kleintje_stooklijn_optimalisering-2008

Stooklijnoptimalisatie in bestaande gebouwen Stooklijn luchtblaastemperatuur centrale luchtbehandeling 26 24 22 20 18 16 14 12 10

-10

..

. .

Kantelpunt

.

. .

.

Minimum inblaas

.

-

t-inblaas[ยบC]

k e n n i s i n s t i t u u t v o o r d e i n s ta l l at i e s e c to r

ISBN- 978-90-5044-169-8

KLEINTJE

-5

0

.

5

10

15

t-buiten[ยบC]

Voor wijziging

.

20

25

Na wijziging

30

35

ISSO

Kennisinstituut voor de Installatiesector

Kruisplein 25 3014 DB Rotterdam Postbus 577 3000 AN Rotterdam Tel. 010-2065969 Fax 010-2130384 E-mail: isso@isso.nl

ISSO houdt zich bezig met het identificeren van kennisvragen binnen de installatiesector, het ontsluiten en toegankelijk maken van deze kennis in de vorm van praktische ISSO-publicaties en het bevorderen van het gebruiken van ISSO-publicaties als normstellende richtlijnen.

De in ISSO deelnemende organisaties zijn: ONRI: Organisatie van advies- en ingenieursbureaus PIT: Stichting Promotie Installatietechniek TVVL: Nederlandse Technische Vereniging voor Installaties in Gebouwen UNETO-VNI: Ondernemersorganisatie voor de installatiebranche en de technische detailhandel VABI: Vereniging voor Automatisering in de Bouw- en installatietechniek Het zakboekje Kleintje Stooklijn­ optimalisatie is ontwikkeld in opdracht en met een financiële bijdrage van

SenterNovem, Stichting ISSO en degenen die aan de samenstelling van deze publicatie hebben medegewerkt sluiten iedere aansprakelijkheid uit voor zowel schade die mocht voortvloeien uit het gebruik van de publicatie als schade die zou kunnen ontstaan als gevolg van eventuele (druk-)fouten, onvolledigheden en onvolkomenheden van deze publicatie.

Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze publicatie mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen of enige andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van het bestuur van Stichting ISSO.

De werkvelden van ISSO zijn: Luchtbehandeling/koeltechniek Verwarming Algemene techniek Water & Gas/Sanitair Elektro & ICT Energie & Milieu

De redactie van dit zakboekje bestond uit: De heer ing. P.A. Elkhuizen GTI West Utiliteit B.V. Mevrouw ir. J.W.M. Hooijschuur SenterNovem De heer ir. C.B. Maliepaard ISSO, kennisinstituut voor de (projectcoördinator) installatiesector De heer ing. T. van Oossanen Van Beek Ingenieurs

Stichting ISSO en degenen die aan de samenstelling van deze publicatie hebben medegewerkt, hebben een zo groot mogelijke zorgvuldigheid betracht bij zowel het verzamelen als bij het verwerken en opstellen van de in deze publicatie vervatte gegevens. Nochtans moet niet worden uitgesloten, dat deze publicatie onvolledig is of dat zij onjuistheden of onvolkomenheden bevat. Degene die van deze publicatie en de daarin vermelde gegevens gebruik maakt, aanvaardt dan ook daarvoor zelf het risico.

ISSO voorziet de installatiesector van de benodigde kennis voor de dagelijkse installatiepraktijk. Op basis van de geïdentificeerde kennisvraag worden goed toegankelijke ISSO-publicaties ontwikkeld. Ondersteunende instructiebijeenkomsten, digitale producten en overige diensten helpen de sector om deze kennis in de praktijk toe te passen. Samengevat staat ISSO voor: vaststelling van de kennisvraag, kennisontwikkeling en kennisoverdracht.

Voorzover het maken van kopieën uit deze publicatie is toegestaan op grond van artikel 16h t/m 16m Auteurswet 1912 jo het Besluit van 27 november 2002, Stb 575, dient men de daarvoor wettelijk verschuldigde vergoedingen te voldoen aan de Stichting Reprorecht (Postbus 3060, 2130 KB Hoofddorp).

All rights reserved. No part of this publication may be reproduced, stored in a retrieval system, or transmitted in any form by any means, electronic, mechanical, photocopying, recording or otherwise, without the written permission of the foundation ISSO. Op alle publicaties van Stichting ISSO zijn de Algemene Leveringsvoorwaarden van toepassing.

Deze kunt u lezen op www.isso.nl of opvragen bij Stichting ISSO. Aanvullingen en eventuele errata zijn te raadplegen via onze website: www.isso.nl Eventuele opmerkingen en vragen kunnen doorgegeven worden aan ISSO, Postbus 577, 3000 AN Rotterdam, e-mail: isso@isso.nl © Stichting ISSO – Rotterdam, december 2008

Overzicht van de ISSO-kleintjes: Kleintje Stooklijnoptimalisatie (2009) Kleintje GAS (2008) Kleintje U- en Rc Waarden (2007) Kleintje Legionellapreventie (2007) Kleintje Cv (2006) Kleintje Binnenklimaat (2006) Kleintje Warmteverlies voor Woningen (2005) Kleintje Vloerverwarming (2005) Kleintje Inregelen (2004) Kleintje Water (2003)

Voor meer informatie over ISSO-publicaties en andere diensten kunt u de webiste www.isso.nl raadplegen.

stooklijn.book Page 1 Wednesday, February 4, 2009 4:03 PM

Kleintje Stooklijnoptimalisatie in bestaande gebouwen

ISBN: 978-90-5044-169-8

stooklijn.book Page 3 Wednesday, February 4, 2009 4:03 PM

INHOUDSOPGAVE Voorwoord Begrippenlijst

5 7

1

Inleiding

13

2

Opbouw Kleintje Stooklijnoptimalisatie

15

3

Achtergronden bij stooklijn-optimalisatie (ISSO-publicatie 68) 17

4

In welke situaties kan stooklijn-optimalisatie toegepast worden?

25 4.1 Welke klimaatinstallaties zijn geschikt?

25 4.2 Welke aanleidingen zijn er om tot stooklijnoptimalisatie over te gaan?

28

5

Belangrijke project-organisatorische en technische overwegingen

31

6

Stappenplan stooklijnoptimalisatie

35

7

Effecten van stooklijnoptimalisatie

43

8

Een praktijkvoorbeeld

47

Literatuurlijst

57

ISSO-kleintje

3

Stooklijnoptimalisatie

stooklijn.book Page 4 Wednesday, February 4, 2009 4:03 PM

ISSO-kleintje

4

Stooklijnoptimalisatie

stooklijn.book Page 5 Wednesday, February 4, 2009 4:03 PM

VOORWOORD Het verband tussen comfort, energiegebruik en stook-koellijnen in klimaatinstallaties in utiliteitsgebouwen is het onderwerp dat centraal staat in ISSO-publicatie 68: 'Energetisch optimale stooken koellijnen' (2002). In deze publicatie is een methode ontwikkeld waarbij de wisselwerking tussen stook-koellijnen enerzijds en energiegebruik/comfort anderzijds in kaart is gebracht. Er wordt inzichtelijk gemaakt dat door het optimaal instellen van de stook- en koellijn er zowel een energiebesparing als comfortverbetering te behalen is. In de brochure 68.1 'Comfortverbetering en energiebesparing zonder hoge investeringen' (2004) staan succesvolle voorbeelden.

In de praktijk blijkt dat de methode uitstekend geschikt is voor nieuwbouw, maar vaak moeilijk aansluit op bestaande utiliteitsbouw. Juist in de bestaande bouw is de meeste 'winst' te behalen als het gaat om energiebesparing en comfortverbetering.

Deze bottle-neck was voor SenterNovem aanleiding om op zoek te gaan naar een aanpak voor stooklijnoptimalisatie die beter aansluit bij de bestaande bouw. Een aanpak waarbij de kennis uit ISSO-publicatie 68 vertaald wordt in een eenvoudige, meer praktische methode voor stooklijnoptimalisatie. Van Beek Ingenieurs in Arnhem kreeg van SenterNovem opdracht deze methode te ontwikkelen.

De methode voor stooklijnoptimalisatie is succesvol in een drietal gebouwen toegepast. Dit succes is voor SenterNovem aanleiding om een ISSO-kleintje Stooklijnoptimalisatie te laten ontwikkelen als aanvulling op ISSO- publicatie 68. Hiermee wordt een handig en compact hulpmiddel geboden aan de installateur/installatieadviseur en het onderhoudsbedrijf die zich bezig houden met onderhoud, adviseren of inregelen van klimaatinstallaties.

Het Kleintje Stooklijnoptimalisatie is ontwikkeld door ing. T. van Oossanen (Van Beek Ingenieurs), ing. P.A. Elkhuizen (GTI) onder eindredactie van ir. C.B Maliepaard (ISSO) en ir. J. W.M. Hooijschuur (SenterNovem).

ISSO-kleintje

5

Stooklijnoptimalisatie

stooklijn.book Page 6 Wednesday, February 4, 2009 4:03 PM

ISSO-kleintje

6

Stooklijnoptimalisatie

stooklijn.book Page 7 Wednesday, February 4, 2009 4:03 PM

BEGRIPPENLIJST Afgifte De opgewekte en gedistribueerde warmte of koude afgestaan door een eindapparaat ten behoeve van ruimteverwarming of koeling.

Centrale koeling Installatie voor ruimtekoeling waarbij de centraal opgewekte koude door een distributiesysteem in meer dan ĂŠĂŠn ruimte wordt afgegeven.

Centrale koudelevering Levering van koude die in de luchtbehandelingskast aan de mechanische toevoerlucht wordt toegevoerd.

Centrale luchtbehandeling Centrale behandeling (verwarmen/koelen/bevochtigen/ontvochtigen/filteren) van de mechanische toevoerlucht in de luchtbehandelingskast.

Centrale warmtelevering Levering van warmte die in de luchtbehandelingskast aan de mechanische toevoerlucht wordt toegevoerd.

Eindapparaat Onderdeel van de klimaatinstallatie gelegen in de ruimte die zorg draagt voor de afgifte van warmte en koude aan de ruimtelucht.

Energiebehoefte De energie die ten behoeve van de klimatisering door de opwekkingsinstallatie moet worden geleverd.

Energiegebruik De energie die ten behoeve van de klimatisering door de opwekkingsinstallatie wordt gebruikt, rekening houdend met de verliezen van de installatie.

ISSO-kleintje

7

Stooklijnoptimalisatie

stooklijn.book Page 8 Wednesday, February 4, 2009 4:03 PM

Energiegebruik voor koeling De energie benodigd om de koelbehoefte, inclusief de verliezen van de installaties, te dekken.

Energiegebruik voor verwarming De energie benodigd om de warmtebehoefte, inclusief de verliezen van de installaties, te dekken.

Free cooling Het benutten van het koelend vermogen van de buitenlucht.

Inblaastemperatuur Temperatuur van de mechanische toevoerlucht waarmee de eindapparaten in de ruimten worden gevoed.

Inductieapparaat Toestel voor ruimteverwarming/koeling waarin secundaire lucht wordt ge誰nduceerd door met hoge snelheid toevoeren van primaire lucht en de warmte/koude door convectie aan de ruimte wordt afgegeven.

Individuele naregeling Op vertrekniveau kan het debiet of de temperatuur van het medium worden nageregeld op basis van een ruimtethermostaat.

Interne warmtebelasting De warmtestroom die in de ruimte wordt ontwikkeld als gevolg van de warmteafgifte van personen, apparatuur en verlichting.

Kantelpunttemperatuur Buitentemperatuur waarbij het gebouw en de daarin gehuisveste organisatie in thermisch evenwicht is met zijn omgeving.

Gemiddeld genomen is bij deze buitentemperatuur de warmteen koelvraag van het gebouw gelijk aan nul.

Klimaatinstallatie Installatie gericht op het scheppen van het juiste binnenklimaat voor het verblijven of werken in een gebouw.

ISSO-kleintje

8

Stooklijnoptimalisatie

stooklijn.book Page 9 Wednesday, February 4, 2009 4:03 PM

Koelbehoefte Benodigde hoeveelheid koelenergie voor het op de ingestelde temperatuur houden van de gekoelde ruimte door de klimaatinstallatie.

Koellijn Verband tussen mediumtemperatuur en de buitentemperatuur.

De koellijn is een uitgangspunt voor de regeling waarmee de koudelevering van de klimaatinstallatie wordt afgestemd op de koelbehoefte van het gebouw.

Lokale warmtelevering Levering van warmte aan de ruimtelucht via de lokale eindapparaten voor koeling.

Lokale koudelevering Levering van koude aan de ruimtelucht via de lokale eindapparaten voor koeling.

Luchtbehandeling Proces waarbij de ventilatielucht ĂŠĂŠn of meer van de volgende behandelingen ondergaat: verwarmen, koelen, bevochtigen, ontvochtigen en reinigen.

Luchtbehandelingskast (LBK) Onderdeel van de klimaatinstallatie waarin de ventilatielucht de luchtbehandeling ondergaat.

Luchtinblaasrooster Eindapparaat gekoppeld aan het luchtkanaal dat ervoor zorgt dat de mechanische toevoerlucht aan de ruimten wordt toegevoerd.

Mechanische ventilatie Ventilatie die met behulp van een ventilator tot stand wordt gebracht.

ISSO-kleintje

9

Stooklijnoptimalisatie

stooklijn.book Page 10 Wednesday, February 4, 2009 4:03 PM

Opwekker Installatie ten behoeve van de opwekking van warmte, koude of elektriciteit.

Organisatie Het bedrijf dat in het gebouw gevestigd is of de mensen die er worden gehuisvest.

Overgangsgebied Een temperatuurinterval van de buitentemperatuur waarbij volgens de vastgestelde stook- en koellijn geen centrale luchtbehandeling plaatsvindt.

Overgangsseizoen Periode die twee maal per jaar optreedt waarbij het verwarmingsseizoen en het koelseizoen in elkaar overgaan.

Primair energiegebruik Het energiegebruik herleid naar de hiervoor benodigde hoeveelheid fossiele brandstof.

Primaire inblaaslucht De mechanische toevoerlucht die in de luchtbehandelingskast is geconditioneerd en via de eindapparaten de ruimten wordt ingeblazen.

Recirculatiefactor Verhouding tussen luchtdebiet voor recirculatie en het totale luchtdebiet.

Setpointtemperatuur Resulterende temperatuur van de ruimtelucht waarop de klimaatinstallatie de levering van warmte en koude terugregelt om er voor te zorgen dat deze setpointtemperatuur in de ruimte kan worden gehandhaafd.

Stooklijn Verband tussen mediumtemperatuur en de buitentemperatuur.

De stooklijn is een uitgangspunt voor de regeling waarmee de

ISSO-kleintje

10

Stooklijnoptimalisatie

stooklijn.book Page 11 Wednesday, February 4, 2009 4:03 PM

warmtelevering van de klimaatinstallatie wordt afgestemd op de warmtebehoefte van het gebouw.

Systeemlevering De door de klimaatinstallatie geleverde hoeveelheid warmte of koude.

Transmissiewarmteverlies Algebra誰sche som van de warmtetransporten via de begrenzingsvlakken van een ruimte.

Ventilatie De via ventilatievoorzieningen en/of infiltratie toegevoerde lucht.

Ventilatiewarmteverlies Warmteverlies ten gevolge van de lucht die op enigerlei wijze in de ruimte komt.

Ventilatorconvector Toestel voor ruimteverwarming/koeling waarbij de warmte/ koude onder invloed van gedwongen luchtstromingen convectief aan de ruimte wordt afgegeven.

Verwarmingsseizoen Jaarlijkse periode waarin in het gebouw een warmtetekort aanwezig is die door de klimaatinstallatie moet worden toegevoerd.

Warmtebehoefte Benodigde hoeveelheid verwarmingsenergie voor het op de ingestelde temperatuur houden van de verwarmde ruimte(n) door de klimaatinstallatie.

Warmteterugwinning Het terugwinnen van voelbare en latente warmte door warmte te onttrekken aan de mecha-nische afzuiglucht en via een warmteterugwinapparaat aan de mechanische toevoerlucht toe te voeren.

ISSO-kleintje

11

Stooklijnoptimalisatie

stooklijn.book Page 12 Wednesday, February 4, 2009 4:03 PM

ISSO-kleintje

12

Stooklijnoptimalisatie

stooklijn.book Page 13 Wednesday, February 4, 2009 4:03 PM

1

INLEIDING

Het primaire doel van klimaatinstallaties in utiliteitsgebouwen is het realiseren en handhaven van een goed comfort waarbij het energiegebruik zo laag mogelijk is.

Onderzoek naar comfort heeft aangetoond dat het thermische binnenmilieu een belangrijke invloed heeft op de arbeidsprestatie van werknemers. Door verbetering van het klimaatcomfort in kantoorgebouwen kan het aantal klachten en het ziekteverzuim afnemen en de arbeidsproductiviteit toenemen [1].

Onderzoek naar energiegebruik heeft aangetoond dat de bestaande utiliteitsbouw verantwoordelijk is voor een aanzienlijk deel van het energiegebruik in de gebouwde omgeving [2].

Het klimaatcomfort verbeteren en tegelijkertijd het energiegebruik terugdringen is in de praktijk niet eenvoudig gebleken.

Comfortverbeterende en energiebesparende maatregelen vergen in de regel grote financiĂŤle investeringen. Bovendien zijn ze meestal alleen kansrijk bij onderhouds- of vervangingsactiviteiten.

Het verband tussen comfort, energiegebruik en klimaatinstallatie is het onderwerp dat centraal staat in ISSO-publicatie 68 'Energetisch optimale stook- en koellijnen' (2002). In deze publicatie is een methode ontwikkeld waarbij de wisselwerking tussen energiegebruik/comfort en stook-/koellijnen in kaart is gebracht. Doel van de methode is een optimale stook- en koellijn te bepalen die gebaseerd is op een optimale afstemming tussen de gebouwbehoefte voor verwarming/koeling ĂŠn de levering van warmte en koude. Onderzoek toont aan dat een op deze wijze optimaal ingestelde stooklijn leidt tot een verbeterd comfort en verminderde energiekosten.

ISSO-publicatie 68 is in eerste instantie ontworpen voor nieuw te bouwen utiliteitsbouw. Maar ook in de bestaande bouw is deze methode toepasbaar. Vooral in gebouwen waar direct de juiste informatie over het gebouw, de klimaatinstallatie en de organisatie voorhanden is, is ISSO-publicatie 68 uitstekend toepasbaar.

Ook als er een EPA-U-maatwerkadvies is uitgevoerd, kan de methode eenvoudig toegepast worden.

ISSO-kleintje

13

Stooklijnoptimalisatie

stooklijn.book Page 14 Wednesday, February 4, 2009 4:03 PM

In gebouwen waar deze informatie niet, niet compleet of niet actueel aanwezig is, is ISSO-publicatie 68 minder geschikt. De grote hoeveelheid werk om de juiste gegevens over gebouw, installatie en organisatie boven tafel te krijgen, is het belangrijkste obstakel voor toepassing van ISSO-publicatie 68 in bestaande bouw.

Om de toepassing in bestaande bouw te vereenvoudigen en te bevorderen is de methode uit ISSO-publicatie 68 vereenvoudigd én in praktische zin aangepast. Dit betekent dat er geen omvangrijke gegevensverzameling van het gebouw, installatie en organisatie meer nodig is om toch stooklijnoptimalisatie toe te kunnen passen.

In het Kleintje Stooklijnoptimalisatie wordt deze aangepaste methode beschreven. Het innovatieve aan deze methode is dat zonder grote financiële investeringen in bestaande utiliteitsbouw toch substantiële energiebesparing en comfortverbetering te realiseren is. Kleintje Stooklijnoptimalisatie is een aanvulling op ISSO-publicatie 68 en kan onafhankelijk van ISSOpublicatie 68 gebruikt worden.

Iedere klimaatinstallatie die gebruik maakt van stooklijnen kan geoptimaliseerd worden. De in deze publicatie opgenomen methode spitst zich echter toe op installatieconcepten waarbij op vertrekniveau nageregeld kan worden voor verwarming en koeling (zie verder hoofdstuk 4).

ISSO-kleintje

14

Stooklijnoptimalisatie