Leefmilieu Brussel

Overzicht van systemen

Jonathan Fronhoffs

Cenergie

Opleiding Duurzaam Gebouw :

Duurzaam bouwen van A tot Z

2

Doelstelling(en) van de presentatie

● Voorstelling van de algemen principes van

verwarming, SWW en ventilatie

● Voorstelling van de efficiente energiesystemen

● Inleiding tot koeling en verlichting

3

● Warmetbalans

● Verwarming

● SWW

● Ventilatie

● Koeling

● Verlichting

Algemeen schema van de presentatie

4

Warmtebalans

Bron: energie+

5

Warmtebalans

Bron: energie+

6

De verwarmingsinstallatie

● Productie

● Distributie

● Emissie

● Regeling

Bron: energie+

7

De verwarmingsinstallatie

● Productie

● Distributie

● Emissie

● Regeling

Bron: energie+

8

De verwarmingsinstallatie

● Hoe warmte verdelen?

► Water

► Lucht (via ventilatie)

Bron: energie+

9

Verwarming : Productie

● Type productie :

► Warmtenet

► Collectieve verwarming

Bron: energie+

Bron: ADEME

10

Verwarming : Productie

● Type productie :

► Individuele centrale verwarming

► Lokale verwarming Lokaal (electrisch, gas, hout, …)

11

Verwarming : Productie

● Type de Brandstof?

► Gas

► Stookolie

► Elektriciteit

► Hout (Pellets, snippers, stronken)

12

Verwarming : Productie

● Type Ketel: Gas

► Condenserend

► Hoogrendement

► Klassiek

● Type Ketel : Stookolie

► Condenserend

► Hoogrendement

► Klassiek

13

Verwarming : Productie

● De condensatieketel

● Warmterecuperatie in de

rookgassen door

condensatie van het

aanwezig waterdamp

● Condensatie =

exothermische reactie :

warmte komt vrij

voorverwarming water

minder brandstof nodig

● Belang van retour t°

● OVW>< BVW

● η > 100% op OVW

Bron: simulateurenergetique.fr

14

Verwarming : Productie

● Type Ketel : Labels

► Gas - Condensatie : HR TOP

› 1998

► Gas Lage temperatuur: HR+

› 1996

► Stookolie – Condensatie : Optimaz Elite

› 2005

► Stookolie – Hoog Rendement : Optimaz

› 2005

15

Verwarming : Distributie

● Zijn de leidingen geïsoleeerd?

16

Verwarming : Emissie

● Type emissie :

► Klassieke radiatoren

► Gietijzeren radiatoren

17

Verwarming : Emissie

● Type emissie :

► Ventilo-convectoren

► Vloerverwarming

18

Verwarming : Regeling

● Regeling

► Buitenvoeler

► Kamerthermostaat

► Thermostaatkraan

Manuele kraan Thermostaatkraan

Kamerthermostaat (met klok Buitenvoeler

ssss

19

Verwarming : Regeling

Bron: energie+

20

Verwarming : Regeling

● Regeling met aquastaat (stuurt ketel) en op kamerthermostaat (stuurt pomp)

21

Verwarming : Regeling

● Regeling op kamerthermostaat

A. Aquastaat

B. Brander

C. Thermostaat

22

Verwarming : Regeling

● Weersafhankelijke regeling

Wate

rtem

pera

tuur

Buitentemperatuur

23

Verwarming : Regeling

● Weersafhankelijke regeling

24

Verwarming : Regeling

● Regeling : nachtverlaging vs uitzetten

● ‘s Middags bak ik pizza. Ga ik mijn oven laten draaien om ‘s avonds taart te bakken?

Bron: energie+

25

● Weet u zeker hoe het werkt? Thermostaatkraan =

thermostaat :

► Zolang de gewenste temp niet bereikt is blijven ze voor 100%

open;

► Zodra de temperatuur bereikt is sluiten ze.

● Kraan instellen = temperatuur instellen (en niet

sneller bereiken…

Vanne sur “3” et 19°C dans la pièce

Vanne sur “2” et 19°C dans la pièce

Vanne sur “3” et 20°C dans la pièce

Verwarming : Regeling : Vanne Thermo.

Bron: www.sestain.be

26

Verwarming : Rendement van installatie

Distributieverliezen

Input

brander

Verlies naar omgeving Verlies

schouw Verlies regeling

Output voor

verwarming

Output

leidingen

Output ketel

Emissieverliezen

Input

brande

r

Verlies naar omgeving Verlies

schouw Verlies regeling

Output voor

verwarming

Output

leidingen

Output ketel

Emissieverliezen

Distributieverliezen

27

Verwarming : EPB reglementering

● Toepassing:

► Meeste CV-installaties

› Nominaal Vermogen > 20 kW

› Brandstof: gasvormig of vloeibaar – niet-hernieuwbaar

› Water als warmtedragend medium

Lokale systemen uitgesloten

28

Verwarming : 3 wettelijke handelingen

● Periodieke contrôle van de ketels

● Oplevering van verwarmingssystemen

● Diagnose van installaties

29

Verwarming : 3 wettelijke handelingen

● Periodieke controle van de ketels

► Gas: om de 3 jaar

► Stookolie: jaarlijks

► Bevat alle technische informatie over de installatie

› Info ketel en brander

› Verbrandingsrendement

› …

► Attest periodieke controle = informatie over de installatie

30

Verwarming : 3 wettelijke handelingen

● Oplevering van verwarmingssystemen

► Bij installatie van een ketel

► Bij vervanging ketellichaam

► Bij vervanging brander

► Bij verplaatsing ketel

► Opleveringsattest = Document met informatie over installatie

31

Verwarming : 3 wettelijke handelingen

● Diagnose

► Check-up vor installaties van meer dan 15 ans

► Rapport diagnose = Document reprenant des informaties sur l’installatie

33

Verwarming : 3 wettelijke handelingen

● Professionelen :

● Start pagina > Professionnelen > Loket > Erkenningen en registraties Erkende

of geregistreerde ondernemingen en professionelen

34

SWW

● Wat is de SWW-vraag?

● Wat is de meest efficiënte productiemethode voor

SWW?

► Productie samen met verwarming?

► Centrale productgie los van verwarming?

► Lokale productie?

► Doorstroom / accumulatie / semi-accumulatie?

35

SWW

● Individuele productie gecombineerd met verwarming

► Monoblok toestellen

► Toestellen met apart buffervat

● Productie gecombineerd met verwarming

► Met geïntegreerde platenwarmtewisselaar (huishoudelijk)

► Met externe platenwarmtewisselaar (collectief)

SWW

37

SWW

● Individuele productie, geïntegreerd in verwarming

► Platenwarmtewisselaar

Bron: energie+

Platen-

warmtewisselaar

38

SWW

● Individuele productie los van verwarming

► Gasgeiser

► Elektrische boiler

Zonthermische installatie

39

Circulatie

Opvang

Besturing

Hulp-

uitrusting

Accumulator

Zonthermische installatie: technologie

• Types van zonnecollector

40 Bron: Energieplus, http://www.energieplus-lesite.be/index.php?id=16760

Niet-beglaasde collectoren Vlakke collectoren

Standaard vlakke collectoren

Vlakke vacuümcollector

(met afstandsstuk)

Luchtcollector)

Kunststof absorber

Absorber in roestvrij staal

Vacuümbuiscollector

Volledig glazen buis

Standaardbuis

CPC-buis

Zonthermische installatie: technologie

• Rendement van de zonnecollectoren R

end

em

ent

Temperatuurverschil tussen de collector en het omgevend milieu [°C]

Vlakke collector

Vacuümcollector

Zwembadabsorber 0 – 20 °C Zwembadverwarming

20 – 100 °C Warm water en verwarming

> 100 °C Proceswarmte 41

Bron: Energieplus, http://www.energieplus-lesite.be/index.php?id=16760

Zonthermische installatie: Haalbaarheid

● Dak ► Oriëntatie, helling

► Nuttige oppervlakte, ingenomen ruimte, obstakels, …

► Vervanging afdichting, …

► Stabiliteit

• Stookplaats

► Gecombineerde productie?

► Ouderdom van de ketels?

► Regeling!

• Verbinding dak - stookplaats

► Technische kokers?

► Technisch lokaal op het dak?

• Opslag & distributie SWW

► Opslagtanks

► Distributielus (L, diameter, isolatie)

42 Bron: Stéphane Barbier

Ja … maar minder rendabel

10 tot 30 m² collectoren

Opslagvat van 1.000 tot 3.000 liter

Complexere regeling

Besparing:

~80% op SWW

20…50% op verwarming

Verwarming + SWW via thermische zonne-energie?

Bron: Solarpraxis.com

43

● Basisregel: altijd uitgaan van de behoefte aan verwarming!

► SWW (+ verwarming?)

Dimensionering: behoefte in kWh?

Bron: Solarpraxis.com 44

Systeem met sanitair warm water Sanitair warm water met aanvulling verwarming

Verbruik sanitair warm

water

Warmtebehoefte

Nuttige inbreng van het zonnesysteem

Zonnestraling (in de zone van de collectoren)

Beschikbaar potentieel voor klimaatregeling

45

Ventilatie

● Waarom ventileren?

● Hoe ventileren?

46

Ventilatie : Waarom ventileren?

3 hoofdredenen:

● Ademcomfort gebouwgebruikers

► CO2-Concentratie (toevoer verse lucht)

► Vochtigheid

► Geur

● Gezonde lokalen

► Impact van polluenten in gebouw vermindere (VOC,

formaldehyde, radon,…)

● Thermisch comfort garanderen

► Verwarming via l’air

► Surtout: Koeling via free-cooling et ventilatie

nocturne

47

Ventilatie: Hoe ventileren?

● Systeem A :

► Natuurlijke luchttoevoer

► Natuurlijke luchtafvoer

● Systeem B :

► Mechanische luchttoevoer

► Natuurlijke luchtafvoer

● Systeem C :

► Natuurlijke luchttoevoer

► Mechanische luchafvoer

● Systeem D :

► Mechanische luchttoevoer

► Mechanische luchtafvoer

48

● Systeem A: natuurlijke toevoer en afvoer

Bron: Energie +

Ventilatie: Hoe ventileren?

49

● Systeem B: Mechanische toevoer en natuurlijke

afvoer

Bron: Energie +

Ventilatie: Hoe ventileren?

50

● Systeem C: Natuurlijke toevoer en mechanische

afvoer

Bron: Energie +

Ventilatie: Hoe ventileren?

51

● Systeem D: Mechanische toevoer en afvoer

Bron: Energie +

Onmisbaar voor

passief-bouw

Ventilatie: Hoe ventileren?

52

Ventilatie: Hoe ventileren?

53

Ventilatie: Hoe ventileren?

Hygiënische ventilatie:

● Reglementering van toepassing

► NBN D50-001: dimensionnering voor residentiële

gebouwen (woning, rusthuizen,…)

► EN 13779: dimensionnering voor teriaire gebouwen

(kantoren, openbare gebouwen,…)

► EPB

► ARAB

54

Ventilatie: Hoe ventileren?

Twee basisprincipes:

1. Toevoerdebiet = Afvoerdebiet

55

Ventilatie: Hoe ventileren?

2. Pulsie – transfert – extractie

► Toevoer in “droge” lokalen”

► Transfert via circulatiezones

► Evacuatie de vervuilde lucht via “vochtige” ruimtes

Lucht

toevoer

“Droge”

ruimten

Living,

slaapkamer,

bureau

Transfert

Circulatie

Gangen,

traphal

Afvoer

“Vochtige”

ruimten

Keuken,

Badkamer,

WC, washok

Transfert

56

Ventilatie: Hoe ventileren?

● Residentiële toepassingen: NBN D 50-001 en EPB (eis 1: hygiënische)

TO

EV

OE

R

Lokaal Nominaal debiet Debiet mag

beperkt

worden tot

Maximale

toevoer(syst.

A,C) Alg. regel Minimaal

debiet

living

3,6

m³/h/m²

75 m³/h 150 m³/h

2 x Nominaal

debiet

kamers

25 m³/h 72 m³/h

(Bijlage VI) studeerruimten

hobbyruimten

EV

AC

UA

Tie

Lokaal Nominaal debiet Debiet mag

beperkt worden

tot

Alg. regel Minimaal debiet

Gesloten keuken

3,6 m³/h/m²

50 m³/h

75 m³/h badkamer

washok 75 m³/h

open keuken

WC - 25 m3/h -

Opmerking: Het debiet mag over verschillende openingen verdeeld

worden

57

Ventilatie: Hoe ventileren?

● Residentile toepassingen: NBN D 50-001 et EPB (exigence 1: hygienische ventilatie)

TR

AN

SF

ER

T

Als afvoer van lokaal Minimaal debiet Minimale opening onder

deur

living

25 m³/h 70 cm²

chambres

locaux d’étude

locaux de hobbies

TR

AN

SF

ER

T

Als toevoer van lokaal Minimaal debiet Minimale opening onder

deur

badkamer 25 m³/h 70 cm²

washok

cuisisne 50 m³/h 140 cm²

WC 25 m³/h 70 cm²

Opmerling: het debiet mag verdeeld worden door verschillende openingen

58

Ventilatie: Hoe ventileren?

● Residentiële toepassingen:

EPB: 22 m³/h/pers voor residentiële toepassingen

● Niet-residentiële toepassingen: EN 13779, EPB en

ARAB

► Ruimten bestemd voor menselijke bezetting

► Basis-classificatie “Indoor Lucht Quality” (IDA)

► EPB: minimum 22 m³/h per persoon

► ARAB: minimum 30 m³/h/persoon

60

Ventilatie: Hoe ventileren?

EN 13779 ‘High

quality’

‘medium

quality’

‘moderate

quality’

‘low quality’

Klasse IDA1 IDA2

IDA3 IDA4

Debiet

(m³/h.pers)

72

>54

45

(36-54)

29

(22-36)

18

<22

Koeling

● Voor nieuwe gebouwen Actieve koeling vermijden

► Onderzoeken vanaf ontwerp

› Zonnewinsten beperken

– Beglaasde oppervlakten naar Zuid en Oost beperken

– Zonnewering

› Interne warmtelasten vermijden

– Performante verlichting daglicht-gestuurd

– Efficiente IT-apparatuur en goed gelokaliseerd

› Koelcapaciteit van koude buitenlucht benutten

– Free-cooling

● Bestaande gebouwen toestand vermijden

► Oorzaak oververhitting vinden

► Zonnewering overwegen

Bron: energie+

Klimaatregeling

Oplossing Investering Exploitatiekost

Buitenzonwering

(screens)

750 € 0€/jaar

Koelmachine

raam

750€ 44€/jaar

● Indien behoefte koeling in winter free-chilling

► Gebruik van koude lucht om ijswater te koelen zonder koelgroep

► Buitenlucht < 8 … 10°C

► Vb: IT-zaal

● Energievernietiging vermijden!

► Gelijktijdig koelen en verwarmen

► Lokalen met grote warmtelast groeperen om ze apart te kunnen behandelen

Klimaatregeling

● Actieve koeling : split ou lokale koeling

Klimaatregeling

● Actieve koeling : split of lokale koeler

Bron: energie+

Klimaatregeling

● Actieve koeling : via ventilatie

Bron: energie+

Klilmaatregeling

● Actieve koeling : Lucht + Water Systemen

Bron: energie+

Klimaatregeling

● Actieve koeling : Lucht + Water Systemen

Bron: energie+

Klimaatregeling

70

Klimaatregeling: EPB reglementering

● Toepassingsgebied:

► Koelsystemen met een nominaal thermisch vermogen > 12 kW

● 9 eisen:

● 2 wettelijke handelingen

► Minimaal onderhoud

► Periodieke controle

› Na de installatie van een nieuw koelsysteem

› Om de 5 jaar bij P > 100 kW

› Om de 15 jaar bij 12 kW < P < 100 kW

71

Klimaatregeling: EPB regelgeving

● Periodieke controle

72

Verlichting

● Natuurlijke verlichting maximaliseren

Daglicht Kunstlicht

Daglicht

73

Verlichting

● Performante verlichtingstoestellen gebruiken

Energieverbruik voor om 100 lumen te produceren

No

dig

ve

rmo

ge

n

74

Verlichting

● Beheer in functie van aanwezigheid

►Wattpiek (Wp)

Maximaal elektrisch vermogen geleverd in standaard

testomstandigheden:

- een bezonning van 1.000 W/m2 ;

- een temperatuur van de panelen van 25°C ;

- een spectrale verdeling van de straling, ofwel AM 1.5

►Wattuur (Wh)

1 Wattuur energie verbruikt of geleverd door een

systeem met een vermogen van 1 Watt gedurende een

uur.

Basisbegrippen

Silicium polycristallin

75

Technologie: PV-oppervlakte die overeenkomt met kWp

Hoogperformant monokristallijn

(6 tot 9 m², ~150 Wc/m², η 12% tot 20%)

Modules

76 Bron: energieplus-lestie.be

Polykristallijn

(7,5 tot 10 m², ~100 Wc/m², η 11% tot 15%)

Amorf silicium

(14-20 m², 60-70Wc/m², η 5-7%)

Technologie: Energetische terugverdientijd van een

PV-installatie

► Voor een installatie met cellen in kristallijn silicium

► Energetische terugverdientijd = 19 … 40 maanden

► Hangt af van de bezonning

► Voor een dakinstallatie

► Indien levensduur installatie = 30 jaar factor 8 … 18

► Bron: Hespful / Ademe (Frankrijk)

77

Fotovoltaïsche

generator

Scheidingsschakelaar

gelijkstroom

Omvormer

Meter

“groenestroom-

certificaten"

Schakelaar

wisselstroom

Schakel-

bord

(met

differentieel-

beveiliging)

Bestaande

elektriciteits

meter (DNB)

vervangen

door een

“A+/A-”

Net

Elektrische

toepassingen

Gelijkstroom Wisselstroom

Verschillende functies van de omvormer:

- Omzetting van DC naar AC

- Synchronisatiefunctie met het netwerk

- Permanent zoeken naar maximaal vermogenspunt (MPP)

- Ontkoppelingsfunctie van het netwerk

© Energie Facteur 4 vzw

Schema van PV-systeem

78

Integratie op het dak

► Hellend dak

► Toiture plate

ANCRAGE DRAAGLAST

AANZUIG-/ONDERDRUK-

SYSTEEM

79

… minder

doeltreffend dan

…

Want ventilatie

langs onder

afkoeling

betere η

Bron: archiexpo.fr & WTCB

Vacuümeffect

Windverloop

Kosten: Investeringen

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

1 10 100 1000

Inve

ste

rin

g [

EU

R/W

p]

Vermogen [kW] 5 kWp

(Bron: PV Calc)

(Bron: Brugel, Voorstel betreffende de

vermenigvuldigingscoëfficiënt toegepast op fotovoltaïsche

installaties - Analyse van de economische parameters, 6 sept.

2013.)

Bron: Apere, Smartguide, 2013

/3 en 5 jaar!

80

EVOLUTIE VAN DE PRIJS VAN EEN GEMIDDELD E INSTALLATIE VAN 5 KWP

Aandachtspunten tijdens het ontwerp

Bron: Gids, G_ENE11 Installaties voor de opwekking van hernieuwbare energie genereren,

http://gidsduurzamegebouwen.leefmilieubrussel.be

1. Het elektriciteitsverbruik van het gebouw beperken

• Het elektriciteitsverbruik door verlichting beperken (zie G_ENE01 – Optimaal gebruik van kunstlicht)

• Het elektriciteitsverbruik door toestellen beperken (zie G_ENE06 – Warmtelasten beperken)

• Actieve koeling vermijden, passieve koeling gebruiken (zie G_ENE07 – Een passieve koelstrategie

toepassen) en de eventuele resterende koelvraag zo efficiënt mogelijk opwekken (zie G_ENE09 –

De beste productiewijzen voor hernieuwbare koeling kiezen)

• Efficiënt distributiesysteem voor verwarming, koeling en ventilatie (zie G_ENE10 – Verwarming,

koeling en sanitair warm water en G_ENE02 – Een energie-efficiënt ventilatiesysteem ontwerpen)

2. Het resterend elektriciteitsverbruik beoordelen

• Het elektriciteitsverbruik bepalen: jaarverbruik en bij voorkeur maandverbruik en,

eventueel, dagprofiel

3. Het potentieel voor levering van hernieuwbare elektrische energie beoordelen

Beschikbare dakoppervlakte. Beschikbaar draagvermogen van het dak. Schaduw,

oriëntatie en helling.

81

82

Nuttige hulpmiddellen, websites, enz. :

● EPB Reglementering

● Energie + : http://www.energieplus-lesite.be/

● Type-lastenboeken voor bouwheren en ontwerpers:

► www.leefmilieubrussel.be > Professionnelen > Gebouw (bouw,

renovatie, beheer) > Tools > REG tools

Referentie Gids Duurzaame Gebouwen en andere bronnen :

► www.leefmilieubrussel.be/gidsduurzamegebouwen

In het bijzonder fiches :

► G_ENE01 Optimaal gebruik van kunstlicht

► G_ENE02 Een energie-efficiënt ventilatiesysteem ontwerpen

► G_ENE08 De optimale productie- en opslagwijze voor verwarming en

sanitair warm water kiezen

► G_ENE09 De deste productiewijzen voor hernieuwbare koeling kiezen

► G_ENE10 Verwarming, koeling en sanitair warm water: efficiënte installaties

garanderen

●

●

83

Te onthouden van de presentatie

● De werking van een verwarmingssysteem

begrijpen

● De juiste vragen stellen bij SWW-productie

● De beperkende factoren voor het gebruik van

koeling begrijpen

● De methoden begrijpen om het energieverbruik

van verlichting te beperken

● Zijn mijn koel- en verwarmingsinstallaties conform

met de EPB-regelgeving?

84

Contact

Jonathan FRONHOFFS

Projectleider

Coördinaten :

: 02/513.96.13

E-mail : jonathan.fronhoffs@cenergie.be