ECN-C-99-006 1

Juni 1999 ECN-C-99-006

DOMOTICA

Energiebesparend of energieverslindend

J.C. Römer

Dit rapport is in opdracht van Novem BV tot stand gekomenECN projectnummer: 7.48 11Novem opdrachtnummer: 149600.7012Contactpersoon Novem BV: ir. B.P.F. Huenges Wajer

INLEIDING 5

SAMENVATTING EN CONCLUSIES

1. DOMOTICA REGELINGEN1.1 Algemene beschrijving huidige domoticasystemen.1.2 Keuze systeem en regeling

2. COMFORT IN WONINGEN2.1 Algemeen2.2 Het regelen van verwarming en ventilatie

3. ONDERZOEK NAAR INTEGRALE REGELINGEN3.1 Mogelijke besparingen

4. TOEGEPASTE INTEGRALE REGELING

5. BEREKENING BESPARING EN EXPERIMENTEN5.1 Berekening besparing5.2 Uitgevoerde simulaties5.3 Uitgevoerde experimenten5.4 Resultaten metingen5.5 Bepaling eigen verbruik5.6 Samenvatting theorie en experimenten

6. LITERATUUR 23

BIJLAGE 1: MEETPROTOCOL METINGEN REMU ENERGIEBALANSWONING 25

7

99

10

111111

1 31 3

1 5

19191920202121

INLEIDING

De in dit rapport gepubliceerde resultaten van de door de groep DEGO van ECN uitgevoerdeberekeningen en analyse hebben betrekking het toepassen van domotica in woningen.Domotica (samenvoeging van domos en robotica) is de term die gebruikt wordt voorelektronische regelingen in woningen. Deze regelingen omvatten een breed scala vantoepassingen gericht op veiligheid in en rond de woning, zoals bijvoorbeeld het aan- enuitschakelen van verlichting als inbraakpreventie of het mogelijk maken van 2-wegcommunicatie tussen de bewoners van het huis en zijn buitenwereld. Naast deze aspecten is erin toenemende mate aandacht voor het toepassen van domotica regelingen voor het regelen vanhet comfort in de woning. Het gebruik van zonneboilers, warmteterugwinning en warmte-pompen in woningen vereisen goede regelingen. Ook voor de zomersituatie met zijn dreigendeoververhitting in de huidige goed geïsoleerde woningen kunnen, naast bouwkundigemaatregelen, elektronische regelingen van zonwering en ventilatie leiden tot een beterbinnenklimaat. Tot slot en zeker niet onbelangrijk is een goede kwaliteit van de binnenlucht ergbelangrijk Ook hier kan Domotica een rol spelen.De huidige systemen worden gekenmerkt door 2 aspecten:o De intelligentie wordt gebruikt om een enkel aspect te regelen (verwarming of ventilatie

e.d.)e Veel van de toegepaste systemen kenmerken zich door de vele extra bekabeling die moet

worden aangebracht en een hoog eigen gebruik.Geschat wordt dat, bij de huidige stand van zaken de toepassing van domotica leidt tot eenextra verbruik van circa 1200 kWh op jaar basis. Gegeven het gemiddelde elektriciteits-verbruik van 3500 kWh in een huishouden een niet onaanzienlijk meer verbruik. In dit rapportworden de resultaten gepresenteerd van een studie die verricht is om de volgendeonderzoeksvragen te beantwoorden:1. Is het mogelijk een domotica regeling voor de energievoorziening van een woning te maken

die verwarming, verlichting en ventilatie integraal kan regelen2. Is het mogelijk een dergelijke regeling te ontwerpen met een zolaag mogelijk eigen

gebruik.Om deze vragen te beantwoorden zijn met financiële steun van Novem 2 opdrachtenuitgevoerd. De eerste opdracht is verstrekt aan HITECHnologies voor het ontwerp van eenintegrale regeling met een laag eigen gebruik. De tweede opdracht is verstrekt aan ECN groepDEGO voor het begeleiden van het ontwerp en de experimenten hiermee. In dit rapport wordtverslag gedaan van de tweede opdracht (Novem opdrachtnr. 149600.70 11)

Na samenvatting en conclusies geeft dit rapport wordt in hoofdstuk 1 nader ingegaan op dedoelstellingen van het onderzoek. In hoofdstuk 2 wordt ingegaan op het comfort in woningenen welke regelingen thans worden gebruikt en de opbouw van de onderzochte regeling. Inhoofdstuk 3 wordt nader ingegaan op de technische uitwerking van de gebouwde regeling.Hoofdstuk 4 geeft een beschrijving van de toegepaste regeling. Hoofdstuk 5 geeft een overzichtvan de bereikte resultaten.

SAMENVATTING EN CONCLUSIES

Op verzoek van Novem is een studie verricht om de volgende onderzoeksvragen tebeantwoorden:o Is het mogelijk een domotica regeling voor de energievoorziening van een woning te

ontwerpen die verwarming, verlichting en ventilatie integraal kan regeleno Is het mogelijk een dergelijke regeling te ontwerpen met een zolaag mogelijk eigen gebruik.Om deze vragen te kunnen beantwoorden heeft HITECHnologies een regeling ontworpen diehet mogelijk maakt ventilatie te regelen op basis van aanwezigheid van personen in een vertreken afhankelijk van de status van de woningverwarming. Door ECN is de ontworpen regelingonderzocht op de wijze van regelen in een testwoning, de bepaling van het eigen energiegebruikalsmede de mogelijke energiebesparing die een dergelijke regeling kan bewerkstelligen..

De gekozen regelstrategie en installatie (LON netwerk) maakt het mogelijk op eenvoudigemanier de verschillende aspecten in woning als verwarming, ventilatie en verlichting metelkaar te laten ‘communiceren’ en integraal te regelen.Met een gebouwsimulatiemodel is de te verwachten besparing berekend voor het gevalventilatie afhankelijk van de verwarming en dus afhankelijk van aanwezigheid wordt geregeld.

Deze berekeningen laten zien dat op jaarbasis de besparing 494 kWh kan zijn.

Door diverse technische problemen met de regeling en het plaatsen daarvan in de testwoningzijn de uiteindelijke metingen van korte duur geweest. Daardoor was het niet afdoendemogelijk de berekende besparingen te verifiëren.Het eigen energiegebruik van het huidig technisch ontwerp was met 78 kWh op jaarbasis aan dehoge kant. Dit werd enerzijds veroorzaakt doordat niet gekozen was voor optimale schakelaars(relais i.p.v. elektronische schakelaars) tussen regeling en gebruiker en anderzijds doordat devoeding van de domotica regeling in de testwoning alleen voor de te testen regeling is. Bijtoepassing van domotica in woningen zal de toegepaste voeding altijd meer domoticaregelingenomvatten.

7

1. DOMOTICA REGELINGEN

In de huidige kantoorgebouwen, zeker de grotere, is het toepassen van een Gebouw BeheersSysteem (GBS) gemeengoed. Het schakelen van de verwarming, het instellen van de gewenstetemperatuur in de kantoren en de tijdstippen waarop dat moet gebeuren, het (aflschakelen vanverlichting, het regelen van ventilatie en vele andere parameters gebeurt centraal via een GBS.Wat een GBS systeem voor kantoren is kan Domotica worden voor woningen.

Door het beschikbaar komen van geavanceerde elektronische regelingen en het steeds kleineren goedkoper worden van de elektronische componenten wordt het mogelijk ook in woningendergelijke regelingen te gaan toepassen. In het huis van de toekomst, zoals dat enkele jarengeleden werd gepresenteerd, waren al op grote schaal dergelijke regelingen aangebracht. Hetregelen van verlichting en zonwering waren aspecten die daarin sterk de aandacht trokken.Beeldtelefoons bij voordeuren spraken sterk tot de verbeelding van de mensen. Verdereontwikkelingen waren de communicatiemogelijkheden met bijvoorbeeld de supermarkt in debuurt en alarmeringsmogelijkheden naar een centraal punt.

Andere mogelijkheden zijn het op afstand besturen van de wasautomaat of wasdroger door hetdistributiebedrijf ( DSM: Demand Side Management)

1.1 Algemene beschrijving huidige domoticasystemen.

De literatuur over domotica applicaties, ook wel woonhuisautomatisering of ‘home automation’genoemd is niet groot.([ 11 t/m [7]). Een overzicht van Nederlandse projecten wordt gegeven in181. Woonhuisautomatisering betekent dat alle apparaten die in een woning aanwezig kunnenzijn voor verwarming, verlichting, aan/uitschakelen van wasdrogers, wasmachines, vaatwasserse.d. zo mogelijk centraal geregeld worden. Dat houdt in dat er de regelunit en het apparaat eenverbinding moet zijn. Omdat de meeste apparaten toch al op het 220V net zijn aangesloten zouvia deze reeds bestaande weg met het apparaat gecommuniceerd kunnen worden. Een anderemogelijkheid is draadloos met bi.jvoorbeeld infrarood, precies zoals de huidigeafstandsbedieningen voor tv’s werken, of radiografisch. Ook de bij woningen reeds aanwezigetelefoonaansluiting zou in de woning kunnen worden doorgetrokken naar alle ruimtes en viadeze weg naar de apparaten. De huishoudelijke apparatuur moet voorzien zijn van een regelingdie eventuele stuursignalen kan begrijpen en vertalen in acties. Huidige problemen zijn dat ernog onvoldoende standaardisatie bestaat tussen de verschillende systemen en tussen de diverseapparaten die in een woning aanwezig zijn. Bij de meeste van deze systemen kan met deverschillende apparaten ‘gepraat’ worden maar is er geen sprake van integraal aansturen; deapparaten kunnen ‘onderling’ niet met elkaar communiceren.Eind jaren ‘80 is door Echelon de LON-bus ontwikkeld. In dit netwerk worden apparaten, doorinbouw van een neuron chip geschikt gemaakt voor een aansluiting op het LON netwerk.. Zo’nneuron chip, die in de stekker van een apparaat ingebouwd kan worden, regelt de communicatievan het apparaat via het netwerk (dat kan b.v. het 220V net zijn) naar de centrale regelunit. Naeen eenmalige instelling met behulp van een PC zal deze centrale regelunit verder het werkdoen.

9

1.2 Keuze systeem en regeling

Dit project dient om na te gaan of integraal regelen tot de mogelijkheden behoorde en ofhiermee additionele energiebesparing te bereiken valt.Op basis van literatuur is gekozen voor het systeem van Echelon. Zoals boven reedsaangegeven, is het met dit systeem mogelijk dat verschillende apparaten met elkaar kunnen‘communiceren’. De regeling is ontworpen en gebouwd door HITECHnologies en kent 24V alsvoedingspanning.

2 . COMFORT IN WONINGEN

2.1 Algemeen

De verwarmingsinstallatie regelt voor ons de gewenste ruimtetemperaturen in het stookseizoen.Al naar gelang de installatie uitvoering kan de verwarmingsinstallatie ook gebruikt wordenvoor ons tapwater en douche water. De in de woning noodzakelijke ventilatie wordt langsnatuurlijke weg via open ramen of via mechanische weg met behulp van een ventilatorverzorgd. De temperaturen die we als aangenaam ervaren worden overdag en ‘s avonds metbehulp van de thermostaat aan de ketel doorgegeven. In de nacht, als we niet meer in dewoonkamer aanwezig zijn, wordt de temperatuur daar ter plaatse verlaagd en in onzeslaapkamer al dan niet verhoogd. Als we op reis gaan zetten we de thermosstaat lager omdatstoken in een woning waar niemand aanwezig is niet erg zinvol is. De ramen zijn dan dicht enhet mechanisch ventilatiesysteem wordt misschien in een lagere stand gezet.Ook in de zomerperiode willen we een aangename temperatuur in de woning. Hetventilatiesysteem kan ons hierbij behulpzaam zijn. Zonwering kan helpen met het verminderenvan de directe zon-instraling. Zeker bij de huidige goed geïsoleerde en kierdichte woningen isde kans op een hoge binnentemperatuur in de zomer heel groot.Bovenstaand worden een aantal tijdstippen op de dag en in het seizoen genoemd waar we actieondernemen om het comfort te regelen. Samenvattend zijn dat:o Zomerperiode0 Winterperiode5 Aan-of afwezigheid0 Dagperiodeo NachtperiodeMet de huidig verkrijgbare intelligente kamerthermostaten kunnen we alleen nog maar degewenste temperatuur ( en dan vaak alleen nog in het hoofdvertrek) regelen. Het regelen van deventilatie, als we dat al doen, vereist het instellen van een schakelaar elders in de woning.Afzetten of het verminderen van de hoeveelheid ventilatielucht gebeurt hoogstens als hetsysteem geluidsoverlast veroorzaakt met name in de nacht. Bij het overdag weggaan blijft hetsysteem in de stand zoals het stond bij aanwezigheid.

2.2 Het regelen van verwarming en ventilatie

Tijdens het stookseizoen zijn in de huidige energiezuinige woningen de ventilatieverliezen eengrote verliespost. Naar schatting 40% van de warmteverliezen verdwijnen via de ventilatieluchtnaar buiten. Toepassing van warmteterugwinning op de ventilatielucht kan deze verliezenaanmerkelijk reduceren. In het bouwbesluit is de minimale hoeveelheid ventilatielucht inwoningen voorgeschreven en bedraagt zon 150 m3/uur. Dit ondanks het feit dat er periodeskunnen zijn dat er niemand in de woning aanwezig is. Onderzoek ( in het volgende hoofdstukwordt hier nader op ingegaan) heeft aangetoond dat het regelen van de hoeveelheidventilatielucht in het stookseizoen op basis van aanwezigheid in de woning en gekoppeld aande thermosstaat instelling aanzienlijke besparingen kunnen op leveren (circa 10%) Dat betekentin de praktijk dat als de thermostaat voor de nacht op een lagere temperatuur wordt gezet ookautomatisch de ventilator voor toevoer van ventilatielucht minder lucht gaat leveren. De huidigetechniek maakt het zelfs mogeli.jk om in de nachtelijke uren in het hoofdvertrek minder teventileren en het ventilaticvoud in de dan bezette slaapkamers iets te vergroten. Kortom hetintegraal regelen van verwarming en ventilatieluchttoevoer kan extra besparingen opleveren.

1 1

Ook is het goed mogelijk gedurende afwezigheid het ventilatieniveau automatisch naar eenlager niveau te brengen.

In de zomerperiode zal de vaak aanwezige grote gebouwmassa van woningen flink kunnenopwarmen. Het openzetten van ramen stuit nog weleens op bezwaren in verband metonveiligheid. Ventilatie in de nacht kan de temperatuur van deze massa door te ventileren metde koelere buitenlucht zodanig omlaag brengen dat de gebouwmassa in de woning in deochtend lekker koel is.

1 2

3 . ONDERZOEK NAAR INTEGRALE REGELINGEN

In hoofdstuk 2 is al aangegeven dat er gedurende een jaar vele malen acties worden onder-nomen om het door ons gewenstc comfortniveau in de woning te handhaven. Deze tijdstippenzijn:o Zomerperiodeo Winterperiode0 Dagperiodeo Nachtperiodeo Aan- of afwezigheidAl deze omstandigheden en verschillende combinaties van omstandigheden stellen hun eigen

eisen aan de regeling en aan de acties die we willen ondernemen om ons comfortniveau tehandhaven op het gewenste niveau. In dit hoofdstuk zal op basis van eerder gedaan werkaangetoond worden dat met het geïntegreerd regelen van verwarming en ventilatie met eengoede regeling extra energie bespaard kan worden. Het behalen van energiebesparing doorhet regelen van verlichting valt buiten het onderzoek. Het merendeel van het elektriciteits-verbruik voor verlichting in de woning zal gebruikt worden voor het verkrijgen vansfeerverlichting en het willen regelen daarvan lijkt geen zinnige zaak. Ook het gebruik vandaglichtschakelingen valt buiten het onderzoek om dezelfde redenen. Wel zou in de gangenen andere verkeersruimtes gedacht kunnen worden aan het uitbreiden van lichtschakelingenmet een aanwezigheidssensor terwijl ook voor beveiligingsdoeleinden de eventuelebuitenverlichting aangesloten zou kunnen worden op de regelunit

3.1 Mogelijke besparingen

In [9] is onderzoek gedaan naar mogelijkheden om met bouwkundige en installatietechnischemaatregelen de EPc van een referentiewoning van 1.2 te verlagen tot 0.6. Een van deonderzochte aspecten is het regelen van ventilatiehoeveelheden. De woning was uitgerust meteen gebalanceerd ventilatiesysteem met warmteterugwinning(voor een principeschema ziefiguur 1). Dit onderzoek heeft als basis gediend voor het onderzoek in dit project.

Figuur 1: Principeschema woning met gebalanceerde ventilatie en warmteterugwinning

Als uitgangspunt voor gebruikstijden van verwarming en ventilatie was gekozen voor dewaarden die bij de EP-berekeningen gebruikelijk zijn. Het basis energiegebruik bedroeg 7 GJ.Het minimaal vereiste ventilatievoud werd vervolgens zodanig over de dag- en nachtperiodeverdeeld dat op bepaalde tijden meer geventileerd werd ( bijvoorbeeld zoals gebruikelijk tijdenshet voedsel bereiden) en in andere perioden (zowel overdag als tijdens de nachtelijke uren)minder. Middels thermische simulaties van de woning kon berekend worden dat de verliezendoor ventilatie en dus het energiegebruik met circa 10% verminderden.

Door de hoeveelheid ventilatielucht te koppelen aan de verwarming en aan aanwezigheid(‘s nachts is niemand aanwezig in het hoofdvertrek) kon dus een lager energiegebruik wordenbehaald.

14

4 . TOEGEPASTE! INTEGRALE REGELING

Door HITECHnologies is een regeling ontworpen gebaseerd op het LON netwerk met als kernde neuron chip. Figuur 2 geeft de chip in principe weer.

Figuur 2: Principeschema neuron chip

De parameters die gebruikt zijn om deze chip aan te sturen worden in figuur 3 weergegeven.

15

I 0 Z 0 0

Setp

oint

com

fort

Setp

oint

Occupcmcy

Deze woning heeft een aantal opmerkelijke bouwdetails. Het dak is zuidgeorienteerd en isopgebouwd uit foto-volt%sche cellen zowel ondoorzichtig als doorzichtig, Verder, op de foto inde rechter bovenhoek van de linkerwoning, is een zonnecollector ingebouwd. De warmte wordtgeleverd door een warmtepomp installatie. De Rc-waarde van gevels, vloeren en daken is hoog(Rc=3.5).

17

5. BEREKENING BESPARING EN EXPERIMENTEN

5.1 Berekening besparing

Allereerst is met behulp van de door REMU verstrekte bouwgegevens van de linkerwoning hetenergiegebruik van de woning bepaald. Hiertoe is de woning ingebracht in het bij ECN-DEGOaanwezige thermisch gebouwsimulatieprogramma TRNSYS 14.2.De gebruikstijden van verwarming en ventilatie zijn ontleend aan de schema’s die gehanteerdworden voor de EP-berekening voor woningen

Voor verwarming zijn deze:

Tijd Woonzone Slaapzone Slaapzone.--- . . . “.l--.--.-l_l^.-.~.lllll_ . . “..--~--l.2dgnfwk 5 dgnfwk

7tot 17 19 19 1417tot23 2 0 2 0 1 423 tot 7 1.5 10 10

Het mechanisch ventilatiesysteem kan 300 m3/uur leveren met de onderstaande verdeling:

KeukenWoonkamer 1Woonkamer 2Slaapkamers (3x)DoucheToiletWerkkamerZolderAtrium

Toevoer

757575

5025

Afvoer100

7525

100

Het ventilatievoud bij 100 m3/uur komt voor de verschillende zones (begane grond, verdiepingen zolder) neer op een luchtwisseling van 0.45 keer per uur.De 3-standen schakelaar regelt de hoeveelheid in stappen van 100 m”/uur naar 300 m3/uur. Deschakelaar bevindt zich in de keuken. In eerste instantie is in de berekening de inzet van demechanische ventilatie bepaald op dezelfde tijden als voor de verwarming gelden. Hetventilatievoud gedurende de nachtelijke uren wordt niet aangepast. In deze situatie bedraagt deberekende warmtevraag voor de woning: 5,8 GJ.Aan de REMU is verzocht de gemeten energiegebruikcijfers te verstrekken: door diverseoorzaken zijn die tijdens de loop van het project niet beschikbaar gekomen zodat eenvergelijking tussen berekende en gemeten cijfers niet mogelijk was.

5.2 Uitgevoerde simulaties

Om het effect van het verminderen van het ventilatievoud op het energiegebruik te bepalenzijn enkele simulatieberekeningcn uitgevoerd. De volgende gevallen zijn onderzocht:

19

Stookseizoen:e Vermindering ventilatievoud begane grond in de nacht tot 0.2 alsmedeVermindering ventilatievoud overdag op de slaapverdieping tot 0.2Zomerperiode0 Toepassen zomernachtventilatie (ventilatievoud 0.5)

Resultuten stookseizoenMet het aldus ingestelde ventilatievoud zijn nieuwe simulaties uitgevoerd met als resultaat een

warmtevraagvermindering van 25% tot 4.08 GJDe berekende besparing bedraagt dus 1.8 GJ op jaarbasis. Omgerekend betekent dit 50 m3

aardgas of 494 kWh.Resulaten zomerperiodeIn de zomerperiode wordt in de nachtelijke uren, en afhankelijk van de buitentemperatuur eenhoger ventilatievoud toegepast (OS). In de referentiesituatie, zonder extra ventilatie in denachtelijke uren in de zomer bedroeg het aantal uren dat het in de woning warmer was dan 25 OC.: 1800 op jaarbasis.Met behulp van extra ventilatie in de zomernacht kon de gebouwmassa door de kouderebuitenlucht temperatuur worden afgekoeld hetgeen resulteerde in een aantal uren boven de 25 ”C. van circa 200 op jaarbasis.

5.3 Uitgevoerde experimenten

In samenwerking met de REMU is op de gekozen testlocatie de door HITECHnologiesontwikkelde schakeling aangebracht. De ontworpen schakeling verving de in de bestaanderegeling aangebrachte 3-standenschakelaar. Omdat de woning uitsluitend voor demonstratiedoeleinden in gebruik was is door de REMU zorg gedragen voor het registreren vanbezoekerstijden en bezoekers aantallen. Vanwege een aantal technische problemen in dewoning konden slechts in beperkte mate metingen worden uitgevoerd.De volgende gegevens werden geregisteerd:* tijdstip meting en datum

0 ingestelde ruimtetemperatuur

0 buitentemperatuur

0 stand van de verwarming (O=uit; 1 =aan)

* stand ventilatiesysteem (stand 1 =laag; stand 2=midden; stand 3=hoog)

0 aanwezigheid van personen in de ruimte met de opnemer

Het bleek niet mogelijk te zijn om het ventilatiesysteem met toevoer naar woonkamers enslaapkamers te splitsen zodat verschillende ventilatieniveau’s op verschillende tijdenkonden worden ingesteld voor de woonzone en de slaapzone. De uiteindelijke metingen aan hetsysteem hebben zich beperkt tot de woonzones.

5.4 Resultaten metingen

Alvorens de regeling in de woning werd aangebracht heeft ECN de werking van de regelaargecontroleerd.De regeling werkte naar behoren en alle benodigde invoerpunten warenaangebracht. De werking van de meegeleverde luchtkwaliteitsensor bleek erg onstabiel te zijnen resultaten waren niet reproduceerbaarDe werking van de luchtsensor in de woning gedurende de korte meetperiode bleek zoalsverwacht: door de aanwezigheid van personen in de ruimte werd het ventilatievoud wel naareen hoger niveau geschakeld maar het gedrag van de sensor zorgde voor een zcer instabielgedrag.

20

5.5 Bepaling eigen verbruik

Tevens is door ECN het opgenomen vermogen van de regeling bepaald. In de geteste uitvoeringwas het opgenomen vermogen 78 kWh op jaarbasis. Dit werd voornamelijk veroorzaakt doordathet schakelen van de ventilatoren geschiedde met relais in plaats van met de gewensteelektronische schakelaars als triacs of thyristoren.

5.6 Samenvatting theorie en experimenten

Door ECN uitgevoerde berekeningen wijzen uit dat het regelen van het ventilatievoud op basisvan aanwezigheid van personen en op basis van stooktijden in theorie zal leiden tot een verderebesparing op het energiegebruik. Afhankelijk van de uitgangssituatie is een verdere reductievan het energiegebruik, door het verminderen van de ventilatieverliezen, mogelijk door eenregeling die verwarming en ventilatie afhankelijk van elkaar en van de aanwezigheid vanpersonen in een vertrek regelt. De experimenten die deze theorie konden onderbouwen, in eenal zeer energiezuinige woning, hebben door een aantal oorzaken nog niet het gewensteresultaat opgeleverd. Als belangrijkste oorzaken kunnen worden aangemerkt:o Technische problemen met het inbouwen van de schakeling in de testwoningo De keuze van de testwoning is voor het uitvoeren van deze experimenten niet erg optimaal

geweest (de woning wordt voor demonstratie doeleinden gebruikt.0 De gebruikte sensor was te ontstabiel tijdens beproeving0 Door bovengenoemde oorzaken was de feitelijke meetperiode te kort om betrouwbare

gegevens te verwerven

De berekende besparing van 25% op een overigens al laag energiegebruik van de gekozentestwoning is aanzienlijk te noemen, maar het eigen gebruik van de regeling is in de huidigeuitvoering nog te hoog Een verdere verbetering van de regeling zal leiden tot een daling van heteigen gebruik. Een verdere besparing kan worden bereikt indien het ventilatievoud perverdieping ( woon- en slaapetage apart) geregeld kan worden.

2 1

6.

[ll

PI

[31

[41

[51

[hl

[71

PI

c91

LITERATUUR

Domotica: Slimme elektrotechniek in huis; De woonconsument; januari 1997

Huis van de toekomst wordt eerst gestandaardiseerd; NRC Handelsblad, 22 april 1996

Leven op een digitale boerderij; Brabants dagblad; 24 maart 1995

Domotica in de lift: Regeltechniek op woningniveau; Intech; december 1995; drs. B.Uythof

Aan het einde van de leiding: Installatietechniek in de woning van 2020; De Ingenieur;februari 1997

Semi-collectief gebruik van zonnecollectoren; Installatie; nr 5; 1995

Technologie in Prospect; Vision of the Future; 1996 Philips Corporate Design

INVENIT; de energiewoning & Domotica; INVENIT 1998

Integraal ontwerp Nieuwbouwwoningen; project Ecobuilt; 1999

2 3

BIJLAGE 1: MEETPROTOCOL METINGENREMU ENERGIEBALANSWONING

Meetprotocol REMU woning Amersfoort t.b.v. Domoticaapplicatie HITECHnologies

DoelstellingIn de Energie Balans woning van de REMU wordt thans een fuzzy controller aangebrachtdie ten doel heeft de ventilatie te regelen. De uitvoering van de regeling is zodanig dat hetventilatievoud vergroot wordt als een sensor constateert dat de lucht in de woonkamer tengevolge van aanwezigheid van mensen een sterkere verversing behoeft.Anderzijds wordt de ventilatie verminderd als de zuiverheid van de lucht hiertoe aanleidinggeeft. Doelstelling van het onderzoek is na te gaan of een intelligente regeling op hetventilatiesysteem er toe zal leiden dat verdere energie kan worden bespaard door hoeveelheidventilatielucht, op momenten dat gezien de luchtkwaliteit mogelijk is, te verminderen. Dit leidttot minder warmteverliezen door ventilatielucht en tevens wordt elektriciteit bespaard doordatde ventilator minder lang draait.

1. B asissituatieDaartoe dienen gegevens te worden verzameld over het ventilatiesysteem met de intelligenteregeling. Als referentie-situatie wordt genomen de installatie zoals aangeven op debestektekeningen en tekeningen betreffende technische installatie REMU woning. Deze situatiekan als volgt worden gekarakteriseerd:Het ventilatiesysteem in de woning is een gebalanceerd ventilatiesysteem met warmteterug-winning d.m.v. een kantherm warmtewisselaar (theoretisch rendement 90%). Regeling van deventilator geschiedt middels een 3-standenschakelaar, terwijl de inschakeltijd wordt bepaalddoor een schakelklok.

2. TestlokatieDoor de REMU is in Amersfoort een blok van 2 woningen gebouwd die energieneutraalworden genoemd. De warmtevraag van de woning is zo laag dat een aansluiting op eenaardgasleiding niet nodig is. Aan de warmtevraag van de woning kan worden voldaan doortoepassing van zeer goede isolatie in het gebouw en door toepassing van een warmtepomp.Een optimale oriëntatie en toepassing van diverse andere energiebesparende maatregelencompleteren de genomen maatregelen. Een woning wordt permanent bewoond en de anderewoning wordt gebruikt als demonstratiewoning. In deze demonstratiewoning vindt hetexperiment plaats.

3.Vastleggen meetgegevens

Bij een woning wordt de warmtevraag bepaald door:1. Transmissieverliezen2. Infiltratieverliezen3. Ventilatieverliezen4. Zonbi.jdrage5. Interne warmteontwikkeling door mensen, apparatuur en verlichting6. Warmt tapwaterIn formulevorm:

25

Warmtevraag = ( 1+2+3) -( 4-1-5)

De ventilatieverliezen per tijdseenheid worden bepaald door:e massastroom lucht* Temperatuumiveau’s van de lucht (bij warmteterugwinning: het niveau van buiten-

temperatuur en ruimtetemperatuur alsmede het rendement van de warmteterugwinning)

In het experiment worden 1, 2, 4 en 5 middels modelsimulatie bepaald en 3 middels hetexperiment. Om de bereikte besparingen bij ventilatie te kunnen kwantificeren dienen al diegegevens te worden gemeten en verzameld, die deze ventilatieverliezen bepalen.

3.1 MeetgegevensBij de beproeving van de fuzzy controller in de woning dienen de volgende parameters teworden vastgesteld.

Voorafgaand aan het experiment:* Van de ventilator het opgenomen vermogen per stand van de 3-standenschakelaar alsmede

de hoeveelheid ventilatielucht per stand van de schakelaar afgeleid uit de Q-H krommee De op de schakelklok ingestelde tijden van ventilatie

Tijdens het experiment:. Temperatuur van de ruimte waar de controller is geplaatste Buitentemperatuure Hoeveelheid afgegeven warmte door de verwarmingsinstallatiee Het door de controller ingestelde ventilatievoud

De andere winst- en verliesposten van de woning worden uit de simulaties bepaald

3.2 Meetfrequentie, -nauwkeurigheden en -tijdstippenMeettijdstippenDe woning wordt als demonstratiewoning opengesteld aan bezoekers. Voor het bepalen van deenergiebesparing met intelligente regelingen op ventilatiesystemen is dit een nadeel: deurenzullen vaak open gaan en bezoekers zullen sterk van invloed zijn op de diverse posten van dewarmtebalans van de woning. Tijdens deze bezoeken is er daarom geen sprake van ongestoordemetingen. Metingen zullen continue gedurende de overeengekomen periode worden verricht enperiodes van bezoek, demonstraties e.d. die in de meetperiode plaatsvinden zullen schriftelijk ineen logboek worden vastgelegd.

Mee@ìrequentiesTijdens de meetperiodes werden de gevraagde gegevens op uurbasis te worden gemeten envastgelegd te worden

MeetnauwkeurighedenDe temperaturen en de luchthoeveelheden werden gemeten met een nauwkeurigheid vanenkele procenten ( max. 5%)

26