INSTALLATIE EN GEREEDSCHAP
Install Magazine 953 – september 2018
Efficiënte werking van HVAC-systemen
Belven brengt installatievriendelijk oplossing voor bestaande gebouwen uit
Het Delta T systeem van Frese bestaat uit twee temperatuurvoelers en een controle-unit die de klep aanstuurt.
Belven is een specialist in de productie en verdeling van ventielen. Het Mechelse familiebedrijf is toonaangevend in de productie van kwartslagafsluiters voor gebouwentechniek, industriële pijpleidingen en tankconstructies, met activiteiten wereldwijd. Het eigen gamma wordt daarbij aangevuld met complementaire producten van toeleveranciers. Een daarvan is handige equilibragesysteem van de Deense fabrikant van dynamische regelkranen Frese.
Het belang van het juiste debiet
Om het gewenste comfort te leveren, moeten de verwarmingslichamen het juiste vermogen leveren, dat is een evidentie. Maar dat is slechts de helft van het verhaal: als de afgegeven vermogend kloppen, haalt de installatie dan wel de gewenste prestaties, maar niets zegt dat dit ook efficiënt gebeurt. Het is namelijk best mogelijk dat de debieten doorheen de verwarmingslichamen onnodig hoog zijn. Dat is om diverse redenen nadelig.
Ten eerste betekenen hoge debieten ook hoge drukverliezen. Het drukverlies stijgt namelijk als het kwadraat van het debiet. Slechts een klein overdebiet kan dus een aanzienlijk extra drukverlies betekenen. Dat drukverlies moet overwonnen worden door de pomp, en het pompverbruik verhoudt zich als een derdemachtsfunctie tot het debiet. Met andere woorden, als het debiet verdubbelt, worden de drukverliezen vier keer groter en moet de pomp acht keer zo hard werken om die watermassa te verplaatsen.
Een tweede nadeel van hoge debieten heeft te maken met de werking van condensatieketels. Om het gewenste rendement te halen, moet de retourtemperatuur laag genoeg zijn zodat condensatie optreedt. Overdebieten betekenen hogere retourtemperaturen en dus slechtere rendementen omdat het condensatie-effect onvoldoende speelt.
Tenslotte functioneren statische regelventielen slechter naarmate het debiet stijgt. Dat is slecht voor de beheersbaarheid van het systeem, en kan lawaaihinder door fluitende ventielen doen ontstaan.
Dynamische regeling als oplossing
Al de voorgaande problemen kunnen optreden, ook als de installatie overal het juiste vermogen levert. Maar in de praktijk schieten vele installaties ook op dat vlak tekort. Normaal gezien wordt een installatie ontworpen voor een buitentemperatuur van -8°C of lager, wat zich zelden voordoet. Een gemiddeld HVAC-systeem werkt dus meestal met belasting van 25 tor 75% tegenover vollast. Als die installatie statisch is ingeregeld, dan is het niet gegarandeerd dat alle circuits in deellast wel het juiste debiet ontvangen. Bij een statische inregeling worden de regelorganen namelijk vast ingesteld op het ontwerpdebiet bij vollast. Dat wil zeggen dat drukverliezen en debieten in de meeste omstandigheden niet zullen kloppen. Dat kan opgelost worden door een systeem van dynamische regeling, waarbij de regelorganen hun stand aanpassen in functie van de drukschommelingen in het systeem.
Handig energiebesparend systeem voor renovatie
In nieuwbouwprojecten is een dynamische regeling relatief eenvoudig toe te passen; in renovatie is dat anders. Behalve de complicatie van de inbouw van nieuwe ventielen, moet men dan ook nog achterhalen wat de vereiste debieten en beschikbare drukverliezen zijn om de juiste uitvoering te selecteren en om het ventiel in te stellen. De Deense fabrikant Frese, gespecialiseerd in regelsystemen voor HVAC, heeft daar een handige oplossing voor: het Delta T-systeem.
Temperatuurverschil als basisparameter
De Frese Delta T module bewaakt het temperatuurverschil tussen vertrek en retour. Als het temperatuurverschil de juiste waarde heeft, wil dat zeggen dat het vereiste debiet ook daadwerkelijk bereikt is. Over- of onderdebieten zullen namelijk leiden tot kleinere of grotere temperatuurverschillen. Het systeem bestaat uit een controlemodule en twee klemvoelers voor temperatuur. De installateur hoeft alleen de klemvoelers te monteren, en het gewenste temperatuurverschil in te stellen. De controller herkent dan automatisch de vertrek en retour, en detecteert zelf of de installatie in koel- dan wel verwarmingsbedrijf werkt.
Het werkingsprincipe is al even eenvoudig en installatievriendelijk. De Frese Delta T is bedoeld voor combinatie met gemotoriseerde ventielen (2-wegs, 3-wegs, 6-wegs) met een 0-10 V sturing. De Frese-sturing past het 0-10 V signaal continu aan om het gewenste temperatuurverschil te bereiken. Daardoor kan men dit systeem gemakkelijk toepassen in bestaande installaties, ook al is er een gebouwenbeheersysteem aanwezig. De Frese Delta T is ook geschikt voor woningstations in combinatie met warmtenetten of centrale stookplaatsen.
Bewezen in de praktijk
Temperatuurverschil is een goede parameter om het debiet te regelen. Daarbij geldt: hoe nauwkeuriger het temperatuurverschil, hoe zuiniger de installatie kan werken, zowel door een efficiëntere werking van de generator als door de besparing van de pompenergie. Veelal betekent dit ook dat er extra vermogen beschikbaar wordt, voor meer flexibiliteit in de werking en beter comfort.
Hoe het systeem zich in de praktijk gedroeg werd onderzocht in de Deense universiteit DTU, aan de hand van een koelbatterij voor een laboratoriumruimte. In de bestaande toestand hield de batterij de ruimte op de gewenste temperatuur van 21°C. Het debiet over de warmtewisselaar was 44 l/s en het temperatuurverschil was 3,1 K voor een instelwaarde van 5 K. Na de inbouw van de Frese Delta T bleef de temperatuur in de ruimte eveneens op het gewenste peil, maar werkte de koelbatterij een stuk efficiënter. Het debiet over de warmtewisselaar was gedaald tot 0,27 l/s en het temperatuurverschil was gemiddeld 5,1 K, zelfs beter dan de instelwaarde. Bovendien was het afgegeven vermogen licht verhoogd, van 5,7 kW tot 5,8 kW. De conclusie is duidelijk: met een dynamische inregeling kan men heel wat efficiëntiewinst boeken in een bestaande installatie. De Frese Delta T is daar een handig instrument: het is gemakkelijk te installeren en werkt volledig plug and play.
Door Alex Baumans
Foto’s: Belven
De resultaten van de praktijktest: het debiet verlaagt en het afgegeven vermogen stijgt. Anders gezegd: het systeem werkt veel efficiënter.
