Opleiding Duurzaam Gebouw - Leefmilieu Brussel · Voordelen ›Scheiding hygiënische lucht en...
Transcript of Opleiding Duurzaam Gebouw - Leefmilieu Brussel · Voordelen ›Scheiding hygiënische lucht en...
Leefmilieu Brussel
THEORETISCHE INLEIDING TOT KOELING
Jan Maeyens
Cenergie CVBA
Opleiding Duurzaam Gebouw :
ENERGIE
2
Doelstellingen van de presentatie
● Koude-opwekkingsprincipe
● Technieken en technologieën
● Wetgeving en normering
3
Overzicht van de presentatie
● Samenstelling koude-installatie en koelmachine
● Werking koude-installatie
● Componenten van een koelmachine
● Prestatie-indicatoren van een koude installatie
● Types koelmachines
● Types afgiftesystemen
● Energiezuinige oplossingen
● Reglementair
4
Samenstelling koude-installatie en koelmachine
Koude - installatie
Koudedistributie Koude-opwekking
Verdampen Comprimeren Condenseren Expanderen
Warmteafgifte naar de omgeving
Capaciteitsregeling
5
Werking van een koude-installatie
Werking van een koude-installatie
6
● Koelcyclus
► Condensor:
› warmte afgeven aan
de buitenomgeving
► Expansieventiel:
› drukval koelmiddel
► Verdamper:
› warmte opnemen
› het eigenlijke koelelement
► Compressor:
› drukverhoging
› drijvende kracht
7
● Verdamper
● Condensor
● Compressor
● Expansieventiel
Bespreking componenten
8
● Volgens verdamperklassen :
► Natte verdamper, indirect
► Droge of directe verdamper (dx)
≠ direct of indirecte koeling
● Volgens secundair medium:
► Water (Chiller)
► Lucht (Batterij)
Bespreking componenten : Verdamper
9
● Watergekoelde condensor
► Koeltoren
› Open kring
› Gesloten kring
› Hybride kring
► Rivierwater
► Geothermie
Bespreking componenten : Condensor
10
● Luchtgekoelde condensor
► Warmte wordt overgedragen naar buitenlucht
Bespreking componenten : Condensor
11
Bespreking componenten : compressor
Mechanische compressor
Centrifugaal Verdringer
Roterend
Rolzuiger Scroll Schroef
Zuiger
12
Bespreking componenten : Compressor Types van
compressoren
Vermogenbereik kW Energieprestaties
Scrollcompressor 3 tot 100kW -Weinig bewegende delen
-Goed gedrag bij deellast
Zuigercompressor
1. Open
2. Semi-hermetisch
3. Hermetisch
10kW – 1000kW
10kW – 100kW
1kW – 10kW
-Zeer goede prestaties op
deelbelasting
-Lage investeringskosten
Schroefcompressor Van 100 tot 1200kW -Compacte bouw
-Capaciteitsregeling
-Grote drukverhouding per trap
-Laag onderhoudskosten
Centrifugaalcompressor Van 1000 tot 4000kW -Geringe afmetingen
-Goede regelbaarheid
-Lange levensduur
-Rustige bedrijf
-Lage onderhoudskosten
Bron ATIC – Commissie Technische
Onderwijs
Toegepaste energietechniek,
13
Bespreking componenten : Compressor
Werking scrollcompressor http://www.youtube.com/watch?v=lRHkzSdjcFE&feature=related
Werking zuigercompressor http://www.pneumatica.be/tweede-
graad/tweede-graad-02.htm
Werking schroefcompressor http://www.youtube.com/watch?v=WFZ1bh
FEh2U&feature=related
Werking centrifugaalcompressor
14
● Functie
► Drukverlaging koudemiddel
► Vloeistofslag tegengaan
● Types
► Thermostatisch expansieventiel
› mechanisch gestuurd ventiel
› temperatuursensor bepaalt de uittredetemperatuur van de
verdamper en stuurt hierdoor het expansieventiel open
Bespreking componenten : expansieventiel
15
● Functie
► Drukverlaging koudemiddel
► Vloeistofslag tegengaan
● Types
► Elektronisch expansieventiel
› Stappenmotor stuurt ventiel
› Betere regeling oververhittingstemperatuur en drukverschil
› Debiet koudemiddel i.f.v. maximalisering koelcapaciteit
› Condensatietemperatuur verlaagt
› EER stijgt
Bespreking componenten : expansieventiel
16
● EER
► Energy Efficiency Ratio volgens Eurovent
► Verhouding koelvermogen/opgenomen elektrisch vermogen
► Theoretisch rendement
► Bepalend voor energieklasse
Prestatie koude-installatie
17
● SPF of SEER
► Seasonal Performance Factor
► Praktisch rendement
► Gemiddelde EER op jaarbasis
► Ook wel SEER genoemd
► Of ESEER : European Seasonal Energy Efficiency Ratio
► SEER = A . EERa + B . EERb + C .EERc + D . EERd
› Met A = 0.03; B = 0.33; C = 0.41 en D = 0.23
› 6-C003-2006 : testprocedures voor deelbelasting
› SEER: Classificatie in klasses A+++ tot D (vroeger A tot G)
Prestatie koude-installatie
18
Prestatie koude-installatie (< 12kW elek)
Energie-efficiëntie SEER (koeling) SCOP (verwarming)
19
● EU Ecolabel
► Naast beperkte EER eisen
► Uitsluiten bepaalde chemische componenten (CD, Pb, Hg,
…)
► Duidelijke handleiding
► Vermelding geluidsniveau
► Reserve onderdelen te verkrijgen tot 10 jaar na verkoop
► GWP koelmiddel < 2000
► Koudedrager mag niet schadelijk zijn voor milieu en
gezondheid
Prestatie koude-installatie
20
● Directe expansie (verdamper in de te koelen ruimte)
► Split
► Multi-Split
► VRV
● IJswatermachine (indirecte koeling)
► Chiller met aparte condensor
► Monobloc
► Ijswater naar batterij in luchtgroep of eindeenheden
● Reversibel versus enkel koelen
● Absorptiekoelmachine
Types koelmachines
21
● Condensing unit
► Compressor
► Condensor
► Regel-, schakel- en beveiligingsapparatuur
► Buitenopstelling
● Verdamperseenheid
► Verdamper-batterij
► Expansieventiel
► Luchttoevoer-ventilator
► Binnenopstelling
● Verbinding tussen beide d.m.v. koelleidingen en
stuurstroomkabel
Types koelmachines : Split systeem
22
● Eén condensing unit waarop meerdere
verdamperunits aangesloten worden
● Verdamperunits individueel regelbaar
● Types
► Meerdere compressoren
› Grote zekerheid van koeling
› Beperkt aantal binnendelen
► Eén compressor
› Geen capaciteitsregeling
› Trapsgewijze aanpassen capaciteit
› Traploos-geregelde compressor (inverterregeling)
Types koelmachines : Multi Split systeem
23
● Variable Refrigerant Volume
● Goede afstemming tussen capaciteit en belasting
► Inverterregeling van de compressor
► Verdampingsdrukregeling
► Condensordrukregeling
► Koelen en verwarmen tegelijk mogelijk
► Warmterecuperatie mogelijk
Types koelmachines : VRV Multi Split systeem
24
● Koel- en luchttechnische onderdelen
ondergebracht in één omkasting
● Types
► Verrijdbare units
► Raamkoelers
► Dakunits
► Units voor binnenopstelling
Types koelmachines : Monobloksysteem
25
● Reversibel airconditioning : verwarmen met airco
Types koelmachines : Reversibel vs. enkel koelen
26
● Mechanische compressor
► Gebaseerd op absorptiemiddel
● Componenten
► Absorber
► Oplossingspomp
► Generator
► Expansiekraan
● Toepassing
► Geluidsarm
► Geen elektrische compressor vereist
► Restwarmte beschikbaar (proces, zon, …)
Types koelmachines : Absorptiekoelmachine
27
● Ventilo-convectoren
► Wand
► Plafond
► Vloer
Afgiftesystemen
28
● Koelbalken
► Statische koelbalk
› Passief: natuurlijke convectie
► Dynamische koelbalk (open en gesloten type)
› Actief: inductie met verse lucht
Afgiftesystemen
29
● Koelbalken
► Voordelen
› Scheiding hygiënische lucht en koeling (statische balk)
› Geen lawaai (statische balk)
› Hoge temperatuur -> goede EER
› Warmtedragende vloeistof = water
► Nadelen
› Actief: inductie met verse lucht
› Hoge kostprijs
› Koude luchtstroom (statische balk)
Afgiftesystemen
30
● Koelbatterij in luchtgroep
► Opgebouwd uit koperen buizen en koperen lamellen
Afgiftesystemen
31
● Koelplafond
► Geschikt voor hoger temperatuursregime
► Mogelijkheid tot free-chilling
► Beperkt vermogen (90W/m²)
Afgiftesystemen
32
● Betonkernactivering (BKA)
► Opslag van thermische energie in de gebouwmassa
► Koellast verdelen over langere tijdstippen
Afgiftesystemen
33
● Betonkernactivering (BKA)
► Laag vermogen (20...35 W/m²)
► Kan ook gebruikt worden om te verwarmen
Afgiftesystemen
34
● Free-chilling
● Adiabatische koeling
● Warmterecuperatie
Energiezuinige oplossingen
35
● Free-chilling
► Enkel energieverbruik door :
› Circulatiepomp
› Eventueel ventilator condensor of koeltoren
► Meerkost: platenwarmtewisselaar, leidingen, regeling, …
Energiezuinige oplossingen
36
● Adiabatische koeling
► Het verdampen van water koelt de inkomende lucht af
► Moeilijk te controleren comfort
► Werkt niet bij hoge relatieve luchtvochtigheid
► Opletten met legionella en onderhoud
Energiezuinige oplossingen
37
● Warmterecuperatie
► Recuperatie ijswater
› Voorverwarming ventilatielucht
› Koeling koelplafonds
› Enkel interessant tijdens tussenseizoen
Energiezuinige oplossingen
38
● Warmterecuperatie
► Recuperatie aan de condensor
› Voorverwarming sanitair warm water
Energiezuinige oplossingen
39
● De basis
► (Vermijden)
► Vermogen goed inschatten
► Hoge SEER
► Zoveel mogelijk free-chilling
► Zoveel mogelijk op hoge temperatuur
► Goede regeling (monitoring en bijsturing)
● Zie info-fiche hernieuwbare koeling
Energiezuinige oplossingen
40
● Koudemiddelen
● EPB
Reglementair
41
● Koelmiddel koelvloeistof
● Chloormoleculen breken ozonlaag af
● Types
► CFK’s: verboden
► HCFK’s: bv. R22, verboden
► HFK’s: bv. R410A, goed voor ozonlaag, slecht voor
klimaat (Greenhouse Warming Potential)
► Ammoniak
► …
Reglementair : koudemiddelen
Koelmiddel Type GWP (IPCC4)
R22 HCFK 1810
R410A HFK 2090
R407C HFK 1525
R32 HFK 675
HFO1234ze HFK 6
HFO1234yf HFK 4
Propane (R290) Niet-HFK <3
CO2 (R744) Niet-HFK 1
Ammoniak (R717) Niet-HFK 0
42
● Grote impact op E-peil
● Geen onderscheid tussen topkoeling of full airco
● Indien geen actieve koeling: fictief koelverbruik
Reglementair : EPB
43
Nuttige hulpmiddellen, websites, enz. :
● Energie+: http://www.energieplus-lesite.be
● Info Koeltechniek IBGE-BIM:
► http://www.leefmilieubrussel.be/Templates/Professionnels/info
rmer.aspx?id=32474
► www.leefmilieubrussel.be/gidsduurzamegebouwen > ENE9
● Toegepaste Energietechniek deel 1, 2005, J.
Ouwehand, T.J.G. Papa, E. Post, A. C. Taal
● ATIC cursus cyclus IV, deel koudeproductie
44
Om te onthouden van de presentatie
● Werking van een koude-installatie
● Onderdelen van een koelcyclus
● Types koelmachines
● Types afgiftesystemen