de warmteproductie


Page 43/78

Fig. 22: Gasgestookte luchtverhitters: Warmteflux

Fig. 23: Make-up air: Warmteflux


Page 44/78

9. Technieken van de convectieverwarming

9.1 De productie van de warme lucht door de warmtewisseling: de luchtverhitter en de warmeluchtgenerator


Page 45/78

Fig. 24: Luchtverhitter (aerotherm)

Fig. 25: Gasgestookte luchtverhitter (aerotherm)


Page 46/78

9.2 De

productie

van

de

warme

lucht

door

vermenging

met

de

verbrandingsproducten van het aardgas (make-up air)


Page 47/78

Fig. 26: Schema: Make-up air


Page 48/78

9.3 De distributie van de warme lucht

Warmeluchtgenerator en destratificator


Page 49/78

Fig. 27: Gasgestookte luchtverhitter: rondstuwen van warme lucht

Fig. 28: Schikking van de luchtverhitters langs de wand van de hal – Planzicht


Page 50/78

Fig. 29: Stratificatiedoorbreking van de omgevingslucht.


Page 51/78

10. Technieken van de stralingsverwarming

10.1 Warmteafgifte door straling van een stralingspaneel


Page 52/78

Fig. 30: Specifieke emissiviteit van een stralingsoppervlak in functie van zijn oppervlaktetemperatuur.


Page 53/78

10.2 Het stralingsrendement van een helder stralingspaneel

10.3 De perceptie van de straling door de vloeren en de wanden


Page 54/78

Fig. 31: Stralingsemissie E(r) voor elke richting in de ruimte

Fig. 32: Perceptie van de straling op vloerhoogte


Page 55/78

Fig. 33: Profiel van de stralingsintensiteit voor heldere stralingspanelen (22,2 kW ophanghoogte 7,5 m)


Page 56/78

Fig. 34: Voorbeeld van de schikking voor heldere stralingspanelen en profiel van de verdeling van de stralingsintensiteit.


Page 57/78

10.4 De stralingspanelen verwarmd met een thermisch fluïdum

Fig. 35: Stralingspaneel verwarmd met thermisch fluïdum


Page 58/78

10.5 De gasgestookte donkere stralingsbuizen

Fig. 36: Donker stralingspaneel: U-vormige stralingsbuis


Page 59/78


Page 60/78


Page 61/78

Fig. 37: Het net van donkere stralingsbuizen


Page 62/78

Fig. 38: Zelfverwarmende stralingslus met recirculatie

10.6 De gasgestookte heldere stralingspanelen


Page 63/78

Fig. 39: Helder stralingspaneel


Page 64/78


Page 65/78

Fig. 40: Ophangingshoogte van de heldere stralingspanelen in functie van hun vermogen en hun inclinatie


Page 66/78

11. Enkele referenties

11.1 Het belang van de gelocaliseerde stralingsverwarming. Het voorbeeld van een hal van de Koninklijke Vereniging der Belgische Gasvaklieden


Page 67/78

Fig. 41

11.2 Voorbeelden van energiebesparing door heldere stralingspanelen in Duitsland


Page 68/78


Page 69/78

11.1 De

mogelijkheden

van

de

destratificatie:

een

metaalverwerkend

bedrijf in de Luikse regio


Page 70/78

Fig. 42: Vernieuwing verwarmingsinstallatie: Destratificatie


Page 71/78

11.2 Straling of convectie?


Page 72/78


Page 73/78

12. Besluit


Page 74/78


Page 75/78

13. Notaties en eenheden


Page 76/78


Page 77/78


Page 78/78

Verwarming van grote ruimten

Recommend Documents