Klimaatbeheersingsinstallaties ontwerpen (KLIC)

a.. Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 gerstprijs, echter zonder de nadelen van gerst en met een calorische waarde die ongeveer 20% hoger ligt dan die van de meeste andere biomassabrandstoffen. Gerst en tarwe Gerst en tarwe worden gezien als 'moeilijke' brandstoffen. Het verschil met hout- pellets is groot. Er dient rekening te worden gehouden met meer asvorming. Pas op: er mag niet te veel vocht in het graan zitten, omdat de verbranding dan moeilijker wordt. Een ander nadeel is de calorische waarde van graan die onge- veer 20% lager ligt dan die van andere brandstoffen. Grasbrok Grasbrok is een brandstof die goed brandt. De rookontwikkeling en asvorming zijn echter fors (9%). De calorische waarde is weliswaar iets lager dan houtpe- lets, maar zeker acceptabel. Strobrok Strobrok is een uitstekende brandstof. Bij de verbranding komt weinig rook vrij. De prijs is zeer laag. Het nadeel is dat er zeer veel asontwikkeling is (> 11%). Strobrok kan dan ook gezien worden als een alternatieve brandstof, voor degene die echt goedkoop wil stoken. Het werk dat het met zich meebrengt is navenant, de asia moet dan ook een- tot tweemaal per dag geleegd worden. 4.12.4 WARMTEOPWEKKING We kunnen de navolgende soorten van warmteopwekking onderscheiden. ELEKTRISCH Meestal wordt een elektrische verwarming gekozen in situaties waar slechts een gering vermogen nodig is. De kosten van het aansluiten op een andere manier, bijvoorbeeld op het centrale verwarmingssysteem of gasleiding zijn van dien aard dat dit niet haalbaar is. Vaak is ook het geringe aantal gebruiksuren een argument om voor deze elektrische optie te kiezen.7363_040 Figuur 80 Open elektrisch verwarmingselement De elektrische verwarming bestaat in verschillende vormen. Een open elektrische element, zie figuur 80 voor inbouw in packaged units en splittype en window - 80-

a.Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 airconditioners of inbouw in kleinere luchtkanalen en in luchtbehandelingkasten. Bij toepassing in ruimten maakt men gebruik van een gesloten type, zoals een ribbenbuiskachel of met water- of oliegevulde radiatoren. Wellicht ten overvloede vermelden we dat het verwarmen met elektrische energie aanzienlijk duurder dan warmteopwekking middels aardgas. WARM WATER Binnen de woningbouw en utiliteit komen dit soort verwarmingssystemen het meest voor, Bij standaardinstallaties wordt gebruikgemaakt van water 80/60. Bij gebouwen voor 1990 zijn de installaties vaak nog uitgelegd op 90/70. On- derstaand figuur laat zien hoe de warmteproductie geschiedt met een eigen verwarmingsketel. 90DC radIator r .. aanveer- I I leidlng I :. retourleldtnq Jketel I lODe Figuur 81 Circulatieschema warmwaterinstallatie Objecten die gebruikmaken van bodemopslag, aquifair en/of warmtepomp ontwerpen de installaties meestal op een lagere temperatuur, namelijk tus- sen 60 en 40° een en ander afhankelijk van de wijze van verwarmen. Meestal moet naast de warmtepomp toch nog een aanvullende warmteopwekking (80/60) komen op bijvoorbeeld aardgas voor de bereiding van warmwater c.q. als aanvulling van de nominale capaciteit. (piekbelasting). Door middel van een mengregeling wordt de aanvoer naar het systeem aangepast. Bij luchtbehandelinginstallaties wordt voor het voor- of naverwarmen van instal- laties door een luchtverhitter (batterij) gevoerd, zie figuur 82. •..7363_040 Figuur 82 Warmwaterluchtverhitter - 81 -

aReed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 Het nadeel van warm water is, dat het per kg vloeistof eigenlijk een geringe warmte-inhoud bezit. Ais bijvoorbeeld 1 kg warm water met een temperatuur van 90°C een processtof opwarmt en daarbij tot 70°C afkoelt, is de hoeveel- heid afgegeven warmte: Q = 1 kg x 4,2 kJ/kg x (90 - 70) °C = 84 kJ. Dat is in vergelijking met 1 kg stoom zeer weinig. Bij stoom komt de verdampingswarmte erbij. Stoom met een temperatuur van bijvoorbeeld 100°C heeft een warmte- inhoud van circa 2670 kJ. HEETWATER Hierbij is het mogelijk watertemperaturen te maken tussen 160-110°. Door het systeem op maximaal 0,5 bar overdruk te houden, worden kookverschijnselen vermeden. Binnen de utiliteitsbouw kom je dergelijke systemen niet meer tegen. Toepassing eigenlijk nog in geringe mate in de industrie. Wei wordt heetwater veelvuldig gebruikt in stadsverwarmingssystemen. Bij verwarmingsdoeleinden wordt het heetwater via een warmtewisselaar omgezet naar een lagere tempe- ratuur. 90°0_ r II I L _ ------_7-00-e ------~----------~ 1 1100eI warmtewisselaar koperen pijpenbundel :t scnot ketel I _J Figuur 83 Circulatieschema heetwaterinstallatie LAGEDRUKSTOOM (1500 kPa10,5ATO) Bij deze vorm van verwarming wordt als warmtedrager stoom gebruikt. Hier- voor moet een stoomopwekkingsinstallatie ter beschikking staan. De in de ketel gevormde stoom wordt via leidingen naar de warmtewisselaars gevoerd, waar de stoom condenseert. Het condensaat keert weer naar de ketel terug, zodat de kringloop opnieuw kan beginnen (zie figuur 84). Verwarming met stoom vindt aileen toepassing in bedrijven, waar reeds stoom voor bepaalde doeleinden wordt gebruikt, zoals de papier-, zuivel-, textiel-, zout-, suiker-, strokarton- en petrochemische industrie. Voor woningen of kanto- ren vindt deze verwarming vrijwel geen toepassing.7363_040 - 82-

(J... Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 sto0m----'- ~,--,-,-,-,TIIL I I condensaat slatogoemdruk--~--=--=--:_-----,l It I _-- _-- _- _J7363_040 Figuur 84 Circulatieschema lagedrukstoominstaliatie HOGEDRUKSTOOM (STOOMWET) Binnen onze gezondheidszorg, voornamelijk ziekenhuizen, wordt stoom (max. 400 kPal4 bar) gebruikt voor de ontsmetting van instrumenten, keukens en bevochtiging in luchtbehandelinginstallaties. In de industrie is meestal de stoom (maximaal1300 kPal13 bar) afkomstig uit eigen stoomopwekking met behulp van turbines. Deze stoom wordt gebruikt in de processen, maar eventueel ook voor verwarming en bevochtiging. Voordelen van stoomverwarming ten opzichte van heetwaterverwarming zijn: hoge warmteoverdracht; geringe traagheid; geringe kans op bevriezing van de warmtewisselaar. Nadelen zijn: moeilijke algemene regeling, zowel vanuit het ketelhuis als ter plaatse; onaangename reuk door de hoge oppervlaktetemperatuur; de hoge temperatuur van de warmtewisselaar (verbrandingsgevaar); geen warmteopslag mogelijk in de warmtewisselaars; groot gevaar voor corrosie in de condensaatleidingen; geen stalen radiatoren mogelijk; groter soortelijk volume, waardoor grote leidingen, appendages e.d. Aile stoomverwarmingssystemen vereisen een zorgvuldige planning en uitvoe- ring, daar anders kans op storingen ontstaat, bijvoorbeeld het doorslaan van de stoom en ruis in de leidingen. THERM/SCHE ~UE Thermische olie is een oliesoort, die in vergelijking met water bij atmosferische druk een aanzienlijk hoger kookpunt heeft. Een bekende thermische olie is \"dowtherm\" die bij een druk van circa 100 kPa een kookpunt van 257°C heeft; andere soorten hebben zelfs een kookpunt tot 380°C. Dit houdt in, dat men voor hoge temperaturen (bijvoorbeeld bij het vervaardigen van stoom) geen zwaar belaste leidingen en apparatuur behoeft te nemen en men ook niet onder het Stoombesluit valt. Men kan zelfs met dit systeem onder vacuum werken, om- dat ook dan nog voldoende hoge temperaturen kunnen worden gehandhaafd. - 83-

(J.. ReedBusinessOpleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 47363_040 In figuur 85 is het verband aangegeven tussen de druk van de damp van dowtherm-olie en de bijbehorende temperatuur. Ter vergelijking is de dampdruk van stoom mede ingetekend, zodat het verschil ten gunste van de olie zeer duidelijk is. t400;' dowtherm-damp I °0 ~350- jij ij) ia:. mo 250 200 _~ __ -- stoom t50 101} 50 o 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 absolute druk __ kPa Figuur 85 Vergelijking dampdrukken en damptemperaturen Wei ligt de soortelijke warmte weer ongunstiger dan bij water, namelijk 2,3 kJ/ (kq-K), Thermische olie kan dus per kg circulerende hoeveelheid minder warmte opnemen of afstaan. Voordelen van thermische olie zijn: geen gecompliceerde apparatuur en veiligheidsinrichtingen; gevaarloos bedrijf met hoge temperaturen; nauwkeurige regeling mogelijk; geen corrosiegevaar; geen ketelsteen. Nadelen van thermische olie zijn: een vrij hoge prijs van de olie; geringere soortelijke warmte; hoge afdichtingseisen; verouderen van de olie (dus vervanging). De toepassing voor airconditioning is gering. De meeste toepassingen vindt men bij: de chemische industrie en procesindustrie als verwarming van drooginstal- laties, als warmteleverancier bij het destilleren, regenereren en smelten en als verwarming van autoclaven; de textielindustrie voor het drogen van weefsels en thermoplastische weefsels; de voedinqsrniddelenindustrle bij het vervaardigen van melkpoeder, het drogen van thee, voor ovens en voor het voorbakken van vis- en aardappel- producten; - 84-

aReed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 diversen: oliebaden en galvanische baden, papierindustrie, kookketels, warmwaterketels in grote keukens e.d. 4.12.5 BELANGRIJKE BEGRIPPEN BIJ VERBRANDING (THEORIE) Om inzicht te verkrijgen hoe de verbranding werkt en duidelijkheid te schep- pen in de opgave van rendementen worden onderstaand de nodige begrippen behandeld. VERBRANDINGSSNELHEID Deze waarde is een belangrijk gegeven voor de fabrikanten die branders construeren. De verbrandingssnelheid laat zich definieren als; de snelheid van het vlamfront die zich in een stilstaand brand bare gasluchtmengsel voortplant. Indien de snelheid waarmede het gasluchtmengsel de brandermond verlaat groter is dan de verbrandingssnelheid, dan zal de viam van der brandermond worden afgeblazen. Is de uitstroomsnelheid gering t.o.v. de verbrandingssnel- heid, dan bestaat de kans op vlaminslag. De verbrandingssnelheid is afhankelijk van: 1. de aard van het gas; De verbrandingssnelheid van aardgas is 0,3 mis, die van propaan 0,35 mis, terwijl bijvoorbeeld de verbrandingssnelheid van waterstof 2,7 m/s is. 2. de verhouding van het gasluchtmengsel; Bij aardgas ligt deze tussen de 5,8 en 15,9%. Buiten deze grenzen zal het mengsel zich niet laten ontsteken. 3. de temperatuur van het gasluchtmengsel. De verbrandingssnelheid zal toenemen naarmate de temperatuur van het gasluchtmengsel toeneemt. STO/CHIOMETRISCHE VERBRANDING Dit is het verbrandingsproces, waarbij de juiste hoeveelheid zuurstof (Iucht) wordt toegevoerd die voor een volledige verbranding van aile componenten no- dig is. Uit de elementaire samenstelling van de brandstof is met behulp van de chemische vergelijkingen te berekenen hoeveel zuurstof er voor een volledige verbranding nodig is en hoeveel verbrandingsgas hierbij ontstaat. Aangezien lucht in hoofdzaak bestaat uit zuurstof (21%) en stikstof (79%), is uit de bere- kende hoeveelheid zuurstof eenvoudig de overeenkomstige hoeveelheid lucht af te leiden. Verbranding van methaan met zuurstof: CH4 + 202 = CO2 + 2H20 De in de verbrandingslucht toegevoerde hoeveelheid stikstof neemt niet aan de verbranding deeI en komt dus onverbrand in het verbrandingsgas terug. De minimale luchthoeveelheid bij aardgas om tot volledige verbranding te komen is 8,52 m3/m3. De hierbij gevormde hoeveelheid verbrandingsgas bedraagt 9,51 m3/m3.7363_040 - 85-

(J... Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 Opmerking: Dit geldt bij lucht van 15 DCmet een relatieve vochtigheid van 80%. LUCHTOVERMAAT(FACTOR) Om in de praktijk verzekerd te zijn van een volledige verbranding, zal altijd meer lucht toegevoerd moeten worden dan voor de verbranding nodig is. Deze grotere hoeveelheid lucht wordt luchtovermaat genoemd en wordt uitgedrukt in procenten van de minimum hoeveelheid. Indien de luchtovermaat 30% meer is dan de minimale hoeveelheid (100%), bedraagt de werkelijk toegevoerde lucht 130%. De verhouding tussen de werkelijk en de minimum hoeveelheid lucht noemen we de luchtovermaat factor n. Dus bij 30% luchtovermaat: n = ~~~ = 1,3. Bij geen luchtovermaat is n dus 1! Belangrijk is te weten dat bij n=1 het hoogste dauwpunt wordt gehaald en het maximale Hp-gehalte in de verbrandingslucht. Het zal duidelijk zijn, dat het stoken met een grotere luchtovermaat dan nood- zakelijk een ongunstige invloed heeft op het rendement van de stookinstallatie. Hoe groter de luchtovermaat is, des te meer verbrandingsgas wordt er gevormd en des te groter is de hoeveelheid warmte die via de schoorsteen verloren gaat. ONVOLLEDIGE VERBRANDING Indien niet voldoende zuurstof aanwezig is, zal er geen volledige verbranding plaatsvinden, doordat er onvoldoende zuurstofatomen zich met het (aard)gas CH4 kunnen verbinden. In plaats van CO2 zal zich nu het voor de mens en dier giftige CO vormen. Bij vaste en vloeistof brandstoffen zal de aanwezige koolstof C bij een onvolle- dige verbranding als roet neerslaan. 4.12.6 WARMTEVERLIEZEN BIJ KETELS Bij de verwarmingsketels hebben we te maken met voelbaar warmteverlies Ov (rookgas), latent warmteverlies Oc (rookgas) en het verlies door straling/ convectie OJ\"Van de ingebrachte energie (gas) B (Hi) houden we uiteindelijk de nuttige warmte P over, die ten goede komt aan de verwarmingsinstallatie.7363_040 - 86-

aReed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 P (nuttige warmte) B (belasting Hi) ?Tr7~~~~~:~:~: :-:-__.------=-------~----------_----------------. Qv BELASTING B Dit is de hoeveelheid energie (warmte) per tijd, die in de vorm van brandstof aan het toestel wordt afgeleverd in W. VERMOGENP Dit is de hoeveelheid energie (warmte) per tijd, die nuttig aan de verwarmings- installatie wordt afgeleverd in W. HET WATERZIJDIG RENDEMENT Het waterzijdig rendement is de verhouding tussen het vermogen P en de belasting. In formulevorm: 11= ~.100% B NORMAAL KUBIEKE METER Hieronder verstaan wij 1 m3van een stof (aardgas) bij een absolute druk van 101,325 kPA = 1 bar en een temperatuur van 0 DC = 273 K. Ais een stof bij andere condities wordt beschouwd, moet dit apart in de tekst worden geschreven. Omdat de soortelijke massa van gassen sterk afhankelijk is van de druk en de tempe- ratuur heeft men het begrip normaal kubieke meter (Nm3 of m3 (0)) ingevoerd.7363_040 - 87-

a Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 CALORISCHE ONDERWAARDE HI Calorische onderwaarde Hi is de hoeveelheid warmte, die vrijkomt bij de vol- ledige verbranding van een hoeveelheid droog gas met zuurstof. Ais de gassen worden afgekoeld naar de beginvoorwaarden zal het water dat tijdens de ver- branding ontstaat in dampvorm in de rookgassen aanwezig blijven. De rook- gassen zullen dus niet condenseren en er zal dus geen condensatiewarmte vrijkomen. De calorische onderwaarde wordt ook wei de stookwaarde genoemd; de eenheid is MJ/m3/0 (MJ per normaal kubieke meter). CALORISCHE BOVENWAARDE Hs De calorische bovenwaarde is de hoeveelheid warmte die vrijkomt bij de volledige verbranding van een hoeveelheid droog gas met zuurstof, als de ver- brandingsgassen weer naar de beginwaarden worden afgekoeld. Het tijdens de verbranding gevormde water bevindt zich na de condensatie in de vloeistoffase. Hierbij komt de condensatiewarmte vrij. De calorische bovenwaarde wordt ook wei de verbrandingswaarde genoemd; de eenheid is MJ/m3/0 (MJ per normaal kubieke meter). Opmerking: Ais beginvoorwaarde bij de bepaling van de calorische waarden wordt vaak een absolute druk van 101,325 kPa (1,01325 bar) en een temperatuur van 298,15 K (25°C) toegepast. Het verschil tussen de verbrandings- en stookwaarde is de verdampingswarmte van de waterdamp, die zich in de rookgassen bevindt. Deze verdampings- warmte bedraagt ongeveer 2,44 MJ/kg. De verbrandingswaarde van aardgas bedraagt Hi = 35 170 kJ/m3/0. Hs = 31 650 kJ/m3/0 De stookwaarde van aardgas bedraagt Gesteld kan worden dat de stookwaarde circa 90% van de verbrandingswaarde is. Zoals reeds eerder vermeld, wordt de latente warmte van de condenserende rookgassen gebruikt om extra warmte af te geven aan de cv-ketel, Hiervoor is de constructie zodanig aangepast dat deze ketels geschikt zijn om te conden- sereno Om een en ander duidelijk te maken geven wij hieronder enkeJe reken- voorbeelden. Indien we 1 m3aardgas per uur naar een toestel sturen, geeft dit: Bovenwaarde aardgas 35,59 MJ/m3. De onderwaarde bedraagt 32,12 MJ/m3. Volgens metingen door de fabrikant in het rendement blijkt dat er 6,7 MJ/m3 aan schoorsteenverlies, straling, e.d. optreedt. Aan nuttige opbrengst houden we dan over 35,59 - 6,7 = 28,79 MJ.7363_040 - 88-

(l..Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie KIi-C 47363_040 De bepaling van het rendement is de verhouding tussen wat aan energie in het toestel wordt gestopt en de energie die nuttig overgehouden wordt, is rende- ment op bovenwaarde. 28,79 x 100% = circa 81% 35,59 Bepalen we het rendement anders, dan ziet de berekening er als voigt uit: _2'8_79 x 100% = ci.rca 90% 32.12 Indien we ervan uitgaan dat we een HR-ketel toepassen, blijken de gemeten verliezen geen 6,7 MJ/m3 te bedragen maar slechts 2 MJ/m3• We houden nu =over 35,59 - 2 33,59 MJ/m3. Het rendement op onderwaarde wordt nu: 33,59 x 100% = circa 104% 32,12 Het schijnt dat er meer overblijft aan warmte, als dat we erin stoppen. Dat is echter niet zooHet belangrijkste kenmerk van de HR-ketel is dat in deze ketels de rookgassen condenseren. De hoeveelheid gevormd condensaat is afhankelijk van de luchtovermaat en de verbrandingstemperatuur. Bij verbranding van 1 m3 aardgas ontstaat bij afkoe- ling tot 15 DC circa 1,4 I condensaat. Hierdoor ontstaat extra warmte die aan de warmtewisselaar wordt afgegeven. De rookgassen condenseren bij een tempe- ratuur van circa 58 DC en lager. Bij toepassing van een HR-ketel zijn een aantal zaken van essentieel belang, te weten bij systemen met lage temperaturen wordt het meest geprofiteerd van het HR-principe en zal de meeste energiebesparing optreden; bij aansluiting op bouwkundige schoorstenen dient men rekening te houden met de lage condensatietemperaturen; bij toepassing van een HR-ketel is altijd een condensafvoerleiding noodza- kelijk. Bij de aanwezigheid van een lange bouwkundige schoorsteen dient men reke- ning te houden met de lage temperatuur van de afvoergassen. In veel gevallen dient een voering in de schoorsteen aangebracht te worden om condensatie te voorkomen. Momenteel zijn er kunststofvoeringen in de handel, die kunnen worden toegepast als voering in een bouwkundig stookkanaal. Bij plaatsing van een gesloten HR-ketel in een kelderruimte dient een condens- afvoer aanwezig te zijn. Indien geen condensafvoer aanwezig is, kan men ook de condens door middel van een condensafvoerbak en een condenspomp wegpompen naar een hoger gelegen aansluiting. Voorbeeld: Van een aardgasketel zijn de door de fabrikant o.a. de navolgende gegevens bekend: Nominaal vermogen 40/30 DC 193 kW 80/60 DC 177 kW Nominale belasting Hi 181 kW Gevraagd: Wat is het waterzijdig rendement in beide situaties? - 89-

(J... Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 Antwoord: 40/30 DC11 = ~:~ x 100% = 106,6% 80/60 DC11 = 177 x 100% = 97,8% 181 Opmerking: Het verschil van 16 kW (193 - 177) tussen beide systemen is de condensatie- warmte Qc en is 8,9%! Doordat bij het 80/60 DC-systeem de retour niet onder de 60 DCkomt, vindt er geen condensatie plaats. STILSTANDVERLIES Naast de schoorsteenverliezen onderscheiden we de verliezen die kunnen optreden bij het niet in gebruik zijn van de ketels. Deze verliezen zijn afhankelijk van: de gevraagde aanvoerwatertemperatuur; de watercirculatie door de ketel; de luchtcirculatie in de stookruimte; de isolatie van de ketel zeit; de omgevingstemperatuur. De tabrikanten hebben in de huidige ketels al veel aandacht besteed om deze verliezen zo veel mogelijk te beperken, door te werken met een geringer ketel- inhoud, betere isolatie en regeltechniek. Ais ontwerper van installaties dienen we derhalve goed te kijken naar de aan- vullende zaken t.a.v. de regeltechniek en ventilatie, zoals: aanpassen van de aanvoerwatertemperatuur naar de actuele warmtevraag; Soms is het verstandig de warmteopwekking voor de warmwaterbereiding (hoge temperatuur) te scheiden van de normale verwarming. (weersathan- kelijke regeling). bij geen gebruik de ketel niet stand-by laten staan, maar daadwerkelijk uitschakelen, dus ook de circulatie stoppen en waterzijdig afsluiten door middel van bijvoorbeeld een smoorklep; doordat de meeste ketels tegenwoordig de benodigde verbrandingslucht direct van buiten aanvoeren, kan de ventilatie in de stookruimte beperkt worden tot wat wettelijk noodzakelijk is.7363_040 4.12.7 KEUZE WARMTEOPWEKKING In de praktijk werden tot een aantal jaren terug nog veel cv-ketels geplaatst uitgevoerd met ventilatorgasbranders. Deze combinaties worden nog steeds toegepast, echter uitsluitend bij grote vermogens. Doordat in de afgelopen jaren voor woningen en gebouwen de isolatie aan- zienlijk is verbeterd en bij ventilatie-installaties bijna altijd warmteterugwin- ning wordt toegepast, is het benodigde vermogen voor de cv-installaties sterk gereduceerd. Momenteel kiest men ervoor om meer kleine ketels in cascade te - 90-

(].. Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 plaatsen, dan bijvoorbeeld te kiezen voor een grote ketel. Vaak is de toepassing van meer kleine ketels financieel aantrekkelijker. ATMOSFERISCHE KETELS (VR EN HR) Met de uitdrukking \"atmosferisch\" wordt bedoeld een principe waarbij de verbrandingslucht met atmosferische druk onder invloed van uitstromend gas wordt aangevoerd, dat wil zeggen zonder gebruik te maken van mechanische middelen, zoals een ventilator. In de centrale verwarmingsindustrie worden de atmosferische branders toe- gepast vanaf circa 7 kW tot> 1000 kW. De uitvoering van de ketels geschiedt meestal met een zogenaamde bedbrander. De conventionele cv-ketel/nieuwe conventionele cv-ketel Tijdens de invoering van het gebruik van aardgas is de toepassing van cen- trale verwarming enorm toegenomen. Momenteel is het ondenkbaar dat in een woning geen centrale verwarming aanwezig is. De invoering van aardgas heeft ertoe geleid dat in Nederland in aile steden en op zeer veel plaatsen op het platteland woningen zijn voorzien van aardgasaansluiting. Tijdens deze invoe- ring hebben de ketelfabrikanten de conventionele cv-ketel ontwikkeld. De con- ventionele cv-ketel is in principe de eenvoudigste uitvoering van een cv-ketel. Deze ketel werd in de zestiger jaren ontwikkeld. In deze cv-ketel wordt door middel van een onderin de ketel geplaatste bran- der het gas vermengd met omgevingslucht en warmt het ketellichaam op. De afgewerkte rookgassen verlaten aan de bovenzijde de cv-ketel. De rookgassen hebben een hoge afvoertemperatuur, in figuur 86 zijn de warmteverliezen aan- gegeven. Met name bij dit keteltype zijn de schoorsteenverliezen hoog; totaal 24 %. Dit was echter normaal in de jaren rond 1960-1970. Door de stijging van de aardgasprijzen bleek de conventionele cv-ketel uitein- delijk niet meer rendabel. Wei was dit ketelprincipe bijzonder betrouwbaar en goed te onderhouden. Later heeft men de conventionele ketel verder ontwikkeld, waarbij de rookgas- temperaturen werden verlaagd en de stilstandverliezen werden verminderd door een betere isolatie van de ketel.7363_040 - 91 -

a.Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 VERUEZEN OUDE CONVVEERNUTEIOZNEENl-ENIcEsU:WKEETEL CONVENTIONELE CY. KETEL VERUeZEN VERBETEADE, VERUEZEN HOOORENOEMENT c.'l KETEL NlEUWE CONVENllONELE CJI. KETEL (V.RJ Figuur 867363_040 - 92-

(J.. Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 47363_040 De verbeterde conventionele ketel (VR) Nadat de HR-ketelontwikkeling op gang kwam, heeft men nog een andere ontwikkeling doorgemaakt met de VR-ketel (verbeterd rendement). Bij dit ketel- type werd de afvoer van de verbrandingsgassen nog verder verlaagd naar 17%. Hierbij werd het rendement verder verbeterd, maar bestond wei gevaar voor condensatie van de rookgassen, voornamelijk bij bouwkundige schoorstenen, in verband met de lage rookgastemperaturen. Bij bouwkundige schoorstenen is het belangrijk dat de rookgasafvoertemperaturen niet beneden de 56 DCmag komen daar anders condensatie in het rookgaskanaal kan optreden met aile gevolgen van dien. De productie van dit keteltype heeft het echter slechts korte tijd volge- houden, omdat de opmars van de HR-ketel als maar groter werd en het prijs- verschil tussen de VR- en HR-ketel steeds kleiner werden (zie ook figuur 87). De HR-ketel De HR-ketel was een grote verbetering. Deze ketels construeerde men in een zogenaamde open opstelling en een gesloten uitvoering. Voor de afvoer van de verbrandingsgassen gebruikt men een rookgasventilator. De ketels werden uitgevoerd in een open en gesloten uitvoering. Bij een open uitvoering wordt de lucht voor de verbranding vrij aangezogen uit de opstellingsruimte. Bij de gesloten uitvoering wordt de verbrandingslucht van buiten aangezogen. Hiervoor heeft men speciale schoorsteensystemen ontwik- keld. De schoorsteen- en rookgasafvoersystemen dienen te voldoen aan NEN 1078. Vooral bij de kleinere HR-ketels voor de woningbouw wordt hiervan zeer veel gebruikgemaakt. Voor ketels in de woningbouw wordt meestal een capaciteit van 24 tot 45 kW toegepast en zijn overwegend uitgevoerd met een warmwatervoorziening in de vorm van een tapspiraal of indirect gevoede boiler. Belangrijk is dat bij toepassing van een indirect gevoede boiler of tapspiraal in combinatie met verwarmingsketels met een gezamenlijk opgesteld nominaal vermogen van> 45 kW, dient de warmtewisselaar voorzien te zijn van een dub- bele scheiding en moet de warmtewisselaar voldoen aan de Kiwa BRL-K 656 (Vewin blad 4.4 B). De gietijzeren ledenketel heeft inmiddels plaatsgemaakt voor de gaswandketel. Men heeft ook kans gezien de cv-ketels in afmetingen aan- zienlijk kleiner te maken. Momenteel zijn er gaswandketels op de markt met een nominaal vermogen van 100 kW per ketel met een vloerafmeting van circa 1 - 1,5 m'', Hierdoor kunnen grote vermogens in kleine ruimten worden opgesteld. We zien bij de HR-ketel dat de schoorsteenverliezen totaal circa 10% bedragen. Men heeft de HR-ketel nog verder ontwikkeld waarbij rendementen van 104 en 107% behaald kunnen worden. Daarnaast heeft men ook de ketels volgens het predicaat SV (schone verbranding) ontwikkeld. Hiermede voldoen de ketels aan de laatste stand der techniek. De capaciteitsgrenzen van de kleinere (gaswand)ketelliggen tussen 24 en 100 kW met een aantal varianten hiertussen. In figuur 87 is een opstelling met drie gaswandketels opgenomen. Voor deze cv-ketels zijn van 2 tim 8 ketels met een capaciteit van 24 tim 65 kW lever- baar, compleet met aile aangegeven componenten en appendages. Ais basis - 93-

(!... Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 is genomen een dubbele verdeler/verzamelaar. Ook op dit schema zijn weer talloze varianten mogelijk. De rookgasafvoeren zijn hier door het dak getekend, maar ook zijn hiervoor systemen, waarbij de rookgasafvoeren gekoppeld worden en er slechts een afvoer noodzakelijk is.7363_040 Figuur 87 Opsteliing 3 gaswandketels met verdeler/verzamelaar OVERDRUKKETELS Vanaf vermogens van circa 100 kW wordt vaak ook gebruikgemaakt van over- dukketels. Deze ketels zijn meestal geschikt voor zowel het verbranden van aardgas als huisbrandolie. Bij dit principe worden voorzetbranders toegepast met een ventilator die de verbrandingslucht aanzuigt en het verbrandingsmengsel de verbrandingskamer inblaast. Voor het afvoeren van de rookgassen is dan ook geen schoorsteentrek vereist. Wei is bij een te verwachten overdruk in het rookgasafvoerkanaal raad- zaam in overleg te treden met de fabrikant met betrekking tot de selectie van de juiste ketel en brander. Een groot voordeel is dat de er altijd een volledige ver- branding mogelijk is, doordat altijd met een gegarandeerde luchtovermaat wordt gewerkt. Kiest men ook nog voor een modulerende regeling, dan wordt over het heIe capaciteitsgebied de gas/luchtverhouding automatisch aangepast aan de gevraagde belasting. In figuur 88 is een moderne overdrukketel (> 200 kW) met ge·integreerde ventilatorbrander weergegeven. - 94-

(J.. Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 rookgasafvoer luchttoevoer7363_040 brander brander met gas/lucht verhoudingsregelaar ventilator warmtewisselaar opgebouwd uit aluminium delen Figuur 88 Bovenstaand is een opengewerkte tekening weergegeven waarbij de brander en de warmtewisselaar goed zichtbaar zijn. De capaciteit range van dit ketel- type ligt tussen 80 en 200 kW. Het grote voordeel van dit keteltype is dat de brander modulerend is en men kan de capaciteit regelen van 10 tot 100% van zijn capaciteit. Dit geeft een groot regelbereik. Men heeft men kunnen bereiken door toepassing van een zogenaamde premix-brander, waarbij een optimale menging van gas en lucht in de ventilator plaatsvindt. Een cilindrische premix- brander is boven het toestel geplaatst en zorgt voor een optimale verbranding waardoor een lage Noxen CO-emissie wordt bereikt. Waarmee aan het predi- caat schone verbranding wordt voldaan. Er zijn zelf toestellen die een rende- ment hebben van 109% GROTE KETELVERMOGENS Grote ketelvermogens komen voor bij renovaties en nieuwbouw van flats, appartementgebouwen, winkelcentra en utiliteitswerken. Ook bij deze instal- laties wordt gekozen voor grote HR-ketels met SV (schone verbranding). Ook de grote ketels dienen te voldoen aan de door de overheid gestelde emissie- eisen, vele oude installaties voldoen niet aan deze voorwaarden. Onderstaand een foto van een geprefabriceerd ketelhuis voor dakopstelling uitgevoerd met 2 stuks HR 107-cv=ketels elk met een belasting van 600 kW. - 95-

(J. Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 De ketels zijn ontwikkeld met aluminium warmtewisselaars met een geringe waterinhoud. Hierdoor is het gewicht ook aanzienlijk lager dan bijvoorbeeld van plaatstalen ketels met voorzetbranders. De ketels die in figuur 89 staan aangegeven zijn in principe op dezelfde wijze hydraulisch gekoppeld als het voorbeeld bij de kleinere cv-ketels. Figuur 89 Ketelhuis als complete warmteopwekkingseenheid7363_040 Figuur 90 Ketelhuis gereed voor transport - 96-

(J... Reed Business OpLeidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 ATMOSFERISCHE BRANDERS Oit zijn branders, waarbij aile benodigde lucht uit de omgeving wordt aange- voerd. Voordelen: eenvoudige constructie; groot regelbereik; gemakkelijk om een groot aantal vlammen te verkrijgen. Nadelen: slechts bruikbaar voor geringe capaciteit; lage vlamtemperatuur; niet bruikbaar voor gesloten vuurhaarden; bij afkoelende oppervlakken treedt roetvorming op. Oe nadelen vloeien voort uit het feit, dat gas en lucht gebrekkig met elkaar ge- mengd worden. Verbetering treedt op, als wij gas en lucht geheel of gedeeltelijk voormengen.7363_040 Figuur 91 BRANDERS MET VOORMENGING Oit zijn branders, waarbij gas en lucht voorgemengd worden. Men onderscheidt hier twee soorten, namelijk: Branders met gedeeltelijke voormenging Oit brandertype is o.a. de zogenaamde Bunsenbrander. Hierbij wordt een deeI van de lucht (primaire lucht) aangezogen door de impulswerking van de gas- stroom in het inspuitstuk. Oe rest van de benodigde lucht (secundaire lucht) wordt uit de omgeving aan de vlam toegevoerd. Voordelen: eenvoudige constructie; hogere vlamtemperaturen mogelijk dan bij atmosferische branders; eenvoudige regeling. Nadelen: beperkt regelbereik; niet toe te passen in vuurhaarden, waar overdruk heerst. - 97-

(J.. Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 Figuur 92 Men kan de werking van aile branders goed met dit type beschrijven. Na het ontsteken van het gas/luchtmengsel wordt aan de monding van de mengbuis de viam gevormd. De omtrek van de vlam, het zogenaamde vlamfront, wordt zichtbaar. In elk punt van het vlamfront schrijdt de verbranding voort van buiten naar het inwendige van de vlam, waar zich het onverbrande mengsel bevindt. De diameter van de mengbuis is constant. De snelheid van het mengsel zal kleiner worden, als de hoeveelheid mengsel afneemt of met andere woorden, als de belasting van de brander verkleind wordt. Verkleint men de belasting te veel, dan bereikt de uitstroomsnelheid een kritische waarde, die onder de snel- heid ligt, waarmee de verbranding voortschrijdt. Hierdoor zal de vlamontwikke- ling in de mengbuis beginnen en men noemt dit het inslaan van de vlam. Het inslaan wordt be'invloed door de diameter van de mengbuis. Wijde buizen slaan gemakkelijker in dan mengbuizen met kleine diameters. De uitstroom- opening kan men verdelen in een aantal kleine openingen, waardoor het gevaar van inslaan wordt beperkt. Vergroot men de belasting van de brander, dan zal de uitstroomsnelheid van het mengsel ook steeds groter worden. Ook hierbij kan een kritisch punt worden bereikt, namelijk waarbij de uitstroomsnelheid van het gas/luchtmengsel groter is dan de snelheid, waarmee de verbranding voortschrijdt. De vlam zal zich nu pas op enige afstand van de mengbuis ontwikkelen. Dit is het zogenaamde af- blazen van de vlam. Bij steeds verdere vergroting van de belasting zal de viam zich steeds meer van de mengbuis verwijderen om tenslotte te doyen. Naarmate de temperatuur van het gas/luchtmengsel hoger is, zal de snelheid, waarmee de verbranding voortschrijdt, eveneens toenemen; het gevaar voor af- blazen zal dan afnemen. Van deze eigenschap maakt men gebruik bij branders met zogenaamd \"hulpgas\" of zogenaamde \"houdvlammert' Branders met gehele voormenging Wat voor- en nadelen betreft zijn deze branders gelijk aan het vorige type, aileen de menging van gas en lucht geschiedt nog beter, zodat hun werking gunstiger is. Men kent hier twee mogelijkheden, namelijk de lucht neemt onder hoge druk het gas mee (figuur 93a). het gas neemt onder hoge druk de lucht mee (tiguur 93b).7363_040 - 98-

a Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 rnenqset gas7363_040 b Figuur 93 In het eerste geval wordt de gasdruk vooraf verlaagd tot de atmosferische druk. Door toepassing van een vuurvaste stenen branderconus kan men het afblaasgevaar beperken. De gloeiende stenen stralen op het mengsel, waar- door de mengseltemperatuur stijgt en de snelheid, waarmee de verbranding voortschrijdt, eveneens groter wordt. Ais men capaciteiten van 100 m3 aardgas of meer wil verwerken, past men de navolgende branders toe. BRANDERS MET AFZONDERLlJKE AANVOER VAN GAS EN LUCHT Deze branders kan men verdelen in twee typen, namelijk Branders met injectiering of injectiekrans Het gas stroomt uit een ring met openingen en de lucht wordt aangevoerd via een luchtkast, die is voorzien van verstelbare schoepen. Hierdoor ontstaat een goede menging van gas en lucht in de branderconus. De branderconus is zoda- nig geconstrueerd, dat aan de rand een deel van het gas verbrandt volgens het principe van de houdvlam, zodat afblazen zoveel mogelijk wordt tegengegaan. De brander werkt met een korte vlam van hoge temperatuur. - 99 -

a.. ReedBusinessOpleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 Branders met centrale injecteur Deze branders zijn eveneens voorzien van een luchtkast met verstelbare aschoepen. Het gas wordt centraal toegevoerd onder een druk van 2 3 atm, bij maximumcapaciteit. Men kan beide typen ook combineren, waardoor het regelbereik in twee trappen wordt verdeeld. De lucht, die voor de verbranding nodig is, wordt door ventilatoren toegevoerd. TOEPASSINGSGEBIED CV-KETELS Gaswandketels HR-uitvoering Staande ketels HR+SV-uit- Ketels met voorzetbrander voering HR + SV-uitvoering 24 - 45b kW met warmwater- 80-1000 kW 80-2000 kW voorziening 20 - 100 kW HR + SV Tabel3 In tabel 3 zijn de capaciteitranges aangegeven, waarin de ketelvermogens zich bevinden. Vaak zal uit economische overwegingen een bepaalde keuze gemaakt worden. Men zal snel kiezen voor verscheidene kleine ketels. In de range is ook de kleine cv-ketel voor woningen en appartementen opge- nomen, deze komen in de range in de capaciteit van 24 tot 45 kW. Bij deze cv-ketels kan men kiezen voor een tapspiraal of een indirect gevoede boiler.7363_040 Speciaalvoor rugqelingseopstelhnqen heeft Remehavrijstaandeframes in hetassortiment. Daaraankunnentot maarliefst acht ketels wordengehangen..._. _..._. -._ Figuur 94 Cv-ketels ruggelings gekoppeld in verdeler verzamelaar - 100 -

aReed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 Warmtekrachtkoppeling Een warmtekrachtkoppeling (wkk) is een installatie die gelijktijdig warmte en elektriciteit produceert. Er zijn verschillende vormen, zoals een gasmotor met generator, een gas- of stoomturbine met generator, maar ook brandstofcellen behoren tot de wkk-familie. Met de wkk wordt elektriciteit opgewekt. Hierbij komt ook veel warmte vrij. Omdat het systeem lokaal geplaatst is, kan deze vrijko- mende warmte benut worden. De warmte is hoogwaardig (> 70°C). Wanneer de wkk-biomassa gebruikt als brandstof, wordt gesproken van een duurzame energievoorziening.7363_040 Figuur 95 WKK zonder omkasting Omdat gelijktijdig elektriciteit en warmte wordt opgewekt speelt de regelstrate- gie een belangrijke rol. Oeze kan zowel elektriciteitvraaggestuurd als warmte- vraaggestuurd worden uitgevoerd. Afhankelijk van de gekozen wkk-variant met bepaalde warmte-elektriciteitverhouding zal er sprake zijn van een tekort of overschot van een van de energievormen. De elektriciteitvraag is in verhouding met de warmtevraag bij het scholencluster erg hoog, zodat er in aile gevallen sprake zal zijn van een elektriciteitstekort, tenzij ervoor wordt gekozen om te sturen op de elektriciteitvraag met als con- sequentie een warmteoverschot. Oit zou aan andere partijen kunnen worden verkocht. Een belangrijk aspect bij toepassing van een wkk is het energiemanagement. Omdat er verschillende energievormen tegelijk worden geproduceerd moeten vraag en aanbod goed op elkaar worden afgestemd. Buffering (van warmte) kan worden gebruikt om de ongelijktijdigheid tussen vraag en aanbod te onder- vangen. Bij de keuze voor de wkk kan onderscheid gemaakt worden tussen verschil- lende soorten. Het belangrijkste verschil zit in het type biomassa dat gebruikt wordt. Hier wordt onderscheid gemaakt tussen vaste brandstoffen en vloeibare brandstoffen. - 101 -

aReed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 4.12.8 BEREKENING(EN) VOOR HET JAARGEBRUIK VAN STOOKI NSTALLATI ES Tegenwoordig behoort bij elke nieuwbouw een EPN-berekening te worden over- legd. Voor de utiliteit is dit conform de NEN 2916 (woongebouwen NEN 5128). Per 1 januari 2008 wordt ook een energieprestatie label Energy Perlomance Building Directive (EPBD) ingevoerd voor de bestaande bouw. Dit wil zeggen dat er een classificatie komt van A tim G, waarbij G het hoogste energiegebruik weergeeft en A het laagste. Kantoren met een bvo > 1000 m2 moeten bij opnieuw verhuur of verkoop het gebouw laten onderzoeken. Afhankelijk van dit resultaat zullen maatregelingen getroffen moeten worden om tot een bepaalde verbetering te komen. Onderstaand wordt enig inzicht gegeven in de opzet van dergelijke berekeningen. BENUTTINGSGRAAD (B) De benuttinggraad van de ketel(s) wordt gedefinieerd als dat deel van het stookseizoen dat een toestel in bedrijf is voor het afgeven van de nuttige warmte. HET GEBRUIKSRENDEMENT (11g) Dit is het rendement van het toestel over een langere periode, bijvoorbeeld een stookseizoen of jaar, onder normale praktijk omstandigheden, waarbij de ketel afwisselend in bedrijf is. Dit kan zijn; in vollast, deellast (modulerend) of aan/uit. STOOKGRENS Voorbeeldberekening: Voor een bepaalde installatie zijn de volgende gegevens bekend. Het stooksei- zoen bedraagt 240 dagen, de benuttinggraad is 40%, het gebruiksrendement is 80%. Het opgestelde ketelvermogen (P) is 100 kW en er wordt gestookt op aardgas (Hs = 31,7 MJ/m3). Er wordt op basis van aan/uit geregeld. Gevraagd: Het gasverbruik over een stookseizoen Oplossing: Gasverbruik is: E...x 100 = p. b· tx100 = P_' t· b, waarbij t de gebruikstijd is in s. Hs hg Hsx100xhg Hs'hg 100x103[J/sjx240x24x3600[sjx40 _- 29 .479 ,6m 3 aardgas. 31,7x1 03[J/m3jx807363_040 - 102 -

(!... Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 350 Indien een installatie/object aileen afhankelijk is van de buitenomstandigheden, 300 is het beter (reeler) om gebruik te maken van het gemiddelde aantal graad- 250 dagen of graaduren. Deze tabellen o.a. klimaatjaar ISSO worden gebruikt bij 200 dergelijke berekeningen. De grafiek uit figuur 96 (gemiddelde over 10 jaar) laat 150 zien hoe het verloop is bij continubedrijf.7363_040 histogram 24 uur I~ _.1- nl -1I1I;,-1.- - - - II I I 1 1'- '~~ln.h.DJ I, \" ·1 \" '\" ,,\" ,,'\"':> '\ '1> ,,':> .(\ ,,'1> '),\" '),'\" '),':> ']/ bUitentemperatuur Figuur 96 Stel dat we bij het eerdergenoemde voorbeeld uitgaan van kantoorbedrijf, 5 dagen van 08.00 tot 18.00 uur en een stookgrens van 20 DC, dan wordt de berekening als voigt. Bij een berekening op basis van graaduren moeten we eerst het warmteverlies per K vaststellen. Gegeven is een ketelvermogen van 100 kW. Dit is gebaseerd op het transmissieverlies van ontwerp buitentemperatuur -7 DC en een ruim- tetemperatuur van 20 DC. dat wil zeggen fl.T is 27 K. Het verlies per K bedraagt dan 3,7 kW (100/27). Volgens tabel 6 is het aantal graaduren op jaarbasis bij een stookgrens van 20 DC totaal 23.769 uur. Vermenigvuldigen we dit met het aantal kW dan wordt het jaarverbruik 87.945,3 kWh. Omzetting naar MJ: aantal 87.945,3 [kWh] x (3600 ..) = 316.603 MJ 1000 Het gasverbruik is: _Q_x100 = 316,603[MJ]x100 = 12.484 m3 aardgas Hs hg 31,7x80 In verband met de milieumaatregelen is men tegenwoordig ook ge'interesseerd wat de hoeveelheid uitstoot is aan CO2 en Nox' Ais het gasverbruik bekend is, kan men dit eenvoudig uitrekenen. Bij het bovenstaande voorbeeld komt dit uit op: CO2 uitstoot per kg per jaar: 12.484 m3aardgas x 1,3 = 16.229 kg - 103-

a Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 Nox-uitstoot per kg per jaar: 12.484 m3aardgas x 2,19 = 27,3 kg 1000 Energieberekeningen kunnen dus ook op basis van de veronderstelde reductie op CO2 en Nox-uitstoot worden uitgevoerd. Toelichting op de emissieberekening De gebruikte omrekenwaarden voor het uitrekenen van de emissies zijn afkom- stig van de door AgentschapNL gehanteerde omrekenfactoren van brandstof- fen. Deze rekenwaarden zijn gebaseerd op de navolgende uitgangspunten: C02-emissie Ons (Gronings) aardgas is een samenstelling van meerdere gassen, zie bijlage 1. Voor de verbranding van deze gassen is zuurstof (02) nodig. Bij verbranding van deze gassen ontstaat CO2 en H20 en blijft het aandeel stikstof N2onveran- derd. Het resultaat van de verbrandingreacties is als weergegeven in tabel 4. Bestanddeel Hoeveelheid Benodigde O2 Gevormde CO2 Gevormde N2 van het gas m3/m3 H~O(damp) m3/m3 m3/m3 m3/m3 m3/m3 0,1435 1,6 02 0,0001 -0,0001' 0,085 0,1435 0,015 CO2 0,0089 0,0089' 0,006 0,005 N2 0,1435 1,712 CH4 0,8130 1,628 0,809 C2H6 0,0285 0,101 0,057 C3H8 0,0037 0,019 0,011 C4H10 0,0014 0,009 0,006 C5H12 0,0009 0,007 0,005 Totaal 1,0000 1,764 0,897 *IS reeds aanweziq In het aardgas Tabel 4 Resultaat verbrandingsreacties De benodigde zuurstof voor de verbranding halen we uit de lucht. Globaal gaan we ervan uit dat onze lucht uit 21% zuurstof (02) bestaat en 79% stikstof (NJ Per m3zuurstof hebben we dus 100/21 is 4,76 m31ucht nodig. Het aandeel stikstofballast bedraagt derhalve 79/21 is 3,76 m3. Voor het verbranden van 1 m3aardgas is dus minimaal nodig 1,764 x 4,76 = 8,4 m- lucht. De gevormde hoeveelheid kooldioxide (C02) in het rookgas is daarbij 0,897 m3, zie tabel4. Het aandeel stikstof in het rookgas bedraagt 1,764 x 3,76 + 0,1435 = 6,78 m3. Ais we ervan uitgaan dat de aanwezig waterdamp in de rookgassen conden- seert (hoogrendementketels; HR-ketels) dan is het volumeaandeel van \"droge\" rookgas bij de verbranding van 1 m3aardgas 7,677 m3 (0,897 m3+ 6,78 m3). De maximale hoeveelheid CO2 in de verbrandingslucht kunnen we nu uitdruk- ken in een percentage van de droge rookgassen, ofwei 11,7%.7363_040 - 104-

aReed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie KIi-C 4 Daar we in de praktijk er zeker van willen zijn dat er geen onvolledige verb ran- ding plaatsvindt wordt altijd een luchtovermaat bij een verbranding gebruikt. AI de aanwezige koolstoffen in de brandstof kunnen een verbinding aangaan met de zuurstof uit de lucht en er kan dus geen koolmonoxide (CO) gevormd worden. De emissie-eis ten aanzien van CO2_reductiewordt uitgedrukt in kg of ton per m3verbruikt aardgas. Om het volumeaandeel om te zetten naar kg hebben we de dichtheid nodig van CO2, Bij de berekening wordt hierbij uitgegaan van een 1,98 kg/m3 (bij 0 DC, 1013 hPa). Indien geen luchtovermaat wordt gebruikt dan bedraagt de maximale CO2 in het rookgas bij de verbranding van 1 m3aardgas; 0,117 x 1,98 kg/m3 x 1 m3= 0,232 kg CO2 AgentschapNL gebruikt een omrekenfactor 1,78 kg CO2 per 1 m3aardgas. Dit betekent dat men rekent met een bepaalde luchtovermaat. Uitgaande van dezelfde dichtheid hanteert AgentschapNL een luchtovermaat van 30%. Bij deze luchtovermaat treedt er dus verdunning op van de CO2 concentratie in de rookgassen. Ofwel: 0,2321 1,3 = 1,78 kg CO2 per 1 m3aardgas. Nox-emissie Noxis de verzamelnaam van de monostikstoffen in de lucht, zijnde No' No2' No3'enz. In de praktijk zal bij aanraking met de buitenlucht NO snel omgezet worden in N02, waardoor deze dan ook het meest zal voorkomen. Aigemeen gesteld wordt dat deze stikstofoxiden schadelijk zijn voor de mens, dieren en flora. Bovendien wordt hierdoor de ozonlaag in de stratosfeer aangetast. Het ligt voor de hand tot men probeert de productie van stikstofoxiden te verminderen. AgentschapNL hanteert bij conventionele verbranding een waarde van 2 gr per verbranding 1 m3aardgas en bij een low Nox0,55 gr, hetgeen overeenkomt met een gemiddelde SV (zie onderstaande omrekening). Er bestaan low Noxbran- ders vanaf < 34 mgl kWh tot 70 mg/kWh. Een spreiding dus van zo'n 50%. NB: Omrekening Noxvan (m)gr naar kWh. Uitgaande van de verbrandingswaarde van aardgas van 31,65 MJ/m3 is dit omgerekend 8,79 kWh/m3 (3,6 MJ = 1 kWh). Dus bij een conventionele verbranding komt 2 gr Noxovereen met 8,79 kWh ofwei 1 kWh is 113,7 mg. Bij een low Noxbetekent dit 0,55/2 x 113,7 is 63 mg per kWh.7363_040 - 105 -

aReed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4Tabel 08.00 tot 18.00 uur Stookgrens :2.0, totaal per jaar 7 dagen 5 dagen cum. uren uren I cum. uren uren delta T graaduren 3,6 5,0-11 5 7 1,4 7,1 24 111-10 2 10 2,1 9,3 ~-9 3 13 2,1 15,7 2.2 43-8 3 22 6,4 20,7 21 Ii:!!-7 9 29 5,0 29,3-6 7 41 8,6 41,4 2IJ 6J~-5 12 58 12,1 57,9 19 174-4 17 81 16,4 82,9 1;30-3 23 116 25,0 122,1 \"8-2 35 171 39,3 182,1 2·14-1 55 255 60,0 253,6 17 21.i1~ 71,4 332,9 11;1' 37Bo .84 79,3 410,7 15 '550 77,9 505,71 100 355 95,0 607,1 14 , e252 111 466 101,4 716,4 1·2003 109 575 109,3 837,9 1'3 1J3;574 133 708 121,4 962,95 142 850 125,0 1082,1 12 1.J'1~76 153 1003 119,3 1202,1 1L3::?~7 170 1173 120,0 1315,0 '.1 1,-520 112,9 1430,0 1.5218 175 1348 115,0 1541,4 109 167 1515 111,4 1667,9 9' 1.530 126,4 1807,1 8 1.57c910 168 1683 139,3 1943,6 7:11 158 1841 136,4 2078,6 III 1.Sf.)O12 161 2002 135,0 2198,6 1.,31213 156 2158 120,0 2298,6 5 1.MO 100,0 2380,0 4 1.@11$14 177 2335 81,4 2438,6 .9ii!G15 195 2530 58,6 2486,4 a- t:B(!Ji16 191 2721 47,9 2522,1 '76917 189 2910 35,7 2550,0 II18 168 3078 27,9 2570,7 1 69619 140 3218 20,7 2583,6 ~620 114 3332 12,9 2595,0 ,Q 40021 82 3414 11,4 2609,3 '2.4022 67 3481 14,3 - 100'23 50 3531 ·2 ()24 39 3570 -3. o25 29 3599 o26 18 3617 41- o a27 16 3633 ·S I 23.76928 20 365.3 ~6 ·7 -8 Tabel57363_040 - 106-

(J... Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie KIi-C 4 4.12.9 REGELGEVING KEURMERK In Nederland verstrekt de Stichting Energie Prestatie Keur keurmerken voor diverse cv-ketels. Het hoofddoel hierbij is dat met deze keurmerken de con- sument de nodige informatie krijgt. Aile cv-ketels die in Nederland verkocht worden, hebben een bepaald gaskeurmerk. -_ K EUR.(~A~ J .<,_~_>' Figuur 97 CE- KEURMERK Figuur 987363_040 - 107-

(}... Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 47363_040 Aile toestellen die op de Nederlandse markt komen, moeten sinds 1 januari 1996 een zogenaamde CE-markering hebben. Dit verplichte keurmerk geeft aan dat het toestel is gekeurd volgens basiseisen, die in de gehele Europese Unie van kracht zijn. Het betreft hier de veiligheid en een bepaald minimum- rendement (CE betekent Communeaute Europeene). De CE-markering is een label waarmee producenten hun artikelen vrij op de Europese markt kunnen afzetten. Een CE-markering geeft aan dat aan de toestellen aandacht is besteed aan veiligheid, milieu en gezondheid. Bij cv-ketels dient men er op te letten dat de CEmarkering van toepassing is voor Hollands aardgas (Slochteren gas). In diverse landen om ons heen blijkt dat het gas in samenstelling of druk anders is dan ons aardgas. De CE-markering is dus geen garantie dat een gastoestel in aile Europese lidstaten veilig kan branden. KEURMERK SCHONE VERBRANDING Het keurmerk SV (schone verbranding) geeft aan dat de betreffende ketel voldoet aan een lage emissie-uitstoot. Hier wordt ook wei gesproken over een lage Nox-uitstoot. Bijvoorbeeld de cv-ketel zoals afgebeeld, heeft een uitstoot < 34 mg/kWh « 20 ppm) Deze emissiewaarden spelen voornamelijk een rol bij de beoordelingen van gebouwen en installaties op duurzaamheid. Hierbij worden toetsingscriteria gebruikt, zoals bij Building Research Establishment Environmental Assesment Method (BREEAM). Bij de ruimteverwarming vallen bijvoorbeeld punten te verdienen als de Nox- waarde lager is dan 70 mg/kWh. Ketelfabrikanten met een ketel type low Nox geven deze waarden dan ook als zodanig op. OVERIGE KEURMERKEN Naast de behandelde keurmerken kennen we nog andere keurmerken, zoals Gaskeurmerk, Gastec, QA-keurmerk en KOMO-keurmerk. SCIOS-REGELING Ketels met een nominale belasting op bovenwaarde (Hs) van meer dan 130 kW vallen onder de SCIOS-regeling . Installateurs die met deze ketels moeten werken, dienen in het bezit te zijn van de \"Certificatieregeling voor Inspectie en Onderhoud aan Stookinstallaties\" ofweI de SCIOS-regeling. Deze regeling houdt in dat bij ingebruikname van de installatie een \"eerste inspectie bij ingebruikname\" dient plaats te vinden ook wei EBI-inspectie genaamd. Deze EBI houdt in dat de installatie uitgevoerd met ketels boven de - 108-

(J.. Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 130 kW voor ingebruikname in zijn geheel gecontroleerd dient te worden, waar- bij aandacht aan aile opgenomen appendages wordt gegeven en de rookgase- missie van elke cv-ketel wordt gemeten. PI-INSPECTIE (PERIODIEKE INSPECTlE) Volgens de Aigemene Maatregelen van Bestuur (AMvB's), die door het Ministe- rie van VROM wordt uitgegeven, is bepaald dat eigenaren van stookinstallaties met een belasting van meer dan 120 kW (Hi) of 130 kW op bovenwaarde (Hs) verplicht zijn een \"verklaring van inspectie\" te kunnen overleggen. Oeze periodieke inspectie dient elk twee jaar plaats te vinden door een gecerti- ficeerd (SCIOS-)bedrijf. Geen geldige verklaring leidt tot intrekking van de hinderwetvergunning en heeft consequenties voor de verzekering OPSTELLlNGSRUIMTEN Het bouwbesluit van 2003 geeft aan dat een ruimte waar een of meer opstel- plaatsen voor verbrandingstoestellen liggen met een totale nominale belasting van 130 kW, een stookruimte is. Oit betekent dat bij vermogens > 130 kW sprake is van een stookruimte en dientengevolge deze als zodanig dient te worden ingericht. Ook dient bij het plaatsen van een cv-ketel de aanwijzingen in de montagein- structie van de ketelfabrikant te worden opgevolgd. Opmerking: Bij bestaande installatie geldt volgens het Bouwbesluit een maximale nominale belasting van 160 kW. ROOKGASAFVOERSYSTEMEN Rookgasafvoersystemen voor cv-ketels zijn er in vele mogelijkheden; de toe te passen materialen dienen te voldoen aan NEN 7203. Het drukverlies in de atvoersystemen dient berekend te worden overeenkomstig NEN 7203. In figuur 99a, b, c en d zijn diverse gecombineerde atvoersystemen aangegeven. In figuur 99a is een open systeem weergegeven. Hier worden de atvoeren verzameld en door een kanaal afgevoerd. Ooordat het een open principe betreft, dient de benodigde verbrandingslucht vrij in de ruimte te kunnen instromen van buitenaf.7363_040 - 109 -

aReed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 In figuur 99b heeft men ook de toevoer gekoppeld. Hierdoor ontstaan twee afzonderlijke kanalen, te weten een voor de afvoer van de verbrandingsgassen en een voor de toevoer van de verbrandingslucht. In figuur 99c is een variant op afbeelding a en figuur 99d is een variant op afbeelding b. De getoonde afvoer- systemen worden in de praktijk vaak toegepast. IJJlJ () a. Serie-opstelling Open uftvoering b. Sene-upsteltlnq Geslaten uitvoerlng ~~ L . d I I JJ' .tJ ~ ~ --II. d. Parallelopstelling Gesloten uitvoering ~ -- c Parallelopstelling Open uitvoering Figuur 99 APPENDAGES EN VEILIGHEDEN Bij de SCIOS-keuring wordt bij de (EBI) 1e inspectie bij inbedrijfstelling met name gelet op de veiligheden, zoals veiligheidsventielen, afsluiters en drukex- pansievaten. Deze dienen op de juiste plaats te zijn gemonteerd. Zodat deze een maximale veiligheid garanderen. Zo mag bijvoorbeeld nooit een afsluiter in de leiding naar het drukexpansievat worden opgenomen, daar de mogelijkheid bestaat dat deze afsluiter wordt dichtgezet door onbevoegden.7363_040 . 110 -

(,J... Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 47363_040 Apparatuur De apparatuur van een stookinstallatie houdt direct verband met de veiligheid van de installatie. In 1964 is een commissie benoemd, genaamd: Veiligheid Installaties voor het Stoken van Aardgas (VISA). Deze commissie heeft richt- lijnen voor stookinstallaties opgesteld, gebaseerd op o.a. Amerikaanse gege- Yens, maar later ook aangevuld met vele eigen eisen. Deze zijn samengevat in de GIVEG-keuringseisen. In deze eisen zijn allerlei voorwaarden opgesomd, waaraan gasverbruikende installaties moeten voldoen. Een aantal hiervan, vooral voor grotere gasverbruikers, worden hier opgesomd. Ventilatie voor de start, gasslot Tijdens stilstand van de installatie zullen door gaslekkage de verbrandings- ruimte en de rookgaspassages zich kunnen vullen met een explosief gas/ luchtmengsel. Dit mengsel zou bij het weer-in-bedrijf-stellen van de installatie kunnen ontploffen. Ais belangrijkste maatregel hiertegen is voorgeschreven, dat voor het starten de verbrandingsruimte e.d. een bepaalde tijd wordt geventileerd. Tevens is een gasslot voorgeschreven, dat bestaat uit twee automatische beveiligingsafslui- ters met een daartussen liggende ontluchtingsafsluiter. Grote lekkages worden onmiddellijk opgeheven, terwijl een geringe lekkage door het ventileren onscha- delijk wordt gemaakt. De twee veiligheidsafsluiters moeten binnen twee secon- den sluiten. Te lage gasdruk naar de brander De gasdruk kan door een of andere oorzaak te laag zijn. Hierdoor zou de viam gedeeltelijk kunnen worden uitgeblazen. Het gevolg hiervan is, dat onverbrand gas de verbrandingsruimte instroomt, met aile gevolgen van dien. De vlam moet dus gedoofd worden, voordat de branderdruk te laag geworden is. Hiervoor zorgt de LD-branderbeveiliging. Te hoge gasdruk naar de brander Door een defect aan een dee I van de installatie zal de druk van het gas te hoog kunnen worden. Hierdoor zal de viam onstabiel kunnen worden en zelfs kunnen afblazen. De mogelijkheid, dat het gas/luchtmengsel te rijk wordt, is eveneens aanwezig. De bewaking is de HD-beveiliging, die aanspreekt bij een gashoe- veelheid, die overeenkomt met 10% boven de nominale hoeveelheid. Aansteekbranders Het gas, dat uit de hoofdbrander stroomt, moet snel, doeltreffend en geruisloos worden ontstoken. Ais dit niet gebeurt, kan zich een gas/luchtmengsel vormen, dat explosief kan ontsteken. Men moet voldoen aan de navolgende eisen: Er moet voldoende ontstekingsenergie aanwezig zijn. De ontstekingsenergie moet op de juiste plaats het gas van de hoofdbran- der ontsteken. Tijdens het ontsteken mag niet meer gas worden toegelaten dan nodig is voor een goede ontsteking. Teneinde aan deze drie voorwaarden het beste te kunnen voldoen kan men het gas van de hoofdbrander het beste ontsteken met behulp van een aan- steekbrander. Deze aansteekbrander moet zodanig geconstrueerd en geplaatst - 111-

a... Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 47363_040 zijn, dat onder aile omstandigheden een stabiele vlam van zodanige capaciteit wordt geproduceerd, dat het gas van de hoofdbrander praktisch onmiddellijk en geruisloos ontsteekt. Onmiddellijk nadat de hoofdvlam is ontstoken, wordt aanbevolen de aansteek- brander te doven. De redenen hiervoor zijn: Het uitsluiten van de mogelijkheid, dat de vlambewaking van de hoofdbran- der de aansteekvlam zou kunnen waarnemen. Hierdoor zou gas onopge- merkt kunnen uitstromen. De stabiliteit van de hoofdvlam is zeer belangrijk. Door het doven van de aansteekbrander stelt men zeer hoge eisen aan de stabiliteit, zodat steeds betere branders zullen worden geconstrueerd. Vlambewaking De vlam van de hoofdbrander moet bewaakt worden door zijn eigen vlambe- veiliging. Deze is zodanig geplaatst, dat ook de vlamstabilisatie wordt bewaakt, terwijl bij verscheidene branders de vlamdetectie selectief per brander moet zijn. voo: elke start moet de vlamdetectie worden gecontroleerd. Van de goede werking van de vlamdetectie is de veiligheid afhankelijk. De vlamdetector mag om die reden nooit kortgesloten worden, met wat voor middelen dan ook. Minimumluchthoeveelheid Er moet steeds een behoorlijke minimumluchthoeveelheid beschikbaar zijn. Deze wordt bewaakt door een luchtdrukschakelaar, die zodanig is afgesteld, dat de vlamstabiliteit niet in gevaar komt. De elektrische installatie wordt zodanig ontworpen, dat bij het falen van een opneemelement steeds de onveilige situatie wordt gerapporteerd. Er wordt dan een veilige toestand geschapen. Een storing aan de schakelapparatuur mag dus nooit een onveilige toestand creeren, Naast de in deze punten behandelde apparatuur bevindt zich in het systeem nog de gasdrukregelaar. Dit apparaat dient voor het verlagen van de gasdruk tot de werkdruk van de brander en het nagenoeg constant-houden van deze druk. Loopt de druk na de regelaar te hoog op, dan sluit de afsluiter voor de regelaar automatisch. Tevens is na de regelaar een afblaasveiligheidsklep geplaatst. Eventueel vuil uit de leidingen wordt in de filters opgevangen, zodat de kostbare apparatuur erna niet kan worden beschadigd en een goede werking ervan blijft gewaarborgd. Eventueel vocht in het systeem wordt in een sifon verzameld. Naast de hiervoor genoemde typen van gasbranders met hun beveiligingen zijn er voor grote ketelbelastingen branders met toevoer van verbrandingslucht via een ventilator. De ontsteking van de viam kan plaatsvinden: met behulp van een continue waakvlam; met behulp van een periodiek ontstoken aansteekbrander en met plezo- elektrische vonkontsteking; met behulp van een ontsteektransformator. - 112 -

(/... Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 In aile gevallen moet er een 100% zekere vlambeveiliging worden toegepast, die bij kleine branders uit thermokoppels kan bestaan en bij grotere branders uit een foto-elektrische cel of ionisatiestaven. Gezien het grote explosiegevaar bij vrij uitstromend aardgas, moeten aile gasapparaten voorzien zijn van een GIVEG-keurmerk en moet verantwoord regelmatig onderhoud worden gepleegd. Het rendement van aardgasgestookte ketels is reeds hoog (circa 85%) en is bij grote ketels hoger dan bij kleine ketels. Het zelfstandig-inbouwen van energiebesparende voorzieningen is in verband met gevaar streng verboden. Het is mogelijk zinvol te overwegen de condensatiewarmte in de verbrandings- gassen terug te winnen (circa 10% winst), waardoor tevens de schoorsteenver- liezen worden beperkt. Het ketelrendement kan dan stijgen tot circa 95% van de bovenverbrandings- waarde. In verband met de agressiviteit van het condenswater is het echter nodig hier zeer deskundig te werk te gaan, terwijl aan aile veiligheidseisen moet worden voldaan. De rookgasafvoer zal dan met een ventilator moeten geschie- den, waarvoor weer speciale beveiligingen moeten worden aangebracht. TOEKOMST In de toekomst zal door de overheid een streng beleid gevoerd gaan worden in het kader van de SCIOS-keuring, dit naar aanleiding van ongelukken door explosies die zich de laatste tijd hebben voorgedaan. Ondanks het feit dat de HR-ketel in al zijn facetten nagenoeg is uitontwikkeld, is men alweer volop be- zig met verdere ontwikkelingen, namelijk die van de brandstofcel. Deze nieuwe ontwikkeling zal de komende jaren ook zijn intrede gaan doen. Op korte termijn zullen hierover publicaties gaan verschijnen in de vakliteratuur. Kortom een nieuwe uitdaging om nog meer energie te besparen. Momenteel wordt 85% van aile in Nederland geplaatste cv-ketels uitgevoerd als HR-ketel.7363_040 - 113 -

a..Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 4.13 VRAGEN 1. In een kringloop van een compressiekoelinstallatie zijn 4 hoofdonderde- len opgenomen. Geef aan welke volgorde, gezien in de stromingsrichting, juist is: a. Compressor - condensor - verdamper - expansieventiel. b. Compressor - expansieventiel - verdamper - condensor. c. Compressor - verdamper - expansieventiel - condensor. d. Compressor - condensor - expansieventiel - verdamper. 2. In een h-Iog/p-diagram is een koelproces ingetekend. Geef aan wat de diverse aangeduide punten en lijnen betekenen. 877363_040 KLI.c7 11 1= 2= 3= 4= 5= 6= 7= 8= 9= 10 = 11 = 12 = 13 = 3. Aan welke eisen dient een koelinstallatie volgens de wet met betrekking tot de koeltechniek minimaal te voldoen? - 114 -

(!... Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 4. De functie van een condensor is het afvoeren van: a. de condensatiewarmte. b. de condensatie- en compressiewarmte. c. de condensatie- en compressiewarmte en het toevoeren van onderkoelingswarmte. d. de condensatie-, compressie- en onderkoelingswarmte. 5. Welke soort van installatie kan in airconditioninginstallaties voor de toevoer van koud water ten behoeve van de luchtkoeling zorgen? a. Zuigerkoelmachines. b. Koeltorens. c. Bronwaterkoeling. d. De antwoorden a, b, en c zijn juist. e. De antwoorden a, en c zijn juist. 6. Onderkoeling van het vloeibare koudemiddel: a. vindt altijd in de verdamper plaats. b. vindt altijd buiten de condensor plaats. c. geeft minder kans op gasvorming voor het regelventiel. d. verlaagt de verdampercapaciteit. 7. Tijdens het verdampen: a. wordt de temperatuur van de vloeistof hoger. b. wordt de temperatuur van de vloeistof lager. c. blijft de temperatuur van de vloeistof gelijk. d. staat het koudemiddel warmte af aan de omgeving. 8. Ais de druk op het koudemiddel wordt verlaagd: a. wordt het kookpunt hoger. b. wordt het kookpunt lager. c. blijft het kookpunt gelijk. d. is het kookpunt niet te bepalen. 9. Is onderhoud verplicht volgens de wetgever op koelinstallaties? 10. Wat is de functie van een koelcompressor in een koelsysteem? 11. Wat betekent de term COP en dient hiermee rekening gehouden te wor- den? 12. Waardoor is een thermostatisch expansieventiel minder energiezuinig dan een elektronisch expansieventiel? 13. Noem vijf manieren waarmee in een koelinstallatie energie bespaard kan worden. 14. Wat is het verschil tussen de boven- en onderwaarde bij de opgave van de verbrandingswaarde van olie of aardgas? 15. Wat is de consequentie van de radiatoren als bij een bestaande instal- latie, door bijvoorbeeld renovatie, het cv-systeem wordt verlaagd van 80/60 naar 60/40?7363_040 - 115 -

(J.. Reed Business Opleidingen Warmte- en koudeproductie Kli-C 4 Bijlage 1 Samenstelling Gronings aardgas zuurstof °2 0,01 % kooldioxide CO2 0,89% stikstof N2 14,35 % methaan 81,30 % ethaan CH4 2,85% propaan C2H6 0,37% butaan 0,14 % pentaan C3Ha 0,04% hexaan (en zwaarder) C4H10 0,05% Gebruiksgegevens CSH12 C6H14 normaal dichtheid Pn =0,83 kg/m3 relatieve dichtheid t.o.v. lucht verbrandingswaarde d, =0,64 stookwaarde = 35,1 MJ/m3 dynamische viscositeit (gemiddeld) Hv = 31,7 MJ/m3 normaal volume droge verbrandingslucht Hs normaal volume vochtige verbrandingslucht = 0,0114 mPa·s !-l = 8,40 m3/m3 VI dr = 8,52 m3/m3 VI min ~min = 0,243 m3/MJ Hv m3/MJ m3/m3 ~min = 0,269 m3/m3 Hs normaal volume droog verbrandingsgas V min dr = 7,68 normaal volume verbrandingsgas* 9 Vg min = 9,51 ~min = 0,271 m3/MJ Hv Vgmin = 0,300 m3/MJ Hs gehalte aan CO2 + S04 (maximaal) CO2 max = 11,7 % ontstekingsgrenzen 5,8-15,9 % verbrandingssnelheid (maximal) Vv = 0,3 m/s dauwpunt van het verbrandingsgas = 59 DC 9dP = 43,9 = 1860 MJ/m3 Wobbe-index W DC Theoretische vlamtemperatuur (met dissociatie) 9vI theor Opmerking: gerekend is met een relatieve vochtigheid van de lucht van 80% Opmerking: bij 15 DC. De condensatiewarmte 3,4 MJ/m3 is het verschil tussen Hv (verbrandingswaarde) en Hs (stookwaarde) . • samenstelling: 0613/1167363_040 - 116 -

aReed Business Opleidingen Luchtbehandelingsinstallaties Kli-C 5 INHOUD 5.0 Inleiding 5.0.1 Aigemene gegevens 5.0.2 Ontwerpcriteria 5.0.3 De keuze van een luchtbehandelinginstallatie 5.0.4 Belastingvariaties 5.0.5 Selectiecriteria 5.0.6 Opbouw luchtbehandelingsinstallaties 5.1 Centraal en decentraal 5.1.1 Luchtbehandelingskast 5.1.2 Enkelkanaalsysteem 5.1.3 Variabelvolumesysteem (VAV) 5.1.4 VAV-inductie-units 5.1.5 Inductie-units 5.1.6 Passieve koelplafonds 5.1.7 Betonkernactivering 5.1.8 Ventilatorconvector of fan-coilunit 5.2 Decentrale systemen 5.2.1 Airconditioners 5.2.2 Roof-topunits 5.2.3 WTW (warmteterugwin-)units 5.2.4 Bijzondere systemen 5.2.5 Clean rooms 5.2.6 Operatiekamers 5.2.7 Laboratorium 5.3 Lagetemperatuurverwarming en hogetemperatuurkoeling 5.4 Warmtepompen 5.4.1 LuchVluchtwarmtepomp 5.4.2 LuchVwaterwarmtepomp 5.4.3 Water/waterwarmtepomp 5.5 Bodemopslag 5.5.1 Openbronbodemopslag 5.5.2 Geslotenbronbodemopslag 5.6 Vragen7363_050 - 0-



a Reed Business Opleidingen Luchtbehandelingsinstallaties Kli-C 5 5.0 INLEIDING Elk apparaat of systeem dat een wijziging in een luchttoestand als gevolg heeft, is per definitie een luchtbehandelingsysteem; dus ook een centrale verwar- mingsinstallatie is een luchtbehandelingsysteem. De toepassing van klimaatsystemen heeft sinds de jaren zeventig (van de vorige eeuw) een grote vlucht genomen. Werd het in de beginjaren als een luxe ervaren, tegenwoordig is het normaal dat er een prettig binnenklimaat is op de werkplek, in winkelcentra, scholen, enz. Daarbij is het tegenwoordig in veel situaties noodzakelijk om het binnenklimaat te behandelen, om de bedrijfsprocessen niet te verstoren. Indien men geen luchtbehandeling zou toepassen, ontstaat er vaak een slecht binnenklimaat en kan dit tot gevolg hebben dat er schade kan ontstaan, zoals productieschade of economische schade. Doordat er tegenwoordig vaak 'architectonisch' wordt gebouwd, is er veel meer glas in de gebouwen dan voorheen. In combinatie met de toegepaste lichte constructies (weinig bouwmassa) en de vereiste isolatie van gebouwen heeft dit tot gevolg, dat bij koudere buitentemperaturen de transmissie wordt beperkt zodat er minder (dan voorheen) verwarmt hoeft te worden. Nadeel van de ge- kozen bouwstijl is, dat het binnenklimaat in het voor- en naseizoen en zeker in de zomerperiode niet aangenaam meer is en vaak ook niet acceptabel door te hoge binnentemperaturen. Hierdoor is de noodzaak voor het behandelen van het binnenklimaat steeds groter. oude gebouwen koelen sneller at en hebben grote interne teperatuurs verschillen7363_050 Figuur 1 -1-

(J.. Reed Business OpLeidingen Luchtbehandelingsinstallaties Kli-C 5 Er is (gelukkig) een trend in bouwend Nederland ontstaan om de gebouwen ook dusdanig te ontwerpen dat niet aileen naar de architectonische kant van een gebouw wordt gekeken, maar ook naar de energiehuishouding. Met de opgedane kennis in de voorgaande hoofdstukken komt nu het moment om de keuze te maken voor een luchtbehandelingsysteem. De keuze van een bepaald systeem is afhankelijk van een aantal factoren: Eisen van de opdrachtgever (PVE = Programma Van Eisen). Het voorgeschreven bestek. Wettelijke eisen (bouwbesluit, Arbowetgeving ). Wettelijke eisen m.b.t. energieprestatie. Aanvullende eisen omschreven in bestek. Voorgeschreven NEN-normen. (Aanvullende) Wensen van de opdrachtgever. De bouwconstructie (Iaagbouw, hoogbouw, lichte of zwaardere bouwconstructie) . De functionele toepassing van het gebouw (kantoor, ziekenhuis, theater) en de hiermee gepaard gaande specifieke eisen. Door de noodzaak om energiebewust te bouwen, is het onvermijdelijk om de lucht binnen een gebouw gecontroleerd te circuleren en te verversen (wettelijk verplichting). De (wettelijke) eisen van luchtkwaliteit binnen een gebouw stellen ook hoge eisen aan de filtering van de lucht. Daarbij moet de ontwerper van klimaatinstal- laties rekening houden met de eventueel noodzakelijke energieterugwinning.Criteria Vroeger Nu Invloed op binnenklimaat Hoe te compenseren door deze veranderingmassa gebouw zwaar lichter snel reagerende sneller wisselende automatische regelingafwerking binnenwanden baksteen staal/kunststof binnentemperatuur bevochtigen weinig vochtopname inbuitengevel 1'l2-steenbaksteen gordijngevel constructie koelenvloerbedekking hout, cement, tegels kunstvezel minder accumulatie bevochtigen/filtreren elektrostatische werkinglaantal verdiepingen maximaal5 tot circa 20 stofontwikkeling gesloten ramenvertrekhoogte 3,5 m 2,7m mechanisch ventilerenglasoppervlak 30% 60% meer invloed windaanval koelen, dubbel glas minder leefluchtlpersoonte openen ramen ja neen veel invloed mechanisch ventileren zon/koudestralingverspringende neen ja ontbreken natuurlijke individuele temperatuurrege-gebouwdelen ventilatie ling d.m.v. zonwering, koelenbeschaduwing ja neen (hoogbouw) dubbel glas, dik glas,verkeerslawaai 40 dB 70 dB snel verlopende schaduw ge510tenramen veel invloed zon lawaai binnenwindaanval 5 m/s 10 m/s (hoogbouw) tocht gesloten ramenreinheid buitenlucht vrij schoon vuil ook binnen onfrisse lucht filtrering lucht geen veelW/m2 koelenelektrische machines, hoge interne belasting,apparatuur 150 lux 1000 lux dus warmteontwikkeling koelenverlichtingssterkte idem Tabel 1 Overzicht ontwikkeling in de bouw7363_050 -2 -

a Reed Business Opleidingen Luchtbehandelingsinstallaties Kli-C 5 5.0.1 ALGEMENE GEGEVENS Luchtbehandelinginstallaties hebben tot doe I de temperatuur en de vochtigheid van de lucht tussen instelbare grenzen constant te houden. Zij bestaan uit een combinatie van de hiervoor beschreven onderdelen en bevatten in het algemeen: ventilatoren; luchtfilters; verwarmers en koelers; bevochtigers en drogers; luchtmeng- en verdeelinstallaties; een regelinstallatie voor temperatuur en vochtigheid. Luchtbehandelinginstallaties kennen twee belangrijke toepassingen, namelijk: als \"comfortinstallatie\" ten behoeve van mens en dier; als industriele installatie ten behoeve van productie en producten. De comfortinstallatie dient in ruimten, waarin mensen verblijven, zowel in de zomer als in de winter, optimale luchtcondities te creeren, V~~r de mens betekent dit een temperatuur van 20 + 25 DC en een relatieve vochtigheid van 30 + 65%, naar gelang de persoonlijke behoefte en de weers- omstandigheden (20 DC kan in de winter voldoende zijn, 's zomers is het misschien te koud). Bij de genoemde luchtcondities voelt de mens zich het behaaglijkst en functioneert hij het beste (zie hiertoe het behandelde over be- haaglijkheid bij hoofdstuk 3 \"De warmtebalans\"). Er zit dus ook duidelijk een economisch facet aan de comfortinstallaties. De industrlele luchtbehandelinginstallatie dient om de voor de fabricage van een product meest gunstige luchtconditie te scheppen. Van veel producten is de verwerkbaarheid of het productieresultaat sterk afhankelijk van de luchtconditie (bijvoorbeeld micro-elektronica en geneesmiddelenindustrie). In tabel 2a zijn voor een aantal ruimten gemiddelde condities weergegeven. Tabel2b geeft condities van diverse geklimatiseerde ruimten aan. Type van ruimte Condities Relatieve Yochtigheid Temperatuur Vereiste Ijl(%) nauwkeurigheid a (DC) 30 + 70 illjl (%) 1. Verblijfsruimten 18 + 24 50 + 95 5 2. Voorbeelden van 20 + 30 20 -i- 50 2 20 + 40 50 + 85 2 fabricage- en 5+20 30 + 50 2 procesruimten 10 + 20 5 <5 3. Droge ruimten 10+ 20 15 + 40 2 4. Klimaatkamers 5+30 20 + 95 5 5. Meetkamers 10 + 30 45 + 60 1-5 20 + 25 1 Tabel 2a Toepassingsgebied7363_050 - 3-

aReed Business Opleidingen Luchtbehandelingsinstallaties Kli-C 5 Toepassing Condities Kantoren, woonhuizen Temperatuur Relatieve vochtigheid Hotels, vergaderruimten 8 (CC) $(%) Restaurants Musea 21 - 26 30-50 Kerken Sporthallen 22 - 26 35 -60 Zwembaden Therapeutische zwembaden 22 - 26 35-65 (watertemperatuur 30 - 35 CC) Computerruimten 21 - 23 40-50 Kwaliteits- en testlaboratoria 16 - 18 - Ziekenhuizen 12 - 15 Verpleegruimten - Intensive care Operatiekamers, afhankelijk van doel 26 - 28 < 75 Tabel2b 24 - 27 40-60 ±50 22 - 26 50-60 20 - 25 50 24 35-60 22 - 26 40 24 50-65 20 - 25 40-50 (regelbaar) 5.0.2 ONTWERPCRITERIA Bij het ontwerpen van een luchtbehandelinginstallatie dient de constructeur rekening te houden met verschillende ontwerpcriteria. Het luchtbehandelingsys- teem moet aan de gevraagde en verlangde eisen kunnen voldoen. O.a. zijn de navolgende punten bij het ontwerp van belang: de gestelde kwaliteitseisen aan de installatie; de ruimte of het gebouw: • het doel, waarvoor zij worden gebruikt; • de locatie; • de orientatle en de vorm; • de bouwkundige situatie; gelijktijdig optredende uitwendige omstandigheden: • de temperatuur; • de vochtigheid; • de windbelasting; • het blootstellen van gevels en ramen aan de zon; • de beschaduwing; verscheidenheid van inwendige belasting: • personen; • verlichting; • andere warmtebronnen (machines e.d.); de systeemkeuze voor een ruimte of gebouw, rekening houdend met: • het installatietype; • de uitrusting (de unit, de kanalen); • de goede werking bij deellast.7363_050 - 4-

aReed Business OpLeidingen Luchtbehandelingsinstallaties Kli-C 5 5.0.3 DE KEUZE VAN EEN LUCHTBEHANDELINGSINSTALLATIE Om in een gebouw of ruimte het gewenste binnenklimaat te realiseren is over het algemeen een luchtbehandelingsinstaliatie vereist, al is het maar omdat de minimale hoeveelheid verse lucht gerealiseerd moet worden. Afhankelijk van de aan de ruimte gestelde eisen wordt er vervolgens een systeemkeuze gemaakt. Nadat er in de lessen hiervoor een koeliastberekening is gemaakt is er vervol- gens gekozen voor de manier van warmte- en koudeopwekking. Daarna is er gekozen voor warmteterugwinning en de manier waarop. De systeemkeuze die nu voigt is afhankelijk van de belastingvariaties en het eerdergenoemde pakket van eisen. Er wordt vaak, uitgaande van de ventilatiebehoefte, een centrale luchtbehan- delingsinstaliatie toegepast. Hierin wordt de lucht behandeld en middels een kanalensysteem verdeeld over het gebouw of een deel daarvan.ln de ruimtes dient, afhankelijk van de belastingvariaties en de gestelde eisen, te worden nabehandeld. Hiervoor is een eindeloos aanbod aan systemen en apparatuur beschikbaar. Naast de vrije keuze voor een systeem en/of apparatuur is er soms al een keuze gemaakt door de opdrachtgever of architect. Soms krijgt een ontwerper te maken met een bestek waarin de systemen en de toe te passen apparatuur al zijn omschreven. Volgens de huidige wet- en regelgeving mag de apparatuur niet bindend zijn voorgeschreven. In de volgende paragraaf beschrijven we een aantal van de veelvoorkomende systemen. Dit overzicht is niet voliedig. In het gehele ontwerp van een gebouw wordt meer en meer gebruikgemaakt van software- en tekenprogrammatuur. Hierbij wordt uitgegaan van een ge\"integreerd ontwerp, de gehele levensduur van het gebouw en de instaliaties, het energiegebruik en de kosten voor repa- ratie en onderhoud.7363_050 5.0.4 BELASTINGVARIATIES BELASTINGVARIATIE VOOR EEN RUIMTE Wanneer de te behandelen ruimte bijvoorbeeld een hal is waarvan de tempe- ratuur en vochtigheid binnen redelijke marges liggen, is het mogelijk om deze ruimte met een luchtbehandelingsinstaliatie te conditioneren. De regeling vindt hier plaats door middel van een centrale regeling. BELASTINGVARIATIE PER GEVEL Is er bij de bovengenoemde ruimte sprake van een variatie in koel- en warm- tebelasting als gevolg van bijvoorbeeld een noord- en zuidgevel, dan wordt de ruimte opgedeeld in twee zones. Voor de instaliatie betekent dit dat beide zones apart behandeld moeten worden. Dit kan door de aangevoerde luchttempera- tuur of de hoeveelheid lucht aan te passen aan de belasting per zone. De rege- ling vindt nu per zone plaats. - 5-

a Reed Business OpLeidingen Luchtbehandelingsinstallaties Kli-C 5 BELASTINGVARIATIE PER VERTREK Over het algemeen zijn de ruimtes die behandeld moeten worden grote en kleine kantoren, beddenkamers, kantines, vergaderruimtes, atriums of spreek- kamers. AI deze ruimtes moeten individueel voldoen aan de gestelde eisen en er zit niets anders op dan deze ruimtes apart te behandelen. Voor grote kantoren bestaat de mogelijkheid om per stramien of per moduul na- behandeling te realiseren. Dit wordt ook gedaan om de flexibiliteit, lees indeel- baarheid, te vergoten. De regeling vindt nu plaats per vertrek of per stramien. 5.0.5 SELECTI ECRITERIA De ontwerper dient erop bedacht te zijn dat bij het selecteren van apparatuur de door de fabrikant opgegeven capaciteiten niet altijd overeenkomen met de comforteisen. Voorbeeld 1: Wanneer de koelcapaciteit van een ventilatorconvector wordt opgegeven vol- gens de Eurovent-normen, dan betekent dit dat de luchtintredecondities 27 DC db en 19 DC nb zijn. De waterin- en -uittredetemperatuur zijn dan 7 DC en 12 DC. In dit geval dient de ontwerper de gegevens te achterhalen die overeenkomen met zijn ruimtecondities en watertemperaturen. Voorbeeld 2: Bij de opgegeven luchthoeveelheid en worp van roosters worden verschillende eindsnelheden gehanteerd. Ook de bij ruimtedemping worden verschillende uitgangspunten gehanteerd. Voorbeeld 3: Bij binnenunits met directe verdamping wordt niet altijd de voelbare en latente capaciteit opgegeven, maar aileen de totaalcapaciteit. Voorbeeld 4: De verschillende fabrikanten van airconditioningunits hanteren verschillende buitentemperaturen bij de opgegeven koelcapaciteit. Voorbeeld 5: Fabrikanten van luchtbehandelingskasten geven de capaciteiten en luchtver- plaatsing niet altijd op bij een massa van de lucht van 1,2 kg/m3.Het uitgangs- punt van elke luchtbehandelingsinstallatie is het creeren van een binnenklimaat dat voldoet aan de gestelde eisen met een zo laag mogelijk energieverbruik. Vergelijk voortdurend de technische gegevens van de leveranciers met de ont- werpgegevens.7363_050 -6 -

a Reed Business OpLeidingen Luchtbehandelingsinstallaties Kli-C 5 5.0.6 OPBOUW LUCHTBEHANDELINGINSTALLATIES In figuur 2 is een compleet luchtbehandelingsysteem afgebeeld die schema- tisch laat zien waaruit een (centrale) luchtbehandelinginstallatie kan bestaan. ,I \. _I) _jj ,.-c; 2 11 10 / rkOLidc / /~ J \"-, -, -,-',I \. ./_/ / / l7363_050 Figuur 2 Principe koelinstallaties 1.Mengsectie 2. Filtersectie 3. Warmtewiel 4. Verwarmer (heater) 5. Koeler 6. Toevoerventilator 7. Afvoerventilator 8. Toevoerroosters 9. Afvoerrooster 10.Warmteopwekking 11.Koudeopwekking Zoals eerder omschreven, is per definitie elk installatiesysteem dat een verandering in een luchtconditie realiseert, een luchtbehandelingsysteem. De benaming van de verschillende centrale- en decentrale systemen hangt af van het feit of men op een centrale plaats de lucht behandelt of dat dit decen- traal plaatsvindt. Luchtbehandelingskasten kunnen ook decentraal opgesteld worden en als deze voorzien wordt van een HR WTW en bijvoorbeeld een ge'intrigeerde koeling (of warmtepomp), zijn geen transportleidingen benodigd, aileen een elektrische voeding en eventueel regelbekabeling. -7-

aReed Business OpLeidingen Luchtbehandelingsinstallaties Kli-C 5 5.1 Voordelen centrale installaties t.o.v. decentrale installaties: De warmte enl of koudeopwekking wordt centraal verzorgt waardoor de het rendement van de installatie toeneemt. Er kan centraal bevochtigd of ontvochtigd worden Eventueel uitbreidbaar (mits hiermee in het ontwerp rekening wordt gehouden) Nadelen van centrale installaties t.o.v. decentrale installaties: Hoge investeringskosten (moeilijk modulair opbouwbaar), kosten van transportleidingen (lucht/water) Energie verliezen in de transportleidingen Arbeidsintensief Componenten en appendages moeten berekend en geselecteerd worden door ontwerper (vaak geen pasklare oplossing voorhanden) Kwaliteit van de installatie afhankelijk van het traject: ontwerp tot realisatie Bij installatie wijzigingen moeten de mogelijke gevolgen hiervan op de gehele installatie worden beoordeeld en eventueel moet de installatie weer worden ingeregeld/aangepast. Voordelen van decentrale (Iokale) installaties: De componenten en appendages zijn optimaal op elkaar afgestemd Lagere investeringskosten Uitgebreide garantie (soms tot 5 jaar!) Compact en pasklaar In de fabriek getest Verplaatsbaar Koelcapaciteiten tot 300 kW zijn geen uitzondering maar mogelijk Installatie hoeft enkel en aileen ge'installeerd te worden en in bedrijf te worden gesteld door eventueel de leverancier of fabrikant. Aan de binnen opgestelde apparaten is aan de vormgeving is vaak veel aandacht besteed (design) Verse buitenlucht aansluiting vaak mogelijk waardoor een primair lucht- verversingssysteem overbodig wordt e.e.a. afhankelijk van het vereiste ventilatiedebiet. Nadelen van decentrale (Iokale) installaties: Filters mogelijk tot E45 (soms betere hoge filtering mogelijk) Indien men luchtbehandelingskasten decentraal opstelt kan men een hogere filter klasse toepassen Geluidsproductie (kan beperkt Ivoorkomen worden met een juiste selectie). De gewenste ontwerpcondities kunnen moeilijk gehaald worden door de vaste afstemming van de componenten in de apparatuur (de VWF wordt door de fabrikant ontworpen). Zo is het vaak niet mogelijk om de relatieve vochtigheid te regelen. Temperatuur is vaak de leidende parameter in de selectie van de fabrikant. CENTRAAL EN DECENTRAAL De definitie van het verschil tussen centraal en decentraal is: de plaats van de apparatuur waar de lucht behandeld wordt.7363_050 -8 -

(].. Reed Business Opleidingen Luchtbehandelingsinstallaties Kli-C 5 Oat deze definitie toch kan leiden tot misverstanden zal duidelijk zijn. Bij de sys- teemkeuze is deze les gekozen voor een luchtbehandelingskast die de ventilatie verzorgt. Omdat ook de warmte- en koudeopwekking in dezelfde machinekamer staan is dit centraal. Echter, in een nieuw te bouwen ziekenhuis zijn verschillende afdelingen en bouwkundige delen voorzien van een luchtbehandelingskast. Moe- ten we hier dan spreken van centraal of niet-centraal? De verwarming thuis wordt centrale verwarming genoemd, terwijl de warmtetoevoer decentraal is uitgevoerd. 5.1.1 LUCHTBEHANDELINGSKAST De verkrijgbare luchtbehandelingskasten bestaan uit een ventilator, die de lucht in de juiste hoeveelheid en met de juiste druk uitblaast. Het behandelen van de lucht bestaat uit het verwarmen, koelen, bevochtigen en ontvochtigen. Een filter zorgt voor het reinigen van de lucht en de eventuele mengsectie voor het mengen van retourlucht met buitenlucht. In het geval dat er warmteterugwinning plaatsvindt is het warmtewiel of de kruisstroomwisselaar aangebracht in een aangebouwde kast, waar ook de ventilator voor de retourlucht is gemonteerd. Deze luchtbehandelingskasten worden in een grote varietelt en samenstelling aangeboden. In figuur 3 is een luchtbehandelingskast afgebeeld met aan de toevoerkant een aanzuig met filter, warmtewiel, voorverwarmer, koeler, naverwarmer en ventilator. Aan de afvoerkant bevindt zich een filter, een warmtewiel en een afvoerventilator.7363_050 Figuur 3 Luchtbehandelingskast met warmtewiel en verwarmingkoeling en naverwar- mingsbatterij 5.1.2 ENKELKANAALSYSTEEM De naam enkelkanaalsysteem suggereert dat er ook een tweekanaalsysteem is. Omdat dit systeem al jaren in onbruik is wordt dit verder niet behandeld. De naam enkelkanaalsysteem leeft voort als een systeem dat voornamelijk in gebruik is als 'topkoelinq' -9 -

a Reed Business OpLeidingen Luchtbehandelingsinstallaties Kli-C 5 Bij dit systeem wordt in de luchtbehandelingskast de toegevoerde lucht in de zomer toegevoerd op bijvoorbeeld 18 DC. Er ligt aan een dergelijk systeem geen koellastberekening ten grondslag. In de praktijk veroorzaken deze systemen klachten, omdat ruimtes soms als te warm worden ervaren. Wanneer het in andere ruimtes te koud wordt, dan fun- geert de verwarming als naverwarming. Een enkelkanaalsysteem voert de lucht vaak toe middels lijnroosters, die aan de gevelzijde zijn gemonteerd. Samen met de thermische stromingen zorgt dit voor een goede luchtverdeling (zie figuur 4). u •- t n\ n\ In t l'U-Ci5 ---.... Figuur 4 5.1.3 VARIABELVOLUMESYSTEEM (VAV) Wanneer de individuele ruimte of moduul nabehandeld moet worden, dan zijn er twee mogelijkheden. Meer of minder lucht of een hogere of lagere tempera- tuur. Middels een VAV-systeem wordt de luchthoeveelheid aangepast aan de koel- of verwarmingsvraag. Een temperatuurvoeler in de ruimte meet de tern- peratuur en vergelijkt deze waarde met de gewenste. Via een eigen regelaar berekent deze de gewenste luchthoeveelheid. Elke VAV-unit is voorzien van een meetkruis. Oit instrument meet de dynami- sche druk en rekent deze om naar de luchthoeveelheid. Zo wordt de werkelijke en de gewenste waarde bepaald. Een stelmotor draait de luchtregelklep zoda- nig, totdat de juiste waarde is bereikt. Soms worden deze units uitgevoerd met een naverwarmer. Omdat dit een vorm van energie vernietigen is, wordt deze oplossing afgeraden.7363_050 - 10 -

(J.. Reed Business Opleidingen Luchtbehandelingsinstallaties Kli-C 5 5.1.4 VAV-INDUCTIE-UNITS Induceren van lucht is een ander woord voor meenemen van lucht. Bij het pas- seren van de regelklep ontstaat er in deze units een hoge luchtsnelheid. Door de ejecteurwerking wordt er nu lucht aangezogen uit de ruimte als gevolg van de onderdruk. Het principe berust erop dat een luchtstraal de omliggende lucht meeneemt en zo in beweging brengt. De lucht die wordt meegenomen en zich zo mengt met de luchtstraal, wordt geTnduceerde lucht genoemd. Door de inducerende werking wordt de totale hoeveelheid lucht die wordt ingeblazen groter en bij een kleine koel- of verwarmingslast is dit een voordeel. Het variabelvolumedeel werkt zoals hiervoor omschreven bij paragraaf 5.1.3 Variabelvolumesysteem. 5.1.5 INDUCTIE-UNITS Zoals hiervoor al omschreven, wordt er in de inductie-units gebruikgemaakt van het luchtinductieprincipe. Dit systeem werd in de jaren zestig en zeventig toege- past als units die langs de gevel werden geplaatst. De tegenwoordige inductie- units zijn gemonteerd in het plafond (figuur 5 en 6). Positionering Figuur 5 Positionering haaks op gevel7363_050 - 11 -