Projectstudie HVAC en koeling_Christophe Santermans_2010-2011.pdf

7/27/2019 Projectstudie HVAC en koeling_Christophe Santermans_2010-2011.pdf

1/111


2/111


3/111


4/111

Woord vooraf

Als laatstejaarsstudent van de richting professionele bachelor elektromechanica,

afstudeerrichting klimatisering heb ik deze scriptie geschreven waarin ik een studie doe rond

projecten in de HVAC en de koeling. Deze afstudeeropdracht is uitgevoerd in de periode vanfebruari 2011 tot mei 2011 binnen het bedrijf Cooltech N.V. te Alken.

In de eerste plaats wil ik graag iedereen bedanken die heeft meegeholpen aan de goede afloop

van deze werk-/projectstage. In het bijzonder:

Dhr. Bart Tijskens: omdat hij me de kans heeft gegeven stage te mogen lopen bij

Cooltech N.V. en de begeleiding die ik van hem kreeg.

Dhr. Stefan Jans: voor het mooie project van Bruyn Noord te introduceren bij mij

en de hulp bij het project.Dhr. Mark Jansen: voor de hulp en de software die nodig was bij het project van

koeling.

Dhr. Ludo Van Mechelen: voor het leveren van belangrijke hulp en kennis voor het project

van Bruyn Noord en het mogen gebruiken van zijn software

programma om mooie h,x-diagrammas te kunnen tekenen.

Dhr. David van den Broek: vertegenwoordiger van Menerga, om gedurende zijn verlof mij

toch wijzer te maken in de ventilatiesystemen van Menerga.

Dhr. Eric Kenis: vertegenwoordiger van Viessmann die meer uitleg is komen

geven omtrent de zonnecollectoren en de gasketel en die met

veel plezier al mijn vragen beantwoordde.

Dhr. Pascal Moons: voor de begeleiding, de hulp, het controleren op inhoudsfouten

en het bijbrengen van zijn kennis in de vele vakgebieden die ik

moest aanspreken tijdens de stage.

Dhr. Peter Vuegen: voor het aanleren van al mijn kennis binnen de koeltechnieken.

Dhr. Philippe Copermans: docent die mij veel wijzer heeft gemaakt in de

verwarmingstechnieken.

Mevr. Monique Kuhn: leerde me hoe ik een thesis moest schrijven.

Tenslotte wil ik nog graag mijn ouders bedanken voor het mogelijk maken deze studies te

kunnen aanvangen en voor de steun die ze me hebben geboden tijdens de stage.

Juni 2011

Christophe Santermans


5/111

InhoudsopgaveWoord vooraf ................................................................................................... 4

Figuren lijst ...................................................................................................... 8

Tabellen lijst ................................................................................................... 10

1 Algemene inleiding ...................................................................................... 11

2 Projectstudie over het dimensioneren van koelcellen ................................ 14

2.1 Dimensionering van koelkamers .............................................................................. 15

2.1.1 Afmetingen van de koelkamers en ligging ............................................................ 16

2.1.2 Koelvermogen berekening .................................................................................... 17

2.1.2 Condensorvermogen berekening .......................................................................... 19

2.1.3 Selectie van de Zeas buitenunit ............................................................................ 19

2.2 Controle van de berekening ...................................................................................... 23

2.3 Koelmiddelleiding ..................................................................................................... 24

2.3.1 Algemene gegevens ............................................................................................. 24

2.3.2 Koppelstukken ..................................................................................................... 24

2.3.3 Overzicht van stuklijst in Briljant ......................................................................... 26

2.4 De ruimteverdamper................................................................................................. 27

2.4.1 Algemene gegevens ............................................................................................. 27

2.4.2 Selectie van de verdamper .................................................................................... 28

2.4.2.1 Algemene selectie ......................................................................................... 28

2.4.2.2 Verdamper kiezen voor koelcellen 1 t.e.m. 4 ................................................. 29

2.4.2.3 Verdamper kiezen voor koelcellen 5 en 6 ...................................................... 30

2.5 Zeas buitenunit ......................................................................................................... 31

2.5.1 Informatie Zeas .................................................................................................... 31

2.5.2 Technische en elektrische gegevens...................................................................... 31

2.6 De EER of Energy Efficiency Ratio ......................................................................... 33

2.6.1 Algemene informatie ............................................................................................ 33

2.6.2 Verduidelijking van EER in log p,h diagram ........................................................ 33

2.6.3 Energy Efficiency Ratio uitgezet voor de Zeas buitenunit ..................................... 34

2.8 Besluit ........................................................................................................................ 35

3 Bruyn Noord ................................................................................................ 36


6/111

3.1 Algemene informatie ................................................................................................. 36

3.1.1 Plattegronden ....................................................................................................... 37

3.1.2 AutoCAD 3D tekeningen ..................................................................................... 40

3.1.2.1 Gelijkvloers 3D ............................................................................................. 40

3.1.2.2 Eerste verdieping 3D ..................................................................................... 41

3.1.2.3 Tweede verdieping 3D................................................................................... 41

3.1.2.4 Samenvoeging van de verdiepingen ............................................................... 42

3.1.3 Ligging van de werf ............................................................................................. 43

3.2 Verwarmingsinstallatie ............................................................................................. 44

3.2.1 Radiatoren ............................................................................................................ 44

3.2.1.1 Algemene informatie ..................................................................................... 44

3.2.1.2 Formules voor de berekening van de werkelijke warmteafgifte ...................... 45

3.2.1.3 Verklaring van de radiator typenummers ....................................................... 46

3.2.1.4 Radiatorselectie ............................................................................................. 46

3.2.2 Centrale condensatie gasketel met een centrale opstelling .................................... 48

3.2.2.1 Waarom centrale opstelling?.......................................................................... 48

3.2.2.2 Condensatiegasketel ...................................................................................... 49

3.2.3 Meetsysteem Synergyr ......................................................................................... 54


3.2.3.2 Type caloriemeter .......................................................................................... 54

3.2.3.3 Welke metingen gebeuren er? ........................................................................ 55

3.2.4 Zonnecollectoren met heatpipe principe ............................................................... 58


3.2.4.2 Opbouw van de collector ............................................................................... 58

3.2.4.3 Werking van heatpipe .................................................................................... 59

3.2.4.4 Koppeling aan het buffervat........................................................................... 60

3.2.4.5 Voordeel van Zonnecollectoren ..................................................................... 62

3.3 Ventilatie en Luchtbehandeling................................................................................ 63

3.3.1 De kruisstroom warmtewisselaar .......................................................................... 64

3.3.2 De tegenstroom warmtewisselaar ......................................................................... 67

3.3.3 Twee elementensysteem of twin coil .................................................................... 67

3.3.4 Het warmtewiel .................................................................................................... 68

3.3.5 Resolair systeem van Menerga ............................................................................. 71


7/111

3.4 Besluit ........................................................................................................................ 75

4 Bijkomende opdrachten .............................................................................. 76

4.1 Opstellen van onderhoudscontracten ....................................................................... 76

4.2 Maken van vragen voor test je vakkennis ............................................................ 774.3 Werken voor het magazijn ....................................................................................... 78

4.3.1 Uitwerken van uitleensysteem .............................................................................. 78

4.3.2 Opstellen van bestellijsten .................................................................................... 78

4.3.3 In elkaar steken van roosters voor aircos ............................................................. 79

4.4 Maken van warmteverlies- en koellastberekeningen ............................................... 79

Literatuurlijst ................................................................................................. 80

Bijlage ............................................................................................................. 82Bijlage I: Rapport van Daikin: Refrigeration Xpress ................................................... 83

Bijlage II: Log p,h diagram: R410a ............................................................................... 87

Bijlage III: Catalogus Radson, Integra regime 70/50/20 ............................................... 88

Bijlage IV: Radiator selectie van Bruyn Noord ............................................................. 92

Bijlage V: Test je vakkennis: vragen CV ....................................................................... 96

Bijlage VI: Bestellijst klein materiaal .......................................................................... 108

Bijlage VII: Koellast berekenblad................................................................................ 109Bijlage VIII: warmteverlies berekenblad .................................................................... 110


8/111

Figuren lijst

Fig 1: Doorsnede van het gebouw met locatie van de koelkamers en koker, Architecten,

Arch&Teco ............................................................................................................... 15

Fig 2: Plattegrond voor de koelkamer 1 t.e.m. 4, Architecten, Arch&Teco ............................ 16

Fig 3: Plattegrond voor koelkamer 5 en 6, Architecten, Arch&Teco ..................................... 16

Fig 4: Berekening van koelkamers 1 tot en met 4, HelpmanSelect, 03.2009 .......................... 17

Fig 5: Berekening van koelkamers 5 en 6, HelpmanSelect, 03.2009 ...................................... 18

Fig 6: Ingaven venster condensorunit van Zeas, Daikin, Refrigeration Xpress ...................... 19

Fig 7: Ingaven van koelvermogens per koelkamer, Daikin, Refrigeration Xpress .................. 20

Fig 8: Opstellingswijze met afmetingen voor Zeas en binnentoestellen, Daikin, Refrigeration

Xpress ....................................................................................................................... 21

Fig 9: Realistischer opstellingswijze met afmetingen voor Zeas en binnentoestellen ............. 22

Fig 10: Afmetingen en vormgeving van koppelstukken, Piping selection, Daikin ................. 25

Fig 11: Koelcel verdamper met 4 ventilatoren, Rivacold ....................................................... 27

Fig 12: Log p,h-diagram ....................................................................................................... 33

Fig 13: Grafiek Energy Efficiency Ratio voor Zeas model LRMEQ15AY1 .......................... 34

Fig 14: Blokken A, B en C, architecten: Altiplan .................................................................. 37

Fig 15: Plattegrond van blok A, gelijkvloers en 1

ste

verdieping, architecten: Altiplan ............ 38Fig 16: Plattegrond van blok A, 2de verdieping en dak met ligging zonnecollectoren,

architecten: Altiplan .................................................................................................. 39

Fig 17: Gelijkvloers met radiatoren in 3D ............................................................................. 40

Fig 18: Eerste verdieping met radiatoren in 3D ..................................................................... 41

Fig 19: Tweede verdieping met radiatoren in 3D .................................................................. 41

Fig 20: 3D tekening van de A blok, noordoostelijke gevel .................................................... 42

Fig 21: 3D tekening van blok A, zuidwestelijke gevel........................................................... 42

Fig 22: Locatie van de sociale woningen van het project Bruyn Noord, Google Maps........... 43

Fig 23: Overzicht plaatsing van de appartementsblokken, architecten: Altiplan .................... 43

Fig 24: Temperaturen die van toepassing zijn voor E50 ........................................................ 44

Fig 25: Radiator type 11, Radson .......................................................................................... 46

Fig 26: Radiator type 21 S, Radson ....................................................................................... 46




9/111

Fig 29: Voorstelling van rendement voor een condenserende gasketel, Viessmann,

condensatietechnologie, 2006 .................................................................................... 49

fig 30: Opbouw van een Vitocrossal 300, Viessmann, 2010 .................................................. 50

Fig 31: De rookgasrichting en de dubbele retour van een Vitocrossal 300, Viessmann .......... 51

fig 32: Schematische voorstelling van gasketel met 2 retours, sanitaire naverwarming en

opdeling naar schachten, architecten: Altiplan ........................................................... 52

Fig 33: Overzichtstekening van cv aftakking in schacht 1, aftakking per wooneenheid,

architecten: Altiplan .................................................................................................. 53

Fig 34: Caloriemeter van het type UH50, Landisgyr ............................................................. 54

Fig 35: Snelheidsmeting met ultrasone pulsen, http://www.acam-usa.com/Ultrasonic-Flow-

Heat-Meters.html, 16/05/2011 ................................................................................... 55

Fig 36: Detail principeschema voor de energiemeting, architecten: Altiplan ......................... 56

Fig 37: Opbouw van een zonnecollector met heatpipe principe, Vitosol 200-T, Viessmann,

05/2010 ..................................................................................................................... 58

Fig 38: Zonnecollectorkring met heatpipes, buffervaten en naverwarming, architecten:

Altiplan ..................................................................................................................... 60

fig 39: Mogelijke opstellingswijze voor de 6 zonnecollectoren van 3m ................................ 62

Fig 40: Schematische voorstelling van een Kruisstroom wisselaar 50% rendement,

Ventilatie en WTW, www.limburgsklimaatbeleid.nl ................................................. 64

Fig 41: Schematische voorstelling van een dubbele kruisstroom wisselaar 75% rendement,

Dosolair, Menergra, 2007 .......................................................................................... 64

Fig 42: Mollier diagram van een dubbele kruisstroom wisselaar, Menerga PsychrometricChart

4.0 ............................................................................................................................. 66

Fig 43: Schematische voorstelling van een tegenstroom warmtewisselaar, Werking Agpo

WTW, www.jurrenco.nl ............................................................................................ 67

Fig 44:Schematische voorstelling van een twin coil, Ventilatie en WTW,

www.limburgsklimaatbeleid.nl .................................................................................. 67

Fig 45: Schematische voorstelling van een warmtewiel, uit Energiebesparende

installatiecomponenten in de praktijk, p14, 2007 ....................................................... 68

Fig 46: Mollier diagram van een warmtewiel warmtewisselaar met regeneratieve werking,

Menerga PsychrometricChart 4.0 .............................................................................. 69

Fig 47: Resolair systeem, Menerga informatie folder ............................................................ 71

Fig 48: Werkingsprincipe Resolair........................................................................................ 72

Fig 49: Wisselwerking van de gestuurde kleppen aan de pulsieventilator kant ...................... 72

Fig 50: Mollier diagram bij gebruik van een Resolair met regeneratieve werking, Menerga

PsychrometricChart 4.0 ............................................................................................. 73Fig 51: Opmaken van onderhoudscontracten, Briljant ........................................................... 77


10/111

Tabellen lijst

Tabel 1: Vermogens van condensor en compressor voor LRMEQ15-20AY1, Daikin, technical

data ........................................................................................................................... 23

Tabel 2: Omzettingstabel voor buisdiktes, van mm naar inch ................................................ 24

Tabel 3: Afmetingen voor de koppelstukken, Piping selection, Daikin .................................. 24

Tabel 4: Offerte detail voor de montage onderdelen, Briljant Administrator ......................... 26

Tabel 5: Eigenschappen van de verdamper van Rivacold, serie RC ....................................... 28

Tabel 6: Koelvermogens van de RC325-45(ED) in functie van de ruimtetemperatuur en het

temperatuurverschil, Rivacold ................................................................................... 29

Tabel 7: Koelvermogens van de RC425-61(ED) in functie van de ruimtetemperatuur en het


Tabel 8: Koelvermogens van de RDF23503 (ED) in functie van de ruimtetemperatuur en het


Tabel 9: Technische en elektrische gegevens van Zeas LRMEQ15AY1, Daikin ................... 32

Tabel 10: Energy Efficiency Ratio voor Zeas model LRMEQ15AY1 ................................... 34

Tabel 11: Selectie via aangepaste Excel versie, Radson ........................................................ 47

Tabel 12: Mollier bewerkingen bij de dubbele kruisstroom wisselaar, Menerga

PsychrometricChart 4.0 ............................................................................................. 65

Tabel 13: Mollier bewerkingen bij warmtewiel, Menerga PsychrometricChart 4.0 ................ 70

Tabel 14: Mollier bewerkingen bij de Resolair, Menerga PsychrometricChart 4.0 ................ 74


11/111

1 Algemene inleiding

Ik heb de kans gekregen om bij Cooltech N.V. mijn stage te lopen. Cooltech is een bedrijf dat

opgericht werd in 1993. In 1999 werden ze Superdealer van Daikin. Verder werd er in

2005 de award Limburgs jonge ondernemer van het jaar gewonnen. Het bedrijf heeft ookeen reeks belangrijke certificaten binnengehaald zoals: in 2007 de certificaten ISO9001 en

VCA**, in 2008 werd Cooltech het eerste gecertificeerd koeltechnisch bedrijf van Belgi en

in 2010 werd de certificatie van VCA Petrochemie behaald. Het bedrijf is nog steeds aan het

uitbreiden en het groeien, zo zijn ze pas begonnen aan de bouwwerken van een nieuw

magazijn en zullen er ook nog verbouwingen plaatsvinden. Cooltech N.V. bestaat uit

verschillende vakgebieden zo is er: Climate solutions, Cooling solutions en Service solutions.


12/111

12

Tijdens mijn stage bij Cooltech N.V. kwam ik met de verschillende afdelingen van het bedrijf

in contact. Mijn hulp werd gevraagd op vele plaatsen binnen het bedrijf waar ze goed hulp

konden gebruiken. Zo heb ik leren:

- selecteren van koeltechnische onderdelen voor koelinstallaties en warmtepomp/airco

systemen;

- lezen van grote plannen zoals die van Bruyn Noord;

- depannages uitvoeren aan koelcellen zoals: de verwarmingsweerstand vervangen, de

ventilatorsnelheid controleren en het vervangen van de ventilatormotor;

- onderhoud uitvoeren op aircos en condensors;

- verschillende materialen kennen bij sorteerwerken in het magazijn;

- onderhoudscontracten opstellen;

- technische gerichte vragen maken voor test je vakkennis;

- opstellen van Excel-bestanden voor het bijhouden van stockartikelen voor het

magazijn.

Verder in deze bundel zal ik dieper ingaan op twee projecten, n project valt onder de

afdeling koeling, het andere project onder de HVAC-afdeling.

Tijdens het zoeken naar een goed eindwerkproject kwam ik terecht op de afdeling koeling. Ze

waren hier net een calculatie aan het uitvoeren voor een mogelijk project. Al is het niet zeker

dat Cooltech N.V. zal instaan voor het realiseren van het project toch moet er natuurlijk altijd

een offerte aangemaakt worden.

Het project bestaat uit 6 koelkamers. De koelkamers zullen ingebouwd worden in de

nieuwbouw van kantoorgebouwen en laboratoria in Sint-Denijs-Westrem te Gent. Hiervan zalik bespreken hoe de koelvermogens berekend worden ook al is van het project echter niet

geweten wat er juist zal opgeslagen worden in de koelcellen. Ik zal dus van een

veronderstelling moeten vertrekken. Als we gegevens hebben over de vermogens kan ik dan

de verdamper en de buitenunit: Zeas, van Daikin gaan selecteren.

Op deze manier heb ik kunnen leren welk voorbereidend werk er gepaard gaat met het

opstellen van een offerte.

Voor het project van HVAC kwam de vraag voor het selecteren van radiatoren voor een groot

complex genaamd Bruyn Noord. Het ging om een 1000-tal radiatoren die geplaatst gaan

worden in de nieuwe sociale appartementen in Neder-Over-Heembeek te Brussel. In dit

project zijn er 12 appartementsblokken en een polyvalente zaal verwerkt. Dit alles is goed

voor een 200 woningen.

Eerst werden de 200 woningen opgedeeld in verschillende types waardoor ik voor 31 types de

radiatoren moest selecteren. Hierdoor werd het eenvoudiger om een goed overzicht te houden.

Voor ieder type waren: de plaatsen van de radiatoren, de warmteverliezen van de ruimtes en

de gewenste temperaturen reeds gekend. Een studiebureau had deze waarden al berekend en

aangeduid op het plan. Cooltech N.V. die onder andere instaat voor de radiatoren kan op deze

manier nog kiezen tussen de verschillende merken en types radiatoren die op de markt zijn.


13/111

13

Tijdens deze selectie van radiatoren en het bestuderen van de plannen groeide mijn interesse

in dit project en ben ik mij dan ook verder gaan verdiepen in de verschillende HVAC-

toepassingen die er gebruikt worden.

Zo wordt er gebruik gemaakt van een vernieuwde versie van een gemeenschappelijk

stooklokaal. Vernieuwd omdat ze nu zeer nauwkeurige energiemetingen kunnen uitvoeren om

het energieverbruik per wooneenheid te registreren. Deze metingen gebeuren aan de hand van

het energiemeetsysteem van Synergyr.

Anderzijds gebeurt er een voorverwarming van het sanitair warmwater met behulp van

vacumbuiscollectoren die werken met het heatpipe-principe.

Al de woningen worden eveneens geventileerd met behulp van een centraal opgestelde

balansventilatie. De ventilatie heeft een zeer hoog rendement, zelfs zo hoog dat het niet

noodzakelijk is om een verwarmings- of bevochtigingsbatterij te plaatsen.

Om een nog beter inzicht te krijgen in de plannen en om te controleren of de selectie van

radiatoren goed gebeurd was heb ik mijn vaardigheden en kennis van AutoCAD gebruikt om

een 3D-tekening te maken van n van de appartementsblokken. Vermits het tekenen enorm

veel tijd in beslag neemt maar leidt tot een mooi resultaat heb ik besloten de A-blok te

tekenen. Deze appartementsblokopbouw komt namelijk 4 keer voor in het project. Zo zijn de

blokken A, D, G en K op dezelfde manier opgebouwd.


14/111

14

2 Projectstudie over het dimensioneren van koelcellen

In dit hoofdstuk zal ik de stappen doorlopen die er gebeuren bij een dimensionering van een

koelinstallatie. Het project dat ik heb bestudeerd omvat een koelinstallatie die bestaat uit 6

koelkamers. De realisatie gebeurt misschien door Cooltech, maar vooraleer we kunnenspreken over een order wordt er een offerte gemaakt. Wanneer Cooltech de realisatie mag

uitvoeren wordt deze offerte een order. Tijdens de periode dat ik aan dit project werkte was de

offerte nog niet omgezet naar een order. Dit kan echter een lange tijd in beslag nemen doordat

het gebouw nog geplaatst moest worden. Desalniettemin is er een studie of dimensionering

nodig bij het opstellen van de offerte.

Het project vindt zijn plaats in de nieuwbouw van kantoorgebouwen en laboratoria in Sint-

Denijs-Westrem te Gent. Door onvoldoende gegevens over wat er juist zal opgeslagen worden

in de koelcellen zal ik moeten vertrekken van een veronderstelling.Zo zal ik er van uitgaan dat:

- de maximum inslaghoeveelheid ongeveer 700 kg bedraagt;

- het product op een temperatuur van 2C bewaard wordt;

- het product de koelcel ingaat met een temperatuur die 2C hoger ligt dan de opslag-

temperatuur dus 4C.

Als we gegevens hebben over de vermogens kan ik dan de verdamper van Rivacold en de

buitenunit Zeas van Daikin gaan selecteren. Ik zal eveneens van beide een deel van de

technische eigenschappen overlopen en uitleg geven over hoe ik tot deze selectie ben

gekomen.

Tot slot zal ik bespreken met welke efficintie de Zeas buitenunit theoretisch zou werken en

dit vergelijken bij de verschillende mogelijke werkingstemperaturen en buitentemperaturen.


15/111

15

2.1 Dimensionering van koelkamers

Om koelkamers te dimensioneren moeten we een berekening maken van het koelvermogen

dat nodig zal zijn om de inhoud te kunnen koelen en koel te houden. Het vermogen is

voornamelijk afhankelijk van de grote van de koelkamer, het inslagvolume, de temperatuurvan het in te slaan product en de tijd die men het product wil geven om af te koelen. Dit is te

berekenen met een programma van Helpman.

Voor dit project bestaande uit 6 koelkamers zullen we met twee berekeningen de cellen

kunnen dimensioneren. De koelkamers 1, 2, 3 en 4 die gelegen zijn op de verdiepingen

hebben namelijk alle 4 dezelfde afmetingen en hetzelfde toepassingsgebied. De koelkamers 5

en 6 die in de kelder van het gebouw gelegen zijn hebben ook weer beide dezelfde afmeting

maar verschillen wel qua afmetingen van de vier andere cellen. Voor de koeltechnische

aansluitingen kunnen we gebruik maken van een nabij gelegen schacht aangeduid in het rood.

Fig 1: Doorsnede van het gebouw met locatie van de koelkamers en koker, Architecten, Arch&Teco

Om de berekening van het koelvermogen te maken geven we volgende gegevens in, in het

selectieprogramma van Helpman:

- ruimtetemperatuur op 2C;

- normale ventilatieverliezen;

- 16 uur draaitijd;

- de grootte van de koelkamer: de lengte, breedte en hoogte;

- isolatie van de cel: 6 cm polystyreen, met bijkomende vloerisolatie eveneens 6 cm

polystyreen;

- met een inslaghoeveelheid van 700 kg met een temperatuur van 4C;

- de ingeslagen hoeveelheid moet in vijf uur de gewenste temperatuur bekomen.


16/111

16

2.1.1 Afmetingen van de koelkamers en ligging

Fig 2: Plattegrond voor de koelkamer 1 t.e.m. 4, Architecten, Arch&Teco

Fig 3: Plattegrond voor koelkamer 5 en 6, Architecten, Arch&Teco


17/111

17

2.1.2 Koelvermogen berekening

Fig 4: Berekening van koelkamers 1 tot en met 4, HelpmanSelect, 03.2009

Via een berekeningsprogramma van HelpmanSelect kunnen we de koelvermogens berekenen.

Omdat we niet exact weten waarvoor de koelkamers zullen gebruikt worden zullen we er van

uitgaan dat:

- er maximum een inslaghoeveelheid is van 700 kg;

- de producten die er in opgeslagen zullen worden een temperatuur nodig hebben van 2C;

- de intredetemperatuur 2 graden hoger ligt dan de bewaartemperatuur dus 4C;

- het product 5 uur de tijd krijgt om 2C te bereiken.


18/111

18

Uit de gegevens die we van de plattegronden kunnen halen, weten we de gewenste afmetingen

van de koelkamer. Ook wordt de cel volledig gesoleerd dus ook de vloer met 6 cm

polystyreen. Als we al de gegevens hebben ingevuld wordt er een rapport van opgemaakt

zoals fig. 4 en 5 weergeven.

Via deze berekening bekomen we een koelervermogen van 4,5 kW voor de koelkamers 1 tot

en met 4. Dit is het vermogen dat de verdamper moet kunnen koelen. De condensor kan

geselecteerd worden als het volledig koelvermogen gekend is, dus moet er eerst nog het

vermogen van de koelkamers 5 en 6 berekend worden. Deze berekening gebeurt op dezelfde

manier als voor de koelkamers 1 t.e.m. 4.

Fig 5: Berekening van koelkamers 5 en 6, HelpmanSelect, 03.2009

Voor deze koelkamers 5 en 6 bekomen we een koelervermogen van 3,9 kW. Ook hier is dithet vermogen van de verdamper.


19/111

19

2.1.2 Condensorvermogen berekening

Het condensorvermogen kunnen we nu bepalen door de som te maken van al de

verdampervermogens. Vermits de condensor gekoppeld zal worden aan al de koelcellen

bestaat het condensorvermogen uit vier keer het koelvermogen van 4,5kW (voor de cellen 1tot en met 4) en twee keer het koelvermogen van 3,9kW (voor de koelcellen 5 en 6). Als we

deze berekening maken bekomen we:

kW

We kunnen nu met deze waarde de catalogus van Daikin afgaan maar de selectie kan ook

eenvoudiger gebeuren door het selectieprogramma van Daikin Refrigeration Xpress. Dit

programma heeft het voordeel dat de leidingdiameters voor het koelmiddel en de grootte vande T- splitsingen ook worden berekend. We hoeven enkel een paar gegevens op te sommen

van de buitengroep en de koelvermogens per koelkamer, het programma doet de rest, achteraf

kunnen we best nog eens een controle uitvoeren.

2.1.3 Selectie van de Zeas buitenunit

Fig 6: Ingaven venster condensorunit van Zeas, Daikin, Refrigeration Xpress


20/111

20

De toestellen worden gebruikt voor medium temperaturen en moeten niet in staat zijn te

verwarmen, ze moeten dus niet aan binnenunits gekoppeld worden voor verwarming, enkel

aan de verdampers. de buitenunit wordt op het dak gemonteerd en heeft een hoogteverschil

van 25,5 m met de onderste unit. Als we voor het buitentoestel al de waardes hebben

ingevuld, kunnen we koelkamers toevoegen.

Fig 7: Ingaven van koelvermogens per koelkamer, Daikin, Refrigeration Xpress

Nadat al de koelkamers met hun bijhorend koelvermogen zijn ingevuld zal het programma

een voorstel doen van welk type Zeas-buitenunit het best gebruikt kan worden. in dit geval

zou een LRMEQ15AY1 volstaan. Hierna kunnen we naar het leidingschema gaan kijken, hier

staan de leidingdiktes en de groottes van de T- stukken op vermeld. Er wordt nog gevraagd

naar de afmetingen van de leidingen. Als deze leidinglengtes zijn ingegeven, berekent het

programma de hoeveelheid koelmiddel dat op de installatie moet, om theoretisch goed te

kunnen werken. Fig. 8 op de volgende pagina toont de leidinglengtes. We kunnen de lengtes

aanpassen in het programma door te klikken op de leiding.


21/111

21

Fig 8: Opstellingswijze met afmetingen voor Zeas en binnentoestellen, Daikin, Refrigeration Xpress

Nadat we de leidinglengtes hebben gedefinieerd zal het programma een stuklijst maken en een

schatting doen van de hoeveelheid koelmiddel. Op deze installatie zou dus ongeveer 10,5kg

koelmiddel moeten komen voor een goede werking.

We kunnen de vorm van het leidingschema veranderen maar de mogelijkheden zijn beperkt.

Het programma kan wel het leidingschema omzetten naar een AutoCAD-tekening waar alle

veranderingen wel mogelijk zijn. Ook het bedradingsschema kan opgevraagd worden maar

hier moet niks aan veranderd worden. In het laatste tabblad Reports kunnen we de

berekeningen en gegevens omzetten naar een Word-document en de leidingschemas naar

AutoCAD. Voor het volledige Rapport dat het programma maakt zie bijlage I.

Op volgende pagina wordt een meer realistischer opstellingswijze weergegeven. Deze is

aangepast in AutoCAD.


22/111

22

Fig 9: Realistischer opstellingswijze met afmetingen voor Zeas en binnentoestellen


23/111

23

2.2 Controle van de berekening

De berekeningen die het Refrigeration Xpress programma heeft uitgevoerd worden best nog

eens gecontroleerd via de documentatie die voor de Zeas van toepassing is, hier dus de

LRMEQ15-20AY1. In deze tabellen vinden we de waardes terug die de groep kan leveren bijverschillende temperaturen. Ook de leidinglengtes met de daarbij horende verliezen zijn er

terug te vinden.

De Amb. staat voor de maximum omgevingstemperatuur waaraan de condensor wordt

blootgesteld. Als we een celtemperatuur willen bekomen van 2C zal de verdampings-

temperatuur ongeveer -8C bedragen. Hiervoor kiezen we dus de meer nadelige situatie van

-10C. De kolommen van Q geven het koelvermogen weer en de kolommen van W geven het

elektrisch opgenomen vermogen van de compressor. We zien hier dat het koelvermogen daalt

en het opgenomen elektrisch vermogen stijgt als de buitentemperatuur stijgt. In de grafiek

zien we een lineair verloop van het opbrengstverlies in functie van de buislengte.

Tabel 1: Vermogens van condensor en compressor voor LRMEQ15-20AY1, Daikin, technical data

In bovenstaande grafiek van LRMEQ15AY1 (met rode aanduiding) zien we dat er voor een

leiding met een lengte van 53m, 8% vermogensverlies optreedt. Dus zullen we het vermogen

dat de condensor kan leveren moeten vermenigvuldigen met 92% om een realistischer

vermogen te bekomen waar er rekening is gehouden met het vermogensverlies ten gevolge

van de leidinglengtes. Als we de berekening doen op deze manier dan bekomen we een

werkelijk koelvermogen van .Vermits er 25,8kW koelvermogen nodig is voor de koelkamers is dit dus ruim voldoende.


24/111

24

2.3 Koelmiddelleiding

2.3.1 Algemene gegevens

Het Daikin selectieprogramma geeft de leidingdiktes in mm, dit is niet zo handig want debuisdiktes van koper worden meestal weergegeven in inch. Na wat ervaring is de omzetting

simpel te maken maar voor iemand met weinig ervaring is een omzettingstabel zoals de

onderstaande handig en snel in gebruik.

Tabel 2: Omzettingstabel voor buisdiktes, van mm naar inch

2.3.2 Koppelstukken

Een koppelstuk wordt gebruikt wanneer we een opsplitsing moeten maken om naar meerdere

koelcellen te gaan. De overgang moet gebeuren voor zowel de gas- als de vloeistofleiding.

Maar de koppelstukken zullen andere afmetingen hebben. De gasleiding, waar de druk laag is

zal een grotere diameter hebben. De vloeistofleiding, waar de druk hoog is, zal een kleinere

diameter hebben. In dit project zijn er 3 verschillende maten van koppelstukken. Namelijk de

20T7, 64T7 en de 75T7. In volgende tabel zien we de afmetingen waaraan de koppelstukken

zullen voldoen. De afmetingen zijn zoals de buisdiktes weergegeven in mm.

Tabel 3: Afmetingen voor de koppelstukken, Piping selection, Daikin

Omzetting van mm naar inch

afmeting [mm] afmeting [inch]

6,4 1/4

9,5 3/8

12,7 1/2

15,9 5/8

19,1 3/4

22,2 7/8

28,6 1 1/8

34,9 1 3/8


25/111

25

De verbindingen zien er hetzelfde uit voor ieder van de verbindingsstukken. Het enige dat

verandert zijn de buisdiameters. Op onderstaande tekeningen zijn de afmetingen voor het

verbindingsstuk KHRQ22M20T7 weergegeven.

Fig 10: Afmetingen en vormgeving van koppelstukken, Piping selection, Daikin


26/111

26

2.3.3 Overzicht van stuklijst in Briljant

In de onderstaande tabel vinden we een overzicht van de aangemaakte stuklijst van

onderdelen die nodig zullen zijn bij het plaatsen van de installatie. In de lijst moeten de

artikelnummers opgezocht worden per onderdeel. Daarna moet er alleen nog maaraangegeven worden hoeveel we van dit artikel nodig hebben en er wordt een prijs berekend.

De lijst omvat alleen artikelen die nodig zijn voor de montage van de koelcelconstructie. De

verdampers en Zeas-buitenunit worden ingevuld in een andere lijst.

Tabel 4: Offerte detail voor de montage onderdelen, Briljant Administrator


27/111

27

2.4 De ruimteverdamper

2.4.1 Algemene gegevens

Er zijn verschillende fabrikanten die verdampers produceren voor koelen vriesinstallaties.Cooltech maakt gebruik van de verdampers van Rivacold. Om een verdamper te selecteren

moeten we rekening houden met het koelvermogen en de koelmiddelsoort. Ook het

temperatuursverschil dat over de verdamper zal plaatsvinden zal een grote rol spelen in een

goede selectie. Dit temperatuursverschil tussen in- en uitgang van de verdamper wordt

gekozen op 7C. Standaard staat in de catalogus van Rivacold een T van 10C, het nominaal

koelvermogen dat ze weergeven in de catalogus is dus ook bepaald met dit temperatuurs-

verschil. Wanneer we werken met een kleiner temperatuursverschil zullen de artikelen die in

de koelcel gestockeerd worden minder snel uitdrogen.

Als we de ruimte op 2C willen houden en we doen dit met een T van 10C, dan zal de

verdampingstemperatuur zakken tot -8C. Als we dezelfde ruimtetemperatuur willen maar we

doen dit nu met een T van 7C zal de verdampingstemperatuur maar zakken tot -5C.

Dit verlaagde temperatuursverschil heeft wel het nadeel dat de verdamper een minder grote

hoeveelheid warmte kan opnemen en dus voor hetzelfde vermogen te kunnen koelen groter

moet zijn. Dit zijn de voornaamste factoren waarmee rekening moet gehouden worden als we

een verdamper gaan selecteren.

Fig 11: Koelcel verdamper met 4 ventilatoren, Rivacold


28/111

28

2.4.2 Selectie van de verdamper

2.4.2.1 Algemene selectie

Tabel 5: Eigenschappen van de verdamper van Rivacold, serie RC

Voor het selecteren van een verdamper zoeken we de eigenschappen op van de verdamper en

vergelijken we vooral het koelvermogen. Dit koelvermogen moet namelijk hoger zijn dan

4,5kW om de koelcellen 1 tot en met 4 op temperatuur te kunnen brengen. Als we kijken bij

de serie RC van Rivacold bekomen we twee mogelijkheden die hoger liggen dan 4,5kW. Op

het eerste zicht zullen we toekomen met de verdamper met nummer 325-45. Of de versie met

elektrische ontdooiing 325-45ED, vermits deze verdamper een koelvermogen heeft van

4,96kW. Links in de tabel zien we dat het koelvermogen wordt weergegeven voor eenceltemperatuur van 2C, dit komt dus overeen met wat we berekend hebben. Het

temperatuurverschil is hier echter 10C. Vermits we rekening houden met 7C zullen we een

aangepast koelvermogen bekomen.

Verder in de catalogus vinden we de verschillende types en de koelvermogens voor

verschillende temperaturen en temperatuurverschillen.


29/111

29

2.4.2.2 Verdamper kiezen voor koelcellen 1 t.e.m. 4

Tabel 6: Koelvermogens van de RC325-45(ED) in functie van de ruimtetemperatuur en het temperatuurverschil, Rivacold

Nu we de dimensioneringscondities hebben gecontroleerd op de verdamper zien we dat het

vermogen onvoldoende groot is. De verdamper levert geen 4,96kW meer, maar amper

3,53kW. We zullen dus een grotere verdamper moeten zoeken, misschien voldoet de volgendein het rijtje wel.

De 425-61(ED) levert bij T van 10C en celtemperatuur van 2C een koelvermogen van

6,87kW. Als we voor deze verdamper weer de koelvermogens per temperaturen opzoeken

bekomen we de volgende tabel.

Tabel 7: Koelvermogens van de RC425-61(ED) in functie van de ruimtetemperatuur en het temperatuurverschil, Rivacold

Deze verdamper kan dus wel het gedimensioneerde vermogen leveren.

Uit de tabel 5 halen we dat het luchtdebiet dat de verdamper verplaatst 2890m/h bedraagt ende verdamper een luchtworp heeft van 7m. de verdamper heeft vier ventilators elk met een

diameter van 250mm. De motor voor de aandrijving van de ventilatoren trekt een stroom van

1,8A en neemt een vermogen op van 260W. Als we een verdamper kiezen met elektrische

ontdooiing (ED) dan zal deze ontdooiing een vermogen verbruiken van 2,7kW.


30/111

30

2.4.2.3 Verdamper kiezen voor koelcellen 5 en 6

Voor de verdampers van de koelcellen 5 en 6 kunnen we dezelfde verdamper kiezen als de

bovenstaande of we zoeken een beter aansluitend koelvermogen op de dimensionering. De

serie RDF 23503 (ED) levert een koelvermogen van 3,94kW bij de dimensionerings-

temperaturen.

Tabel 8: Koelvermogens van de RDF23503 (ED) in functie van de ruimtetemperatuur en het temperatuurverschil, Rivacold


31/111

31

2.5 Zeas buitenunit

2.5.1 Informatie Zeas

De buitenunit van Zeas bestaat hoofdzakelijk uit de condensor en de compressor. De unitmaakt gebruik van de VRV (Variable Refrigerant Volume) technologie. De hoeveelheid

koelmiddel die dus circuleert is bepalend voor het vermogen dat gevraagd wordt. Verder

wordt er gebruik gemaakt van n frequentiegestuurde scrollcompressor. Bij een stijgend

vermogen worden er aan de unit condensors toegevoegd maar er is altijd maar n frequentie-

gestuurde bij. Op deze manier is het vermogen dat de compressoren moeten leveren goed

regelbaar en is het toch niet te duur.

De unit produceert 42 dB(A) op een afstand van 10m van de unit. De Zeas heeft dus een

redelijk stille werking.

We hebben in de dimensionering en selectie al eens gesproken over het typenummer van de

Zeas namelijk het volgende nummer: LRMEQ15AY1. Maar waar staat dat nummer nu voor?

Iedere letter en ieder cijfer heeft zijn uitleg:

- L: lage temperatuur airconditioner

- R: buitenunit

- M: gemiddeld temperatuurgebruik (dus niet voor vriestoepassingen)

- E: frequentiegestuurde compressor

- Q: koelmiddelsoort R 410a

- 15: vermogen indicatie uitgedrukt in hp1, dus 15 hp

- A: design categorie

- Y1: voedingsspanning, 3-fasig 380-415V op 50Hz

2.5.2 Technische en elektrische gegevens

Meer technische gegevens zijn terug te vinden op de volgende pagina.

Zo heeft de LRMEQ15AY1 drie compressoren (waarvan 1 frequentiegestuurd). De unit kan

werken bij buitentemperaturen die variren van -15C tot +43C en heeft een massa van

355kg. Als de unit opstart kan het startstromen trekken van 89A en nominaal ligt hetstroomverbruik rond de 37,7A tot 20,8A afhankelijk of de voedingsspanning 380V, 400V of

415V bedraagt.

Het vermogen dat we terugvinden, is het vermogen dat geleverd wordt onder

standaardcondities. Dit houdt in: een verdampingstemperatuur van -10C en 32C buitenlucht

temperatuur. Voor vermogens bij andere temperaturen zie tabel 1: vermogens van condensor

en compressor voor LRMEQ15-20AY1.

1hp: horse power of paardenkracht


32/111

32

Tabel 9: Technische en elektrische gegevens van Zeas LRMEQ15AY1, Daikin


33/111

33

2.6 De EER of Energy Efficiency Ratio

2.6.1 Algemene informatie

Iedere airco of koelunit werkt met een bepaalde efficintie. Hoe hoger het EER getal is, hoeenergiezuiniger het toestel is. We kunnen de EER van een koelunit vergelijken met een COP

(Cofficint Of Performance) van een warmtepomp. Alleen dat de COP de verhouding geeft

tussen de warmte die we gebruiken voor verwarming (het vermogen van de condensor) en de

elektrische energie (energie die de compressor gebruikt).

Bij een koelunit willen we niet de warmte, maar we willen net koelen dus gebruiken we hier

het vermogen van de verdamper in de plaats van het condensorvermogen. Vermits het

condensorvermogen gelijk is aan de som van het verdampervermogen en het compressor-

vermogen zal een COP altijd hoger liggen dan een EER. We berekenen de EER op devolgende eenvoudige manier:

EER =

2.6.2 Verduidelijking van EER in log p,h diagram

We kunnen dit ook voorstellen in een log p,h-diagram. Wanneer de energie die nodig is voor

het comprimeren klein is en de energie die we opnemen bij het verdampen groot is zal de

EER een hoge waarde hebben. Onderstaande grafiek geeft deze zones weer in een eenvoudig

log p,h diagram. De h staat voor de enthalpie, dit is de hoeveelheid warmte per kg koelmiddel

dat er kan opgenomen worden en wordt uitgedrukt in kJ/kg. De log p is de logaritmische

schaalverdeling voor de druk van het koelmiddel en wordt uitgedrukt in bar.

Fig 12: Log p,h-diagram

Voor het log p,h-diagram van R 410a zie bijlage II.


34/111

34

2.6.3 Energy Efficiency Ratio uitgezet voor de Zeas buitenunit

Vermits de EER sterk afhankelijk is van de condensatie- en de verdampingstemperatuur heb

ik voor de reeds eerder vertoonde vermogenstabel van de Zeas (tabel 1) de EER waarde

berekend.

De meeste compressoren werken op elektriciteit. Het opwekken en het transporteren van

elektriciteit heeft een niet zo goed rendement, er is namelijk primair gezien 2,4 eenheden gas

of andere primaire energie nodig om 1 eenheid elektriciteit op te wekken. De omzetting

gebeurt dus maar aan een rendement van 42%. Als we dus economisch willen koelen moet

de EER hoger liggen dan 2,4. Als dit niet zo is kost het primair gezien meer energie om via

een elektrische compressor te werken ten opzichte van een gas gestookte compressor.

In volgende tabel zijn de Energy Efficiency Ratio waardes berekend en de waardes boven

deze 2,4 zijn aangeduid in het groen. Bij deze temperaturen is de installatie efficint aan het

werken. De gele zones zijn een overgangsgebied en de rode zones zijn de waardes waar de

waarde te laag is geworden om efficint met stroom te werken.

Tabel 10: Energy Efficiency Ratio voor Zeas model LRMEQ15AY1

Fig 13: Grafiek Energy Efficiency Ratio voor Zeas model LRMEQ15AY1

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

4,50

5,00

20 25 30 35 40 45

EER[

/]

Buitentemperatuur [C]

105

0

-5

-10

-15

-20

EER ifv de buitentemperatuur voor de


35/111

35

2.8 Besluit

Ook al weten we niet exact waarvoor de koelkamers gebruikt zullen worden, is de kans zeer

groot dat ze een voldoende groot koelvermogen hebben. De koelcellen kunnen later nog altijd

op andere waarden afgesteld worden.

Ze zijn op dit moment gedimensioneerd om een temperatuur van 2C te behalen als er 700 kg

verse goederen in geplaatst worden. De verdampers zijn op dit gedimensioneerde vermogen

afgesteld en werken best met een temperatuursverschil van 7C om uitdroging te

verminderen.

De buitenunit zal in veel omstandigheden werken met een EER van 3,46 vermits de

buitentemperatuur niet zeer vaak boven de 20C komt.

Via deze projectstudie heb ik kunnen leren welk voorbereidend werk er gepaard gaat met het

opstellen van een offerte.


36/111

36

3 Bruyn Noord

3.1 Algemene informatie

Het nieuwe sociale appartementencomplex in Neder-Over-Heembeek te Brussel bestaat uit

12 appartementsblokken en een polyvalente ruimte, wat goed is voor een 200 woningen. De

appartementen worden uitgerust met radiatoren die werken op een regime van 70/50. Deze

radiatoren worden gevoed door een leidingnet dat verwarmd wordt in een centrale stookplaats

die gelegen is op het dak. De ketel die zorgt voor deze verwarming is een condenserende

gasketel waarvan het rendement zeer hoog moet zijn. De ketel zal een aanvoertemperatuur

van 80C kunnen bereiken in de winter en heeft een modulerende werking. De

vertrektemperatuur zal dus variren ten opzichte van de buitentemperatuur en de

warmtevraag.

Ieder dak van een appartementenblok is eveneens uitgerust met zonnecollectoren die zullen

zorgen voor een voorverwarming van het sanitair warmwater.

Voor de ventilatie zal er gebruik gemaakt worden van een balansventilatie die werkt met een

zeer hoog rendement. De installatie moet warmte en vocht kunnen recupereren en dit met een

rendement dat zelfs zo hoog is dat we geen verwarmingsbatterij of bevochtigingsbatterij

moeten voorzien.


37/111

37

3.1.1 Plattegronden

Voor de dimensionering en selectie van de radiatoren moet ik beschikken over plattegronden.

Zonder deze zou het niet mogelijk geweest zijn rekening te houden met de beste optie bij het

selecteren. Er moet rekening gehouden worden met de afmetingen van de muren, de hoogtewaar een raam begint, de elektrische punten die al getekend waren zoals lichtschakelaars en

vooral stopcontacten. Omdat het sociale appartementsblokken zijn worden sommige

appartementen ook speciaal uitgerust voor rolstoelgebruikers. Hierdoor moest er extra

rekening gehouden worden met de dikte van de radiators. De rolstoelgebruiker moet altijd in

staat blijven zich vrij in de woning te bewegen. Als de radiator dan te dik is, zou dit voor

problemen kunnen zorgen.

Door de vele verschillende blokken en de verdiepingen was het in het begin moeilijk om te

navigeren tussen deze vele plattegronden om zo op zoek te gaan naar het typenummer van het

appartement.

Fig 14: Blokken A, B en C, architecten: Altiplan

Blok A heeft 2 verdiepingen boven het gelijkvloers. De blokken B en C hebben 3

verdiepingen boven het gelijkvloers. Voor deze A blok heb ik al de verdiepingen uitgetekend

in 3D.


38/111

38

Fig 15: Plattegrond van blok A, gelijkvloers en 1ste verdieping, architecten: Altiplan

De bovenstaande figuren zijn detailtekeningen voor de A-blok en werden gemaakt door de

architecten van Altiplan. Deze plannen betreffen het gelijkvloers en de eerste verdieping. Dit

zijn appartementen die eerder rijwoningen zijn vermits ze in de woonkamer een trap hebben

naar de bovenliggende verdieping.

Deze wooneenheden vallen onder het type 1 in de opdeling van de appartementen, de

geselecteerde radiatoren voor deze verdiepingen zijn terug te vinden in de bijlage IV:

Radiatorselectie van Bruyn Noord.


39/111

39

Fig 16: Plattegrond van blok A, 2de verdieping en dak met ligging zonnecollectoren, architecten: Altiplan

De 2de verdieping bestaat uit 4 verschillende types van appartementsblokken. Bovenaan te

beginnen bij type 2, daar onder type 3, 4 en helemaal onderaan type 5. De geselecteerde

radiatoren voor deze verdiepingen zijn eveneens terug te vinden in de bijlage IV:

Radiatorselectie van Bruyn Noord.


40/111

40

3.1.2 AutoCAD 3D tekeningen

Door de kennis die ik op school heb opgedaan tijdens de lessen van AutoCAD was ik in staat

om een 3D tekening te vormen van dit project. Het maakt het mogelijk om ieder systeem

hierin uit te werken alvorens men dit op de werf moet doen en het oogt mooi als totaal plaatje.

Door de plattegronden om te zetten naar een 3D tekening is voor mij een beter inzicht

gekomen in het ontwerp en heb ik beter een plannen leren lezen omdat alle informatie uit het

plan moest komen. De eerste keren dat ik geconfronteerd werd met de plattegronden was het

een chaotisch werk om mijn weg te vinden. Beetje bij beetje werd dit heel vanzelfsprekend.

3.1.2.1 Gelijkvloers 3D

Fig 17: Gelijkvloers met radiatoren in 3D

Over het algemeen wordt deze gelijkvloerse verdieping gesoleerd met 20cm gexpandeerd

polystyreen. Tussen de woningen onderling wordt gebruik gemaakt van polyurethaan van 3

cm dik. Rotswol wordt ook af en toe gebruikt en is dan 18cm dik.


41/111

41

3.1.2.2 Eerste verdieping 3D

Fig 18: Eerste verdieping met radiatoren in 3D

3.1.2.3 Tweede verdieping 3D

Fig 19: Tweede verdieping met radiatoren in 3D


42/111

42

3.1.2.4 Samenvoeging van de verdiepingen

Fig 20: 3D tekening van de A blok, noordoostelijke gevel

We zien bovenaan op het dak de technische ruimte die altijd toegankelijk is voor technisch

personeel, vermits men geen toegang moet krijgen van de bewoners. De technische ruimte

heeft nog een tweede deur, deze is nodig voor mogelijk onderhoud aan de zonnecollectoren en

onderhoud aan het groendak.

Dit groendak2

zorgt voor een extra isolatie, een buffering van regenwater, minder

oververhitting in de zomer en akoestische isolatie.

Fig 21: 3D tekening van blok A, zuidwestelijke gevel

2Groendak: Dak dat beplant wordt, dit kunnen vetplanten, grassen of struiken zijn.


43/111

43

3.1.3 Ligging van de werf

Fig 22: Locatie van de sociale woningen van het project Bruyn Noord, Google Maps

Fig 23: Overzicht plaatsing van de appartementsblokken, architecten: Altiplan

De blokken A,D,G en K zijn volgens de dezelfde principes opgebouwd en bestaan uit

dezelfde types van wooneenheden. Op dezelfde manier lijken de blokken B,E en H op elkaar

alleen dat de H-blok nog een commercile ruimte bevat. C, F en J zijn eveneens opgebouwd

uit dezelfde types. Uitzonderingen zijn de blokken L, M en de polyvalente zaal.


44/111

44

3.2 Verwarmingsinstallatie

3.2.1 Radiatoren

Hiermee is het project voor mij begonnen. Ik stond in voor de selectie van de radiatoren vandit grote nieuwe complex. Met enkel mijn ervaring uit school begon ik ijverig aan een taak die

veel tijd in beslag ging nemen, dacht ik toch op het eerste zicht.

Er werd een bundel papieren gegeven aan mij waar iedere conditie opstond waarmee de

radiatoren geselecteerd konden worden.

Zo waren er warmteafgiftetabellen voor de regimes:

- 70/50/18

- 70/50/20

- 70/50/22- 70/50/24

Wanneer heel de selectie op papier moest plaatsvinden zou het veel meer tijd in beslag

genomen hebben. De oplossing die ik gekozen heb wordt verduidelijkt in dit hoofdstuk.

3.2.1.1 Algemene informatie

Vroeger werkten radiatoren op een regime van 90/70/20 dit wil zeggen: een

aanvoertemperatuur van 90C een retourtemperatuur van 70C en dit bij een

omgevingstemperatuur van 20C. De gemiddelde temperatuur in de radiator bedroeg dan een

80C. Hier was dus spraken van een E60 want: T (80-20).

Tegenwoordig maakt men gebruik van lagere temperaturen om te verwarmen er wordt nu

gebruik gemaakt van de E50 dit komt neer op een regime 75/65/20.

Fig 24: Temperaturen die van toepassing zijn voor E50


45/111

45

3.2.1.2 Formules voor de berekening van de werkelijke warmteafgifte

De radiatoren gaan echter niet altijd onder deze E60 of E50 genormaliseerde omstandigheden

werken. Ze gaan dus bij lagere of hogere temperaturen een andere warmtehoeveelheid

afgeven. Om te berekenen hoeveel een radiator werkelijk afgeeft gebruiken we de volgende

formule:

: Werkelijke warmteafgifte [W]: Correctiefactor om rekening te houden met de werkelijke omgevings- en

watertemperaturen

: Correctiefactor om rekening te houden met de werkelijke opstelling: Genormaliseerde warmteafgifte [W]

De correctiefactor om rekening te houden met de werkelijke water- en

omgevingstemperaturen, f1 kunnen we opzoeken in een tabel voor alle mogelijke

combinaties. Maar we kunnen de f1 ook berekenen, dit gebeurt door volgende 2 formules:

f1 =

: Logaritmisch temperatuurverschil tussen de gemiddelde watertemperatuur en deomgevingstemperatuur [K]

: Cofficint eigen aan verwarmingslichaam - kan variren tussen 1,2 en 1,34 voorradiatoren. Gemiddeld genomen is deze 1,3

49,83: Als we de genormaliseerde waarde ingeven (75/65/20) in de 2de formule dan zal m

deze waarde aannemen. Voor een regime 90/70/20 was deze waarde 59,44

: Ingaande watertemperatuur [C]

: Uitgaande watertemperatuur [C]: Omgevingstemperatuur [C]

De werkelijke warmteafgifte komt overeen met warmteverliezen van die ruimte. Er gebeurt

minder warmteafgifte bij 70/50/22 dan bij 75/65/20.


46/111

46

3.2.1.3 Verklaring van de radiator typenummers

Het eerst cijfer staat voor het aantal ribben waar het verwarmingswater door zal stromen. Het

tweede cijfer staat voor het aantal lamellen, deze zorgen voor een grotere oppervlakte wat zal

zorgen dat er meer warmte aan de omgeving kan overgedragen worden.

Naargelang het type nummer stijgt zal er meer warmte geleverd kunnen worden bij dezelfde

afmetingen van de radiator (alleen de dikte zal toenemen).

Fig 25: Radiator type 11, Radson

Fig 26: Radiator type 21 S, Radson



3.2.1.4 Radiatorselectie

Met deze gegevens kunnen we dan een geschikte radiator zoeken. Er zijn verschillende

mogelijkheden maar we moeten letten op volgende zaken:

- de afmetingen mogen niet te groot zijn zodat de radiator nog geplaatst kan worden;

- de hoogte die nodig is onder- en bovenaan de radiator om luchtcirculatie mogelijk te

maken, dus niet alleen de hoogte van de radiator zelf;

- mogelijke stopcontacten en andere voorzieningen die weergegeven zijn op het plan.


47/111

47

Op de website van Radson kan men verschillende versies vinden voor het selecteren van hun

radiatoren. Zo is er in pdf-formaat een catalogus die voor alle groottes en types de E50-

waarde en een richtprijs weergeeft. Om deze file goed te kunnen gebruiken moeten we zelf

onze warmteverliezen omrekenen naar de E50-waarde ( ) dit zou echter voor 1000radiatoren een enorme tijd in beslag nemen. Op hun website staat eveneens een Excel-filewaar de omrekening al gedaan wordt. Om de werkelijke warmteafgifte van de radiatoren te

bekomen hoeven we alleen in de file het volgende in te vullen:

- de aanvoertemperatuur;

- de retourtemperatuur;

- de ruimtetemperatuur.

Om de selectie nog sneller te doen verlopen heb ik aan deze Excel-file een paar aanpassingen

gedaan: - mogelijkheid tot het invullen van het warmteverlies;

- de positieve tolerantie waarmee we willen werken (voor de meeste 50W)

- via een voorwaardelijke opmaak

3

lichten alle radiatoren op in het groen diebinnen het bereik liggen. De opmaak wordt niet toegepast op de rijen waar het

E50 vermogen wordt weergegeven, om verwarring te vermijden.

Via deze Excel file ging het selecteren zeer vlot.

Tabel 11: Selectie via aangepaste Excel versie, Radson

3Voorwaardelijke opmaak: een toepassing in Excel waarmee we een kleur kunnen geven aan cellen die voldoen

aan de opgegeven voorwaarden


48/111

48

3.2.2 Centrale condensatie gasketel met een centrale opstelling

3.2.2.1 Waarom centrale opstelling?

Er wordt meer en meer bij nieuwbouw appartementcomplexen teruggegrepen naar hetprincipe van een verwarmingsinstallatie met een centrale opstelling. Dit komt doordat men

strengere regels toepast op de isolatiewaarde van gebouwen. Zo moet een nieuwbouw nu

voldoen aan een K45 en een E-peil hebben van 80 als de melding gedaan wordt of de

stedenbouwkundige vergunning aangevraagd wordt vanaf 1 januari 2010 (Vlaamse Codex,

Energieprestatie van gebouwen, Art.9.1.11.). De woning moet dus meer luchtdicht gemaakt

worden en dit laat het niet meer toe om gebruik te maken van ketels met een open

verbrandingskamer.

Het principe van een verwarmingsinstallatie die centraal opgesteld werd in appartementen,

werd vroeger al toegepast. Door de toenmalige onduidelijke individuele energieafrekening

werd het systeem niet meer gewenst. Hedendaagse bewoners wensen namelijk een duidelijke

en individuele afrekening voor hun energie- en waterverbruik. Om deze afrekening te kunnen

bekomen moet er gebruik gemaakt worden van een energiemeetsysteem, dit zal verder

toegelicht worden in het volgende hoofdstuk: 3.2.3.

Een centrale stookplaats heeft ook nog de voordelen dat ze makkelijk toegankelijk is voor het

technisch personeel en dat het goedkoper is in plaatsing en uitbating. In de meeste

hedendaagse gezinnen gaan beide partners samen uit werken. Dit bemoeilijkt het onderhoud

en de mogelijke herstellingen die uitgevoerd dienen te worden tijdens de normale werkuren.

Doordat we het vermogen van een centraal opgestelde ketel kleiner kunnen dimensioneren

dan de som van de kleine ketels per appartement, zal er minder aardgas verbruikt worden en

minder CO2 emissie plaatsvinden.

Door al deze voordelen zijn de centrale verwarmingssystemen met een centrale opstelling

voor appartementsgebouwen terug meer en meer in gebruik genomen.

De stookplaats wordt verbonden met twee horizontale kanalen boven op het dak. Dithorizontaal kanaal staat in verbinding met de verticale schachten. Ter hoogte van iedere

wooneenheid zal een aftakking voorzien zijn in de schacht. Aan het begin van ieder

wooncomplex staat in de schacht een moderne energiemeter.


49/111

49

3.2.2.2 Condensatiegasketel

Bij een condensatieketel zal de temperatuur maar oplopen tot de temperatuur die nodig is om

de warmtebehoefte te kunnen dekken. Op deze manier moet de ketel niet continu tot hoge

temperaturen opwarmen. Dit beperkt sterk de stilstandsverliezen van de ketel.

Doordat we de rookgassen gaan afkoelen met het retourverwarmingswater kunnen we op veel

momenten de condensatietemperatuur van de waterdamp in de rookgassen bereiken. Wanneer

de ketel op zijn maximum temperatuur moet werken zal het niet meer mogelijk zijn deze

condensatietemperatuur te bekomen. Bij een stochiometrische verbranding4 van aardgas, ligt

het condensatiepunt op 57C. Wanneer de retourtemperatuur hoger ligt dan deze waarde zal er

niet gecondenseerd kunnen worden. Naargelang de buitentemperatuur zal de ketel zijn

aanvoer en dus ook retour laten variren. De gasketel zal voor meer dan 90% kunnen

condenseren, enkel in de zeer koude periode zal het niet mogelijk zijn.

De condensatiegasketel die we voor de A-blok in Bruyn Noord gaan gebruiken moet een

vermogen kunnen leveren van 80kW. De Vitocrossal 300 uit het gamma van Viessmann kan

dit vermogen leveren en heeft een hoog rendement. Zo bedraagt het rendement zonder

condensatie 98% ten opzichte van de onderwaarde5. Wanneer we de waterdamp kunnen laten

condenseren kunnen we met deze ketel nog eens 11% latente warmte winnen. Zo bekomen we

een rendement ten opzichte van de onderwaarde van 109%. Het rendement ten opzichte van

de bovenwaarde6

bedraagt dan 98,2%.

Fig 29: Voorstelling van rendement voor een condenserende gasketel, Viessmann, condensatietechnologie, 2006

De oranjegele halve bol onderaan de figuur stelt de matrix-brander voor. De wolken zijn het

waterdampgehalte in de verbrandingslucht dat nog niet gecondenseerd is. Wanneer ze

condenseren en dus waterdruppels vormen, koelen ze af en geven bij het condenseren warmte

af.

4Stochiometrische verbranding: alle verbrandingstoffen zijn er net genoeg zo bekomen we bij verbranding van

CH4 het volgende: CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O5

Onderwaarde: de energie die een brandstof bezit zonder rekening te houden met de latente warmte die in dewaterdamp zit na verbranding.

6Bovenwaarde: de hoeveelheid energie die de brandstof bezit rekening houdend met de latente warmte


50/111

50

fig 30: Opbouw van een Vitocrossal 300, Viessmann, 2010

In bovenstaande figuur zien we de opbouw van een Vitocrossal 300. De warmtewisselaar die

opgebouwd is uit roestvast staal zal de rookgassen afkoelen. Het retourwater van de

verwarming zal onderaan deze warmtewisselaar binnenstromen en bovenaan verlaat het

opgewarmde CV-water terug de ketel.

Het gecondenseerde water uit de rookgassen wordt opgevangen en afgevoerd na neutralisatie.

Bij het condenseren kunnen er zuren gevormd worden zoals koolzuur en salpeterzuur. Het

materiaal waaruit de warmtewisselaar is opgebouwd moet tegen deze zuren bestand zijn. Om

deze reden wordt er gebruik gemaakt van roestvast staal. Dit materiaal is goed bestand tegende chemische inwerking en ondervindt geen schade van water.


51/111

51

Fig 31: De rookgasrichting en de dubbele retour van een Vitocrossal 300, Viessmann

In bovenstaande figuur zien we de weg die de rookgassen moeten afleggen in de ketel. Doorde rookgassen naar beneden te brengen zal het condensatiewater ook naar beneden gaan en

dus zeker niet terechtkomen in de branderkamer. De warmtewisselaar waar de rookgassen en

het verwarmingswater kruisen heeft een geribbelde vormgeving. Door deze vorm wordt de

contactoppervlakte vergroot en is er continue beweging in de stroming. Door het gladde

oppervlak van het materiaal van de warmtewisselaar loopt het condenswater ook vlot weg en

heeft dit een zelfreinigend effect.

Sommige ketels hebben een dubbele retouraansluiting zoals weergegeven op de boven-

staande figuur. Een dubbele retour heeft een groot voordeel wanneer we een systeem hebben

waarbij we twee verschillende verwarmingssystemen gebruiken. Zoals wanneer we gebruik

maken van een combinatie van radiatoren met vloerverwarming of betonkernactivering7. De

vloerverwarming/ BKA zal een koudere retourtemperatuur hebben. De bovenste retour is de

retour met het warmste water, dit zorgt voor een afkoeling van de rookgassen maar is

misschien onvoldoende om condensatie te bekomen. De tweede retour is het retourwater met

de laagste temperatuur en zal de reeds afgekoelde rookgassen verder afkoelen.

In het systeem van Bruyn Noord is er echter geen sprake van vloerverwarming of een andere

verwarming op lagere temperatuur. Al de radiatoren zullen werken op dezelfde temperaturen.

Hierdoor verschillen de meningen over het al dan niet nuttig zijn van twee retours. Dit

systeem heeft een meerprijs ten opzichte van een ketel met maar n retouraansluiting en er is

mogelijk niet genoeg voordeel bij om deze meerprijs te bekostigen.

7

Betonkernactivering: bij dit systeem zal een watervoerend leidingnet verwerkt zitten in de betondallen. Hetwerkt op lage temperaturen om te verwarmen en kan ook koelen. Dit wordt toegepastvoor temperatuursstabilisatie in kantoorgebouwen.


52/111

52

fig 32: Schematische voorstelling van gasketel met 2 retours, sanitaire naverwarming en opdeling naar schachten, architecten:

Altiplan


53/111

53

Op de vorige pagina zien we op figuur 32 de schematische opstelling van de ketel. We zien

hier eveneens de twee retourleidingen naar de ketel waar er discussie over bestaat. De ketel

staat ook in voor de naverwarming van het sanitair warmwater, de zonnecollectoren zullen het

sanitair water eerst voorverwarmen meer hierover in het hoofdstuk 3.2.4: zonnecollectoren

met heatpipe principe.

Nog op dezelfde figuur is duidelijk hoe men de aftakking maakt naar de schachten. In de A-

blok zijn er vijf verticale schachten. Iedere schacht zal zijn pomp hebben die het gewenste

debiet levert. Na de aftakking zal iedere schacht een overeenkomstige verdeling hebben zoals

hieronder weergegeven.

Fig 33: Overzichtstekening van cv aftakking in schacht 1, aftakking per wooneenheid, architecten: Altiplan

De pomp voor de splitsing van de schachten levert voldoende opvoerhoogte en debiet om alle

radiatoren die aangesloten worden na de schacht te voorzien van genoeg verwarmingswater.


54/111

54

3.2.3 Meetsysteem Synergyr


We zullen een energiemeting uitvoeren op 3 verschillende toepassingen. Zo zal er gemetenworden hoeveel energiewinst de zonnecollectoren opleveren. Een andere meter zal registreren

hoeveel energie de condensatie gasketel heeft moeten steken in het naverwarmen van het

sanitair warmwater.

Een laatste toepassing van deze meter is het registeren en bewaren van de verbruiksgegevens

van de bewoner. De meting voldoet aan de eisen om er een officile energiefactuur mee op te

stellen.

Al de meters zullen in verbinding staan via een gebouwenbus en zullen via deze bus

gegevens doorsturen naar een gebouwcentrale. Deze slaat de verschillende gegevens op en

bewaart ze.

De caloriemeter wordt weergegeven op verschillende plannen. Het symbool voor de

caloriemeter is het volgende:

3.2.3.2 Type caloriemeter

Fig 34: Caloriemeter van het type UH50, Landisgyr

De caloriemeter type UH50 zal gebruikt worden voor het meten en loggen van de gegevens

voor de collectieve verwarming van sanitair water, de zonne-installatie en het verbruik per

woning. We kunnen de plaats van type UH50 terugvinden op fig 32 (de meter voor de

collectieve verwarming) en op fig 39(zonne-installatie) en in de schachten zie fig 33.


55/111

55

3.2.3.3 Welke metingen gebeuren er?

Om de hoeveelheid energie te kunnen berekenen moeten er een aantal metingen plaatsvinden,

namelijk de volgende:

- temperatuur van het toevoer verwarmingswater;

- temperatuur van het retour verwarmingswater;

- de snelheid waarmee het water door de leiding stroomt

Om de temperatuursmeting uit te voeren zal er gebruik gemaakt worden van platina

weerstanden. Dit kan de Pt100 of de Pt500 zijn. Een platina weerstand zal een bepaalde

weerstandswaarde hebben bij een temperatuur van 0C. Voor de Pt100 zal dit 100 zijn.

Voor de Pt500 zal dit 500. Naargelang de temperatuur stijgt zal de weerstand van de

Pt100/500 ook gaan stijgen.

Door de weerstandswaarde kunnen we via berekeningen de temperatuur bekomen, en het

temperatuursverschil tussen het ingaande - en uitgaande verwarmingswater duidt gedeeltelijk

op de hoeveelheid energie die afgegeven werd in de woning. Om de juiste hoeveelheid

energie te bekomen moeten we het debiet kennen dat door de leiding werd verplaatst. De

snelheid waarmee het water zich verplaatst is een indicatie van het debiet. Deze snelheid kan

op verschillende manieren gemeten worden. De toestellen die gebruikt zullen worden meten

deze snelheid zonder bewegende delen te gebruiken. Er zal dus nagenoeg geen slijtage

optreden door dit ontbreken van bewegende delen. Men gebruikt in de plaats hiervan

ultrasone geluidsgolven.

In de meetbuis die gentegreerd is in het toestel zal een ultrasone puls uitgezonden worden. Er

zal op een tweede plaats in de buis een ontvanger zitten. Deze ontvanger is ook in staat om

een ultrasone puls te genereren dan zal de eerste zender werken als ontvanger. Doordat beide

niet loodrecht ten opzichte van elkaar liggen zal de ene puls met de stromingsrichting

meegevoerd worden. De andere puls zal tegen de stromingsrichting in moeten. Het toestel zal

de tijd meten tussen zenden en ontvangen. De twee pulsen zullen dit doen met een

tijdsverschil dat zeer klein is. De tijdsmeting moet dus nauwkeurig en zeer snel gebeuren.

Door het tijdsverschil te meten kan de meter de snelheid van het verwarmingswater

berekenen. Met de diameter die gekend is per toestel is het dan mogelijk het debiet te bepalen.

Fig 35: Snelheidsmeting met ultrasone pulsen, http://www.acam-usa.com/Ultrasonic-Flow-Heat-Meters.html, 16/05/2011


56/111

56

Het debiet kan uitgedrukt worden in m/s maar ook in kg/s. Het temperatuursverschil tussen

aanvoer en retour zullen we uitdrukken in K. Om met deze waardes het afgegeven vermogen

te kunnen berekenen hebben we nog n gegeven nodig, namelijk de soortelijke

warmtecapaciteit8

van het water.

= de afgegeven hoeveelheid warmte per seconde in [J/s]

= het massadebiet uitgedrukt in [kg/s]

= het temperatuursverschil tussen aanvoer en retour in [K]

= soortelijke warmtecapaciteit [J/kg.K]

Om te weten hoeveel warmte er per seconde is afgegeven zal de vorige formule omgevormd

worden tot de volgende

Vermits 1 J/s = 1 W

Als we hierbij nog eens de tijd vermenigvuldigen weten we hoe groot het verbruik is

uitgedrukt in kWh. Deze waarde wordt weergegeven op de display.

Fig 36: Detail principeschema voor de energiemeting, architecten: Altiplan

8

Soortelijke warmtecapaciteit: de hoeveelheid warmte [J] die moet toegevoegd worden om 1kg op te warmenmet 1K en wordt uitgedrukt in J/kg.K. dezelfde warmte komt vrij als we de 1kg afkoelen met 1K.Voor water van 60C = 4185 J/kg.K.


57/111

57

De energiemeter stuurt gegevens door naar een interface. Deze zal een gemotoriseerde kraan

aansturen die het debiet zal regelen afhankelijk van de ruimtethermostaat. Verder zal de

interface de gegevens doorsturen via een buskoppeling naar de gebouwcentrale waar ze

opgeslagen worden.

Er zal ook een telling gebeuren van het warmwaterverbruik en ook deze zal opgeslagen

worden in de gebouwcentrale.

Door het uitvoeren van deze metingen kan men met een hoge nauwkeurigheid het verbruik

weergeven per wooneenheid. Om te vermijden dat de waardes verloren gaan door

stroomuitval zal er een noodbatterij aanwezig zijn.


58/111

58

3.2.4 Zonnecollectoren met heatpipe principe


Zonnecollectoren zullen zorgen voor de voorverwarming van sanitair warmwater, doordat dezonnewarmte wordt opgenomen en getransporteerd naar buffervaten. De manier waarop een

zonnecollector deze warmte opneemt en weer afgeeft verschilt van type. Zo zijn er

hoofdzakelijk: vlakkeplaatcollectoren, direct doorstroomde vacumbuizen en heatpipes.

Wanneer we met een installatie zitten waar we een hoog rendement en een grote

bedrijfszekerheid nodig hebben is een systeem met heatpipes een zeer goede keuze. Deze

hebben namelijk een zeer hoog rendement waardoor we met een relatief kleine oppervlakte

een groot vermogen kunnen opwekken. De collectoren die werken volgens het heatpipe

principe zullen ook meer warmte kunnen opnemen in de winter en kunnen ook beter tegen

hoge temperaturen. Dit is nodig als er in de zomer zeer weinig warmwater zou verbruikt

worden.

3.2.4.2 Opbouw van de collector

Fig 37: Opbouw van een zonnecollector met heatpipe principe, Vitosol 200-T, Viessmann, 05/2010

De collector bestaat hoofdzakelijk uit twee hoofdcomponenten namelijk de vacumbuis en de

warmtewisselaar. Beide zijn op hun beurt nog eens onderverdeeld in belangrijke onderdelen.Zo zal de vacumbuis bestaan uit:

- glazen buis

- vacum

- absorberoppervlakte

- koperen buis

- warmtedragend fludum


59/111

59

De glazen buis zal gemaakt worden van ijzerarm glas, dit voorkomt gedeeltelijk de

opwarming van het glas en vermindert de reflectie van de invallende lichtstralen. Om de buis

te isoleren zullen we gebruik maken van vacum. Een gebrek aan een warmtegeleidend

medium is een zeer goede isolator. Vermits we bij vacum zo goed als geen medium meer in

de buis laten isoleert het zeer goed. Hierdoor zal het ook mogelijk zijn in de winter nog

sanitairwater voor te verwarmen.

Het absorberoppervlakte is gemaakt van een materiaal dat zeer goed de zonnestralen opvangt

en snel opwarmt. Het heeft een golvend relif zodat de oppervlakte vergroot wordt. Dit

absorberoppervlak is bevestigd aan een koperen buis. Koper geleidt zeer goed warmte dus de

opgenomen warmte door de absorber wordt goed overgedragen naar het fludum dat zich in

de koperen buis bevindt. Dit fludum kan gedistilleerd water zijn dat in een kleine hoeveelheid

aanwezig is. Door de kleine hoeveelheid kan het geen kwaad als het bevriest want het heeft

plaats genoeg om uit te zetten.

Verder bestaat de warmtewisselaar eveneens uit verschillende onderdelen:

- Warmtewisselaar

- Isolatie

- Glycolwater9 mengsel

De warmtewisselaar omsluit de aansluiting van de vacumbuis in het bovenste punt waar er

condensatie zal optreden. Doorheen deze wisselaar zal een glycolwater mengsel stromen. De

koudste temperatuur zal beneden stromen, het warmere mengsel zal bovenaan nog meer

warmte opnemen. De warmtewisselaar wordt goed gesoleerd zodat zoveel mogelijk warmte

behouden blijft.

3.2.4.3 Werking van heatpipe

Zonnestralen zullen invallen op de glazen buis en worden geabsorbeerd door het absorber -

oppervlakte. In de absorber wordt de warmte van de zonnestralen opgenomen en

getransporteerd naar de koperen buis. Hierin zit een warmtedragend medium dat snel zal

verdampen. Het verdampte medium zal stijgen en in de koppeling zijn warmte afgeven in de

warmtewisselaar. Het zal bij het afgeven van de warmte condenseren en in de buis naar

beneden lopen, hierbij wordt er weer warmte opgenomen en verdampt het weer.

Om de reden dat de dampen moeten kunnen stijgen en de vloeistof naar beneden moet lopen,

moeten we de buizen hellend monteren.

De buiscollectoren kan men afzonderlijk verdraaien zodat we een goede hoek kunnen

bekomen van de absorber ten opzichte van de zon voor een zo hoog mogelijke opbrengst.

9Glycolwater: Het is een mengsel van ethyleen glycol (HOCH2CH2OH) en water, 30 % ethyleen glycol en 70 %

water bevriest op min 15C


60/111

60

3.2.4.4 Koppeling aan het buffervat

De collectoren zullen gekoppeld worden aan twee buffervaten van elk 1000 liter. Deze vaten

zullen op hun beurt in verbinding staan met de naverwarmingsvat van 500 liter. De koppeling

tussen de vaten gebeurd in Tichelmann.

Fig 38: Zonnecollectorkring met heatpipes, buffervaten en naverwarming, architecten: Altiplan


61/111

61

Om ervoor te zorgen dat beide kringen hetzelfde debiet krijgen zit er een regelventiel voor

iedere kring. Zo zal iedere collector even zwaar belast worden.

Doordat het glycolwater nogal wat kan uitzetten bij het stijgen van de temperatuur zullen we

een expansievat moeten plaatsen in de kring. het membraam in het vat kan echter niet tegen

hoge temperaturen. Wanneer het blootgesteld wordt aan temperaturen boven de 70C zal het

membraam zeer snel verslijten. Vooral bij stilstand zal deze temperatuur hoog kunnen

worden. Om het expansievat te beschermen tegen te hoge temperaturen zullen we er een

voorschakelvat voor plaatsen. Dit voorschakelvat zal het warmtemedium afkoelen en dit kan

op verschillende manieren gebeuren, maar het werkt zoals een radiator.

In stilstand, dus wanneer er geen warmwatervraag is en de boilers op temperatuur zijn, kan

het glycolwater mengsel sterk in temperatuur opwarmen. Wanneer het 170C heeft bereikt,

bestaat er gevaar voor de ontbinding van de glycol wat kan zorgen voor het dichtslibben van

het systeem. Om het gevaar van het ontbinden te beperken moeten we het systeem goed

ontluchten alvorens het in gebruik te stellen.

We zullen de collectoren verbinden met twee buffervaten of boilers van elk 1000 liter. Om

efficint en gelijkmatig gebruik te maken van het volledige buffervermogen zu

Projectstudie HVAC en koeling_Christophe Santermans_2010-2011.pdf

Documents

Transcript of Projectstudie HVAC en koeling_Christophe Santermans_2010-2011.pdf