Tm0314

Maart 2014 | Jaargang 43 | Nr 3

De moderne energiehuishouding van Mitsubishi Electric

JAARGANG 43 NR.3 TVVL MAGAZINE MAART 2014

Duurzaam verwarmen ĂŠn koelen met gratis energie

Tot 75 % uit de lucht (opgeslagen warmte)

Goed licht voor ouderen

Zonnepanelen

De warmtepomp gebruikt: 3 kW uit de lucht 1 kW uit het stopcontact

Energiebesparing in musea ECOdesign, meer dan een label

Binnentemperatuur: + 21 °C 25 % groene energie uit het stopcontact (aandrijfstroom voor warmtepomp) 4 kW Verwarmingsenergie Watertemperatuur

Zeewaardige installatietechniek

Watertemperatuur

LIVING ENVIRONMENT SYSTEMS

Verwarmen en koelen

Sanitairwarmwater

Radiatoren

Vloerwarming

Zonnepanelen

Draadloos regelen

Bekijk onze duurzame oplossingen op: www.ecodan.nl ME Adv. Ecodan-210x297mm.indd 1 TM0314_cover.indd 1

06-02-14 16:32

6-3-2014 13:05:49

Hoe ver bent u met BIM? TROX GAAT „DE LUCHT IN“ MET DE X-CUBE LUCHTBEHANDELINGSKAST

“De experts van Rensa staan voor u klaar.”

TROX X-CUBE Na een intensieve periode van voorbereiding en ontwikkeling is TROX in 2013 succesvol gestart met de levering van 85 X-CUBE luchtbehandelingskasten voor het Medisch Spectrum Twente.

Voor ons het moment om u het resultaat van onze inspanningen te laten zien. Gaat u mee met TROX “de lucht in”?

Fabrieksbezoek Anholt Wij nodigen u graag uit voor een TROX fabrieksbezoek in Duitsland. De TROX X-CUBE fabriek ligt op ca. 1 uur rijden vanaf Utrecht net over grens bij Arnhem. U krijgt deze dag een indruk van de in 2011 geopende fabriek met ruim 15.000 m² productieoppervlakte. Qua techniek één van de modernste productiefaciliteiten in Europa.

Uiteraard krijgt u de mogelijkheid om het productieproces te bezichtigen en vragen te stellen.

Heeft u interesse?

U kunt kiezen uit de volgende data, 20 maart, 22 mei en 2 oktober in 2014.

Meer informatie: Sylvia Vermeulen | T 0183-767314 Aanmelden: www.trox.nl/registratie of QR code

Als groothandel gespecialiseerd in verwarming en ventilatie gaat Rensa verder dan alleen een perfecte levering. Neem bijvoorbeeld BIM. Onze engineers van de Afdeling Techniek werken dagelijks in het BIM-proces en kunnen u op verschillende manieren bijstaan met kennis en advies.

Zit u met vragen over BIM of heeft u behoefte aan ondersteuning in uw BIM-project? Aarzel niet en neem contact met ons op via techniek@rensa.nl of kijk op www.rensa.nl/BIM voor meer informatie.

www.trox.nl TM0314_omslag_binnen_02_51.indd 2

Rensa_BIM_Installateurszaken .indd 1

4-3-2014 9:36:47 05-02-14 14:28

Inhoudsopgave REDACTIERAAD: Drs.ir. P.M.D. (Martijn) Kruijsse (voorzitter) Mw. dr. L.C.M. (Laure) Itard M. (Michiel) van Kaam Ing. J. (John) Lens H. (Henk) Lodder G.J. (Geert) Lugt Mw. drs. C. (Carina) Mulder W. (Will) Scheffer Mw. drs.ir. I. (Ineke) Thierauf Ing. J. (Jaap) Veerman Ing. R (Rienk) Visser Ing. F.J. (Frank) Stouthart (eindredacteur) REDACTIE: Drs.ir. P.M.D. (Martijn) Kruijsse (voorzitter) Ing. J. (John) Lens Mw. drs. C. (Carina) Mulder Ing. F.J. (Frank) Stouthart (eindredacteur) REDACTIE-ADRES: TVVL: De Mulderij 12, 3831 NV Leusden Postbus 311, 3830 AJ Leusden Telefoon redactie (033) 434 57 50 Fax redactie (033) 432 15 81 Email c.mulder@tvvl.nl

TVVL MAGAZINE Maart 2014 PRAKTIJKEVALUATIE THERMISCH COMFORT BETONKERNACTIVERING

4

Dr.ir. C.J. (Kees) Wisse, DWA

ENERGIEBESPARING IN MUSEA DOOR SETPOINTSTRATEGIEËN Ir. M.P.E. (Marco) Maas, ir. R.P. (Rick) Kramer, dr.ir. M.H.J. (Marco) Martens, dr.ir. A.W.M. (Jos) van Schijndel, dr.ir. H.L. (Henk) Schellen

12

GASWARMTEPOMPEN Ir. J.E. (Jan Ewout) Scholten, ir. P. (Piet) Jacobs, ing. R.C. (Rob) Goes en S. (Simon) Kamerbeek

16

UITGAVE: Merlijn Media BV Zuidkade 173, 2741 JJ Waddinxveen Telefoon (0182) 631717 Email info@merlijnmedia.nl www.merlijnmedia.nl

ECODESIGN, MEER DAN EEN LABEL

SECRETARIAAT: Email info@merlijnmedia.nl

Ing. H.J.J. (Jan) Meutzner 26

ABONNEMENTEN: Merlijn Media BV Telefoon (0182) 631717 Email info@merlijnmedia.nl Benelux € 109,Buitenland € 212,Studenten € 87,Losse nummers € 18,Extra bewijsexemplaren € 13,-

RAAK-PRO INSTALLATIES 2020

Ir. P.B.A (Patrick) Jansen, G. (Gerard) van den Berg 20

GOED LICHT VOOR HET OUDER WORDENDE OOG

Ing. H. (Henk) Zwanenburg, dr.ir. L. (Laure) Itard

PREPRESS: Yolanda van der Neut DRUK: Ten Brink, Meppel ISSN 0165-5523

INTERVIEW: THEO OCKHUIJSEN

INTERVIEW PROJECTBESCHRIJVING ACTUEEL DE OPINIE VAN... MAXIME VERHAGEN UITGELICHT REGELGEVING INTERNATIONAAL SUMMARY VOORBESCHOUWING AGENDA

32 36 39 42 43 47 48 49 49 50 PROJECT: ROTTERDAM WORLD GATEWAY

© TVVL, 2014 Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, microfilm of op welke andere wijze dan ook, zonder schriftelijke toestemming van de uitgever. Publicaties geschieden uitsluitend onder verantwoording van de auteurs. Alle daar in vervatte informatie is zorgvuldig gecontroleerd.

De auteurs kunnen echter geen verantwoordelijkheid aanvaarden voor de gevolgen van eventuele onjuistheden.

26

44

Het abonnement wordt geacht gecontinueerd te zijn, tenzij 2 maanden voor het einde van de abonnementsperiode schriftelijk wordt opgezegd.

ADVERTENTIE-EXPLOITATIE: Merlijn Media BV Ruud Struijk Telefoon (0182) 631717 Email r.struijk@merlijnmedia.nl

LICHT VOOR OUDEREN

REVIEWED: Artikelen in TVVL Magazine zijn beoordeeld ‘door redactieraadleden’.

De uniforme ‘peer review’ waarborgt de onafhankelijke en kwalitatieve positie van TVVL Magazine in het vakgebied. Een handleiding voor auteurs en beoordelingsformulier voor de redactieraadleden (‘peer reviewers’) zijn verkrijgbaar bij het redactie-adres.

32 36

TVVL Magazine is het officiele orgaan van TVVL Platform voor Mens en Techniek. De vereniging, opgericht op 26 mei 1959, heeft tot doel de bevordering van wetenschap en techniek op gebied van installaties in gebouwen en vergelijkbare objecten. Als lid kunnen toetreden personen, werkzaam (geweest) in dit vakgebied, van wie mag worden verwacht, dat zij op grond van kennis en kunde een bijdrage kunnen leveren aan de doelstelling van de vereniging. Het abonnement op TVVL Magazine is voor leden en begunstigers van TVVL gratis. De contributie voor leden bedraagt € 140,00 incl. BTW per jaar. Informatie over de bijdrage van begunstigers wordt op aanvraag verstrekt.

3

3_TM0314_inhoud.indd 3

4-3-2014 8:10:58

Praktijkevaluatie thermisch comfort betonkernactivering Dit artikel geeft unieke praktijkdata van de comfortprestaties van twee gebouwen met betonkernactivering. Over een brede range van buitentemperaturen worden de comfortprestaties van meerdere vertrekken en meerdere zones geëvalueerd conform de ATG-methodiek. Het blijkt in de praktijk mogelijk een comfortklasse B voor het binnenklimaat te realiseren. De instellingen van stook- en koellijnen zijn hiervoor van eminent belang. Bij grotere glaspercentages in de gevel wordt de speelruimte voor de instellingen van stook- en koellijnen kleiner.

Dr.ir. C.J. (Kees) Wisse, DWA Er is in Nederland al veel informatie beschikbaar over het ontwerp van gebouwen met betonkernactivering (BKA) [1,2]. Het is natuurlijk minstens even interessant om te zien hoe ontwerpbeslissingen in de praktijk uitpakken. Uit het Geotabs-project is gebleken dat gebouwen met betonkernactivering op thermisch comfort beter worden gewaardeerd dan gebouwen zonder betonkernactivering [3]. Dat is goed nieuws natuurlijk, maar een ontwerper is geïnteresseerd in nog veel meer praktijkgegevens. Eén van de kritische ontwerpvraagstukken betreft het indelen van het gebouw in zones, in relatie tot de regeling en het gerealiseerde comfort. Welke comfortklasse is er haalbaar met betonkernactivering?

Een ander belangrijk vraagstuk is het temperatuurverschil tussen de aanvoer en retour, niet alleen bij vollast, maar ook bij deellast.

DWA heeft hiervoor een onderzoekstraject opgestart. Twee gebouwen zijn onder de loep genomen. Het resultaat: - praktijkgegevens van het gerealiseerde comfort in relatie tot comfortklassen; - praktijkgegevens temperatuurverschillen aanvoer- en retour betonkernactivering; - praktijkgegevens van het schakelgedrag van zones van warmte- naar koudevraag en vice versa; - praktijkgegevens over de noodzaak van het

4

TM0314_wisse_2178.indd 4

aanbieden van zowel warmte als koude aan de verschillende zones (tweepijps- of vierpijpssysteem).

De resultaten worden gepresenteerd in twee delen, waarvan dit artikel het eerste deel betreft. De resultaten zijn voor een deel eerder gepubliceerd in het internationale wetenschappelijke tijdschrift Energy and Buildings [4].

Centrale vragen in dit eerste deel van de Nederlandstalige publicatie zijn de volgende.

- kan een systeem met betonkernactivering voldoen aan de comforteisen die worden gesteld in de gangbare comfortnormen?; - welke comfortklassen zijn in de praktijk bereikbaar?;

COMFORT EN REGELING Betonkernactivering staat bekend om het zogenoemde zelfregelende effect en de buffering van warmte en/of koude in de thermische massa. Een betonoppervlak van bijvoorbeeld 22⁰C zorgt ervoor dat een vertrek van 21⁰C wordt verwarmd en dat een vertrek van 23⁰C wordt gekoeld. De eerste gedachte zou dan zijn: de pieken in de warmtebelasting worden opgevangen door de bufferende werking van het systeem en dus is betonkernactivering in staat de binnentemperatuur te regelen binnen

een beperkte bandbreedte. Er zit echter een addertje onder het gras. De drijvende kracht achter de zelfregelende werking is immers het temperatuurverschil tussen het betonoppervlak en de ruimte: Pkoeling/verwarming = α.A(Tbeton – Truimte), Hierin zijn α de warmteoverdrachtscoëfficiënt en A het betonoppervlak.

Een toename aan benodigd koelvermogen, bijvoorbeeld om een piek in de zonbelasting op te vangen, houdt bij een constante betontemperatuur ook een stijging van de ruimtetemperatuur in. Inherent aan het systeem is dus een zekere bandbreedte in de ruimtetemperatuur.

De vraag is alleen: hoe groot is die en hoe pakt die uit ten opzichte van de bandbreedte van de comfortnormen?

De oplossing van het vraagstuk is deels gelegen in de regeling van de betontemperatuur door middel van de cv-temperatuur en de gkwtemperatuur. Daarvoor zijn diverse opties beschikbaar, zie [1], maar het feit blijft dat de traagheid van de thermische massa altijd een rol speelt. De instelling van de stook- en koellijnen voor het cv- en gkw-circuit zijn van cruciaal belang voor het te bereiken comfort.

Daarnaast is de zone-indeling van groot belang, evenals de beslissing om wel of niet op gebouwniveau zowel warmte als koude aan te bieden (tweepijps- of vierpijpssysteem).

TVVL Magazine | 03 | 2014 BINNENKLIMAAT

4-3-2014 0:00:53

De stook- en koellijnen komen in dit artikel uitgebreid aan bod. De zone-indeling en het aanbieden van warmte en/of koude worden behandeld in het volgende artikel.

Voor betonkernactivering is de bandbreedte in optredende binnentemperaturen het meest intrigerende ontwerpvraagstuk wat het comfort betreft. Niet alleen in de zomer en winter, maar juist ook in het tussenseizoen.

PRAKTIJKVOORBEELDEN Om het vraagstuk van het comfort in relatie tot de zone-indeling en stooklijnen aan te pakken, zijn er twee gebouwen nader onderzocht. Beide gebouwen staan in Nederland en in beide wordt betonkernactivering gebruikt voor verwarming en koeling. Praktijkdata dus van de Nederlandse situatie, dit naast andere beschikbare comfortdata uit België en Duitsland uit het Geotabs-project [5]. Uniek aan de data van dit artikel is dat het comfort van meerdere vertrekken en zones wordt getoond. Voor de Nederlandse situatie is het verder uniek dat over een brede range van buitentemperaturen de ATG-norm in de praktijk wordt geëvalueerd.

De oriëntatie en de zone-indeling van de gebouwen is afgebeeld in figuur 1. Gebouw A en B hebben in totaal respectievelijk acht en twaalf zones met betonkernactivering. Het vloertype bij beide gebouwen betreft een Wing-vloer. Voor gebouw B is er tevens sprake van een verhoogde vloer (computervloer).

Voor de evaluatie is het verder interessant dat de gebouwen verschillende glaspercentages in de gevel hebben (gebouw A: 30%, gebouw B: 40 - 45%). Het aandeel glas in de gevel bepaalt in grote mate de dynamiek van de zonbelasting.

DE REGELING De aanvoertemperatuur van het water in het cv- en gkw-distributienet is afhankelijk van de buitentemperatuur door middel van een stooklijn (zie figuur 5 en 6). De bedrijfssituatie van een zone (vraag voor verwarming, vraag voor koeling of uit) wordt bepaald door de gemiddelde luchttemperatuur van de ruimten in een zone. De schakeling tussen de vraag voor koeling en de vraag voor verwarming gebeurt met behulp van een dodebandregeling (zie paragraaf 7.7.1 en 7.7.2 ISSO 85). Beide gebouwen zijn voorzien van een vierpijps hydraulisch circuit. Bij gebouw B is het zodanig uitgevoerd dat het vierpijpsprincipe doorloopt tot in de schacht. Vanaf dit punt is het per zone een tweepijpssysteem dat met omschakelkleppen op het cv- of het gkw-net wordt aangesloten.

TVVL Magazine | 03 | 2014 BINNENKLIMAAT

TM0314_wisse_2178.indd 5

-Figuur 1- Zone-indeling van gebouw A (links, totaal drie bouwlagen, aandeel glas in de gevel = 30%) en gebouw B (rechts, totaal zes bouwlagen, aandeel glas in de gevel 40 - 45%)

In gebouw B is naast de betonkernactivering, naverwarming van de ventilatielucht beschikbaar. De naverwarmers kunnen door de gebruiker worden ingeschakeld om de temperatuur in de afzonderlijke vertrekken in de winter na te regelen. In gebouw A kan de luchthoeveelheid per vertrek worden geregeld, dit eveneens met het doel individuele regelbaarheid te bieden.

BEOORDELING COMFORT Het thermisch comfort wordt in dit onderzoek beoordeeld op basis van objectieve criteria, namelijk comfortnormen, zoals die worden gehanteerd gedurende het ontwerp. Er is geen gebruik gemaakt van gebruikerservaringen met enquêtes, zoals bijvoorbeeld in [3,12].

Voor de comfortcriteria wordt gebruikgemaakt van de ATG-methode, zoals vastgelegd in ISSO 74 [8]. Door de beperkte gebruikersinvloed is er sprake van een gebouwtype Bèta. Beide gebouwen geven op beperkte schaal de mogelijkheid om ramen te openen.

In de ATG-methodiek is sprake van drie comfortklasses [8]: - klasse A (90% acceptatie, als ‘zeer goed’ gekwalificeerd); - klasse B (80% acceptatie, als ‘goed’ gekwalificeerd); - klasse C (65% acceptatie, voor nieuwbouw als ‘onvoldoende’ gekwalificeerd).

Ter toelichting wordt nog opgemerkt dat in de Breeam-certificering klasse B één punt oplevert en klasse A twee punten (paragraaf thermisch comfort BRA-2011 [9]). Comfortprestaties op basis van klasse

C leveren geen punten op. In de Breeamcertificering wordt ook de mogelijkheid geboden om te evalueren conform de ISO 7730:2005. Hierin is echter alleen sprake van een zomer- en winterseizoen (heating and cooling season) en wordt er geen (kleding) norm voor het tussenseizoen gedefinieerd [10].

De ATG-methodiek biedt de mogelijkheid om integraal de zomer- en wintersituatie met het tussenseizoen te beoordelen. Wel is het zo dat de wintersituatie en het tussenseizoen bij toepassing ervan vaak onderbelicht blijven, althans dat is de praktijkervaring van de scribent. Ook het voorbeeld in hoofdstuk 10 van ISSO 74 beperkt zich tot de maanden mei tot en met september [8].

Voor betonkernactivering zijn de wintersituatie en het tussenseizoen echter ook van groot belang. De metingen in deze evaluatie betreffen een brede range van buitentemperaturen (gewogen gemiddeldes van -4 tot 24 ⁰C).

De ISO 7730:2005 is minder geschikt als norm voor het comfort bij betonkernactivering. Er zijn alleen zomer- en wintercondities gedefinieerd. De norm voor het tussenseizoen is niet goed vastgelegd. De ATG-methodiek kent dit bezwaar niet.

Ter illustratie wordt eenmaal een evaluatie van het comfort conform ISO 7730 getoond (figuur 3). Voor de overige data worden de gemeten luchttemperaturen weergegeven in relatie tot de ATG-normen en de gewogen gemiddelde buitentemperatuur (figuur 2 + figuur 4). In de ATG-methodiek dient eigenlijk de operatieve temperatuur te worden weerge-

5

4-3-2014 0:00:53

A

B

Tussenvertrek verdieping 1, zone 2 Orientatie: Noord-Oost

Hoekvertrek verdieping 1, zone 2 Orientatie: Zuid 28

Truimte [°C]

Truimte [°C]

28 27 26 25

27 26 25

24

24

23

23

22

22

21

21

20

20 19

19

18

18 -5

0

5

10

15

20

-5

25

0

5

10

C

D

Tussenvertrek verdieping 1, zone 1 Orientatie: Noord

Truimte [°C]

Truimte [°C]

26 25 24

20

25

20

25

27 26 25 24

23

23

22

22

21

21

20

20 19

19

18

18 0

5

10

15

20

-5

25

0

5

10

E

15

Te,ref [°C]

Te,ref [°C] F

Tussenvertrek verdieping 1, zone 1 Orientatie: Noord

Tussenvertrek verdieping 1, zone 1 Orientatie: Noord 28

Truimte [°C]

28 Truimte [°C]

25

28

27

27 26 25 24

27 26 25 24

23

23

22

22

21

21

20

20 19

19

18

18 -5

20

Hoekvertrek verdieping 1, zone 1 Orientatie: Noord-West

28

-5

15

Te,ref [°C]

Te,ref [°C]

0

5

10

15

20

-5

25

0

5

10

15

Te,ref [°C]

Te,ref [°C]

-Figuur 2- Gemeten ruimtetemperaturen gebouw A versus comfortklasses ATG voor gebouwtype Beta: klasse A (groene lijnen), klasse B (blauwe KLASSE B lijnen), klasse C (rode lijnen). Zones: zie figuur 1. Te,ref is de EVALUATIE gewogen gemiddelde buitentemperatuur conform de ATG-definitie [8].

ISO 7730: 2005 - A.4

28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18

Truimte (⁰⁰C) -Figuur 3- Evaluatie comfort volgens category B ISO 7730, tussenvertrek verdieping 4, zone Zuid-West; vergelijk data met figuur 4b

geven. Het weergeven van de luchttemperatuur in plaats van de operatieve temperatuur is een vereenvoudiging. Bij betonkernactivering is er echter nauwelijks sprake van een verschil tussen de stralingstemperatuur en de luchttemperatuur (zie [4]). Op een meetpositie met directe zonnestraling kan er wel een verschil optreden [12]. Daar is in dit onderzoek geen rekening mee gehouden. De metingen betreffen de volgende perioden.

- gebouw A: januari 2010 tot januari 2011; - gebouw B: april 2010 tot januari 2011.

De weergegeven data betreffen de uurlijks gemiddelde luchttemperaturen tijdens werk-

6

TM0314_wisse_2178.indd 6

-5

Tussenvertrek verdieping 4, zone Zuid-West

0

5

tijden (8 tot en met 18 uur op de werkdagen maandag tot en met vrijdag). De buitentemperaturen zijn zodanig dat er voldoende bandbreedte aanwezig is voor evaluatie van de ATG-norm.

Voor kantoorgebouw A is voldoende afgiftevermogen beschikbaar in de zomer en winter. De binnentemperaturen vallen binnen de bandbreedte van klasse B.

OBSERVATIES GEBOUW A Figuur 2 toont de evaluatie van het thermisch comfort voor zes vertrekken. Het betreft data van twee zones van de eerste verdieping (zie

10

15

20

25

Te, ref

figuur 1 voor de oriëntatie).

Figuur 2 a en b geven de resultaten van een tussenvertrek met gevel op Noordoost en een hoekvertrek met de gevel op Zuid. Beide vertrekken maken onderdeel uit van één zone. De bandbreedte in de optredende temperaturen van beide vertrekken blijft binnen de lijnen van comfortklasse B, dit afgezien van incidentele onderschrijdingen in het tussenvertrek (figuur 2a).

Figuur 2c tot en met f geven de temperaturen van vier vertrekken binnen de zone aan de Noordgevel. Behoudens enkele incidentele, minieme onderschrijdingen vallen de temperaturen binnen de bandbreedte van klasse B.

TVVL Magazine | 03 | 2014 BINNENKLIMAAT

4-3-2014 0:00:57

A

B

Hoekvertrek verdieping 4, zone Zuid-West

Tussenvertrek verdieping 4, zone Zuid-West 28

Truimte (⁰⁰C)

28

Truimte (⁰⁰C)

27 26 25 24 23 22

27 26 25 24 23 22

21

21

20

20

19

19

18 -5

0

18 5

10

15

20

25

-5

0

5

C

D

Truimte (⁰⁰C)

28

20

25

28

Truimte (⁰⁰C)

27 26 25 24 23 22

27 26 25 24 23 22

21

21

20

20

19

19

18 0

15

Tussenvertrek verdieping 4, zone Noord-Oost

Tussenvertrek verdieping 4, zone Noord-Oost

-5

10

Te, ref

Te, ref

18 5

10

15

20

25

-5

0

5

Te, ref

10

15

20

25

Te, ref

E

F Hoekvertrek verdieping 5, zone Zuid-West

Tussenvertrek verdieping 5, zone Zuid-West 28

Truimte (⁰⁰C)

Truimte (⁰⁰C)

28 27 26 25 24 23 22

27 26 25 24 23 22

21

21

20

20

19

19

18 -5

0

18 5

10

15

20

25

-5

0

5

Te, ref

10

15

20

25

Te, ref

G

H Tussenvertrek verdieping 5, zone Noord-Oost

Meeting room verdieping 5, zone Noord-Oost

28

Truimte (⁰⁰C)

Truimte (⁰⁰C)

28 27 26 25 24 23 22

27 26 25 24 23 22

21

21

20

20

19

19

18 -5

0

18 5

10

15

20

25

-5

0

Te, ref

5

10

15

20

25

Te, ref

-Figuur 4- Gemeten ruimtetemperaturen gebouw B, ruimten verdieping 4 en 5, versus comfortklassen ATG voor gebouwtype Beta: klasse A (groene lijnen), klasse B (blauwe lijnen), klasse C (rode lijnen). De verdiepingen zijn opgedeeld in de zones Noordoost en Zuidwest. Te,ref is de gewogen gemiddelde buitentemperatuur conform de ATG-definitie [8].

OBSERVATIES GEBOUW B De comfortprestaties van gebouw B zijn weergegeven in figuur 3 en figuur 4. Van twee verdiepingen (4 en 5) zijn van twee zones (Noordwest en Zuidwest) twee vertrekken weergegeven. In figuur 3 zijn dezelfde data weergegeven als in figuur 4b, alleen dan geëvalueerd conform ISO 7730.

De gemeten temperaturen blijven in figuur 4 boven de minimumgrens in de winter en beneden de maximumgrens in de zomer (klasse B). Voor deze condities is er dus genoeg afgiftevermogen beschikbaar. De doorstroming van de BKA-leidingen is voldoende en er is geen sprake van grootschalig disfunctione-

TVVL Magazine | 03 | 2014 BINNENKLIMAAT

TM0314_wisse_2178.indd 7

ren van het afgiftesysteem.

De volgende zaken zijn echter opvallend in vergelijking met gebouw A: - de bandbreedte van de gemeten vertrektemperaturen is groter in gebouw B dan in gebouw A; - er is grosso modo sprake van een constante temperatuur met een bandbreedte, onafhankelijk of het zomer of winter is. In de wintersituatie dreigen te hoge temperaturen, in de zomersituatie te lage temperaturen. Dit heeft behalve met de naverwarming van de ventilatielucht ook te maken met de instellingen van de stook- en koellijnen. Dit wordt hierna verder uitgewerkt. Hierbij wordt

wel opgemerkt dat bij evaluatie conform ISO 7730 er geen sprake is van dreigende oververhitting in de winter (vergelijk figuur 3 met figuur 4b); - een aantal vertrekken voldoet qua bandbreedte zelfs ternauwernood aan klasse C (figuur 4a en figuur 4g). Dit betreft een hoekvertrek en een meeting room; - de overige vertrekken zouden binnen de ATG-klasse B kunnen vallen, mits het gehele patroon ‘gekanteld’ zou kunnen worden.

Het is niet zinvol alle incidentele pieken in de temperaturen te beschrijven en te verklaren.

De volgende invloedfactoren zijn te noemen voor de afwijkingen die te zien zijn:

7

4-3-2014 0:01:02

- afwijkingen in de lokale temperatuursensor van het gebouwbeheersysteem; - het incidenteel niet in bedrijf komen van de koude-opwekking. Een voorbeeld hiervan treedt op bij een buitentemperatuur van 21,5⁰C. Dit geeft voor alle vertrekken een piek in de binnentemperatuur; - het gebruik van de mogelijkheid om op vertrekniveau de toegevoerde ventilatielucht na te verwarmen; - lokale afwijkingen in het gebruikersgedrag in het openen van de ramen (raam nacht open); - lokaal falen van het afgiftesysteem (beperkte doorstroming); - lokaal sterk afwijkende interne warmtelast.

Dit is de meest waarschijnlijke verklaring voor het afwijkende gedrag van de meeting room.

Het is onduidelijk waarom het hoekvertrek in figuur 4a sterk afwijkt van de comfortnormen, maar ook aanzienlijk slechter presteert dan het hoekvertrek op dezelfde oriëntatie, maar een verdieping hoger (figuur 4e). Men zou juist verwachten dat het hoekvertrek uit figuur 4E slechter zou presteren omdat het een dakverdieping betreft. Er is daar meer invloed van buiten en dus verwacht je een grotere bandbreedte in de temperaturen in vergelijking met een tussenverdieping (figuur 4A). Het omgekeerde is echter het geval. De hiervoor genoemde factoren spelen een rol. Het gaat in dit onderzoek echter om generieke conclusies over betonkernactivering. De lokale afwijkingen zijn daarom niet nader onderzocht.

Voor kantoorgebouw B is er voldoende afgiftevermogen aanwezig voor verwarming en koeling. In de winter dreigt oververhitting en in de zomer onderkoeling. Bij gewijzigde regelparameters kan voldaan worden aan comfortklasse B.

NAVERWARMING VENTILATIELUCHT In gebouw B kan de ventilatielucht op vertrekniveau worden naverwarmd tot een temperatuur van maximaal 25⁰C. In hoeverre de naverwarming daadwerkelijk is ingeschakeld, is niet kwantitatief in kaart gebracht. De vraag in het kader van dit artikel is of de naverwarming oorzaak kan zijn van de relatief hoge vertrektemperaturen in de winter. Naar verwachting is dit niet het geval. Bij grootschalig gebruik van de naverwarming zou men een grotere bandbreedte in de binnentemperaturen in de winter verwachten ten opzichte van de zomer (grote spreiding door individueel gedrag).

AANVOER- EN RETOURTEMPERATUREN De watertemperaturen zijn nader onderzocht

8

TM0314_wisse_2178.indd 8

om te kijken of dit voor gebouw B een oorzaak kan zijn van de dreigende oververhitting in de winter en onderkoeling in de zomer.

De aanvoertemperaturen van de cv- en gkwcircuits van de betonkernactiveringsgroepen zijn weergegeven in figuur 5 (gebouw A) en figuur 6 (gebouw B). De setpoints zijn weergegeven en de gemeten, uurlijks gemiddelde waarden. Opgemerkt wordt dat alleen de data zijn weergegeven waarbij de warmte- en/of koude-opwekking daadwerkelijk in bedrijf zijn.

LAGE CV-TEMPERATUREN In gebouw A is de stooklijn voor verwarming bij lage buitentemperaturen lager ingesteld dan in gebouw B. In een eerdere periode was de stooklijn voor gebouw A vergelijkbaar met die van gebouw B. Warmteklachten in de winterperiode waren aanleiding deze naar beneden bij te stellen. Dit komt overeen met de observaties in gebouw B waar, gerelateerd aan de ATG-norm oververhitting voor de winterperiode dreigt. Hierbij wordt nogmaals aangetekend dat conform de ISO 7730 er nauwelijks sprake is van oververhitting (zie figuur 3).

Betonkernactivering valt onder de categorie ‘(Zeer) LageTemperatuurverwarming’ voor afgiftesystemen. Te hoge aanvoertemperaturen van het cv-circuit kunnen zelfs leiden tot oververhitting in de winter (gebouw B).

HOGE GKW-TEMPERATUREN Voor buitentemperaturen hoger dan 20⁰C zijn de aanvoertemperaturen van het gkw-circuit voor gebouw B vergelijkbaar met die van gebouw A. Bij gebouw A is er sprake van een relatief grote spreiding. Door de traagheid van de betonmassa heeft dat geen nadelige gevolgen voor het comfort. Bij gebouw B dreigt onderkoeling ten opzichte van de ATG-norm.

De aanvoertemperatuur van het gkw-circuit zou iets hoger kunnen zijn om onderkoeling te voorkomen. De observatie van onderkoeling in de zomer komt overeen met de resultaten uit het Geotabs-project. In bijna alle gebouwen treedt dit effect op (vier gebouwen totaal in Duitsland en België, zie [5]).

De gekoeldwatertemperaturen mogen voor de zomerperiode niet te laag worden ingesteld. Voor gebouw B treedt er voor een aanvoer van 17⁰C al onderkoeling op in vergelijking met de ATG-norm.

TUSSENSEIZOEN Voor gebouw B is het opvallend dat de aanvoertemperaturen van het cv-circuit en het gkw-circuit steeds dichter bij elkaar komen voor het tussenseizoen (Tbuiten = 10⁰C). De

temperaturen komen ook steeds dichter bij de gewenste binnentemperatuur. Als gevolg hiervan is het beschikbare vermogen voor verwarming en koeling ook beperkt. Door in het tussenseizoen hogere cv-temperaturen en lagere gkw-temperaturen te kiezen, is er meer vermogen beschikbaar om de comforttemperaturen binnen de gewenste bandbreedte te regelen.

Als de passieve buffering van het beton onvoldoende is, loopt de binnentemperatuur te hoog op (koelsituatie) of wordt de binnentemperatuur te laag (verwarmingssituatie).

Het is dan dus noodzakelijk de vloer actief te verwarmen of te koelen. De watertemperaturen dienen dan zodanig gekozen te worden dat er genoeg vermogen beschikbaar is, ook in het tussenseizoen. Dit is dus een wezenlijk andere methode dan de in [6] voorgestelde watertemperatuur die zo dicht mogelijk bij de ondergrens van het comfort voor de luchttemperatuur wordt gekozen (de zogenoemde C4-regeling). Die aanpak heeft als consequentie dat de betonkernactivering een beperkt vermogen heeft en er al snel aanvullende afgiftesystemen nodig zijn.

In het tussenseizoen is het belangrijk om genoeg vermogen te hebben om de bandbreedte in de comforttemperaturen te reduceren. Dit is mede bepalend voor de stook- en koellijn. Voor het tussenseizoen is tijdig inschakelen van de koudeopwekking ook van belang.

KOELEN IN DE WINTER? Voor gebouw A is er ook sprake van actieve koude-opwekking tijdens de winterperiode en het tussenseizoen (figuur 5). Een deel hiervan betreft koudeproductie door de warmtepomp in warmtebedrijf. In gebouw B is er sprake van ketels en koelmachines en wordt de koudeopwekking in de winter geblokkeerd. De koude-opwekking in het tussenseizoen wordt soms te laat of niet ingeschakeld. Het eerder vrijgeven van de koude-opwekking, kan bijdragen aan het voorkomen van temperatuuroverschrijding in het tussenseizoen.

OMSCHAKELEN WARMTE EN KOUDE De bandbreedte in de optredende luchttemperaturen wordt behalve door de stook- en koellijn ook beïnvloed door de temperatuur waarbij de BKA-zone om warmte vraagt én waarbij om koeling wordt gevraagd (inclusief bijbehorende hysterese). Deze vraagbepaling vindt echter plaats op zone-niveau en niet op vertrekniveau.

Doordat de lokale temperatuur op vertrekniveau altijd afwijkt van het gemiddelde op zone-niveau, gebeurt de omschakeling vanuit

TVVL Magazine | 03 | 2014 BINNENKLIMAAT

4-3-2014 0:01:02

35

35

ingestelde koellijn

aanvoertemperatuur [°C]

aanovertemperatuur [°C]

koellijn stooklijn verwarming

30

Taanvoer CV, BKA Taanvoer GKW, BKA

25

20

15

ingestelde stooklijn

30

Taanvoer CV Taanvoer GKW

25

20

15

10 -5

Zuidwest. Geconcludeerd kan worden dat bij hogere glaspercentages op Zuid/Zuidwest de sterk wisselende zonbelasting zorgt voor een grotere bandbreedte in de binnentemperaturen. De wisselende warmtelast wordt voornamelijk weggekoeld door het grotere temperatuurverschil tussen de ruimte en het betonoppervlak. . Een beperkt bijkomend effect is dat er bij 50% glas er minder thermische massa in het vertrek aanwezig is en dat daardoor de temperatuurfluctuaties toenemen. Over het geheel genomen kunnen we dus concluderen dat de speelruimte voor instelling van de stooklijnen afneemt naar mate het glaspercentage in de gevel toeneemt.

Centrale aanvoer betonkernactivering

Centrale aanvoer groepen betonkernactivering

10 0

5

10

15

20

25

-5

0

Te, ref [°C]

5

10

15

20

25

Te, ref [°C]

-Figuur 5- Gebouw A: centrale aanvoertemperatuur cv en gkw voor groepen betonkernactivering

-Figuur 6- Gebouw B: centrale aanvoer setpoint + metingen; Te,ref is de gewogen gemiddelde buitentemperatuur conform de ATG-definitie [8].

het vertrek zelf veel minder nauwkeurig. De invloed van de ingestelde omschakelwaarden op de bandbreedte van de binnentemperatuur is daarom naar verwachting beperkt. Meetdata van de omschakeling volgen in het vervolgartikel. In het vervolgartikel wordt verder nader ingegaan op de gelijktijdigheid van de warmteen koudevraag .

CONCLUSIES

nog in andere opzichten (ZTA-waarde van het glas, oriëntatie van de gevels etcetera). Om het vermoeden verder te onderzoeken is daarom gebruik gemaakt van simulaties. Daarin is het mogelijk om van één referentiegebouw het glaspercentage te variëren en om andere relevante eigenschappen constant te houden.

In eerder werk is het benodigde koelvermogen onderzocht in relatie tot het comfort door middel van simulaties [7].

Figuur 7 geeft uit deze simulatiedata de comforttemperaturen van een referentiekantoor voor twee glaspercentages: 30% en 50%. Bij 50% glas worden voor het referentiekantoor de grenzen bereikt van comfortklasse B. Figuur 7 laat twee vertrekken zien voor zowel 30% als 50% glas in de gevel: een hoekvertrek op Zuid/Zuidwest en een tussenvertrek op Noord.

Met geoptimaliseerde koellijnen worden de grenzen van klasse B bereikt voor een glaspercentage van 50% en een hoekvertrek op Zuid/

GLASPERCENTAGE Voor gebouw A blijkt het eenvoudiger om binnen de grenzen van comfortklasse B te blijven dan voor gebouw B. Naast het verschil in stook- en koellijnen is er sprake van twee verschillende gebouwen. Gebouw B heeft een groter aandeel glas in de gevel (45%) dan gebouw A (30%). Een interessante vraag is of het verschil in comfortprestatie te maken kan hebben met het hogere glaspercentage.

Op basis van de metingen alleen blijft dit natuurlijk een beetje speculeren. Behalve de glaspercentages verschillen de gebouwen ook

De volgende hoofdconclusies kunnen worden getrokken: - comfortklasse B is in de praktijk haalbaar gebleken voor gebouwen met betonkernactivering; - de instellingen van de stook- en koellijnen spelen een belangrijke rol bij het regelen van de binnentemperatuur binnen de toegestane bandbreedte van de comfortnormen; - naarmate het glaspercentage toeneemt, wordt de speelruimte voor instelling van de stook- en koellijnen kleiner; - hoekvertrekken en vergaderzalen vergen meer aandacht in het ontwerp door middel van toekenning aan een andere zone of aanvullende voorzieningen voor warmte of koude; - Bij het toepassen van comfortnormen is het belangrijk ook de wintersituatie en het tussenseizoen mee te nemen en de beoordeling

AANDEEL GLAS 30%

AANDEEL GLAS 50% Hoekvertrek C Orientatie Z/Z/W

Hoekvertrek C Orientatie Z/Z/W 28 27 26 25

Truimte [°C]

Truimte [°C]

28 27 26 25 24 23 22 21

24 23 22 21 20 19 18

20 19 18 -5

0

5

10

15

20

-5

25

0

5

-5

0

30%, INTERNE W-LAST: 20 W/m2

10

Te, ref [°C]

15

20

25

20

25

Tussenvertrek B Orientatie N Truimte [°C]

Truimte [°C]

Tussenvertrek B Orientatie N 28 GLAS AANDEEL 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 5

10

Te, ref [°C]

Te, ref [°C]

15

20

25

-5

0

28GLAS AANDEEL 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 5

50%, INTERNE W-LAST: 20 W/m2

10

15

Te, ref [°C]

-Figuur 7- Simulaties ruimtetemperaturen referentiekantoor, regelinstellingen geoptimaliseerd op comfortgrenzen klasse B voor zomerperiode; referentiekantoor, zie [7]

TVVL Magazine | 03 | 2014 BINNENKLIMAAT

TM0314_wisse_2178.indd 9

9

4-3-2014 0:01:06

van de over- en onderschrijdingen niet te beperken tot de zomersituatie.

In de hiervoor genoemde analyse zijn de grenzen van de ATG-norm als maatgevend gehanteerd. Dat wil niet zeggen dat daar geen vragen bij te stellen zijn, maar het is ook een bepaalde vorm van gemakzucht om de norm ter discussie te stellen als je bezig bent metingen te beoordelen. Het belangrijkste resultaat van de analyse is dat nu duidelijk is hoe de comforttemperaturen binnen de grenzen van een norm gestuurd kunnen worden en welke factoren de speelruimte bepalen. Wel zijn er natuurlijk interessante vervolgvragen te stellen: - hoe verhoudt de ISO 7730 zich tot de ATGnorm? Beide normen worden in Nederland gehanteerd, maar er is wel een discrepantie; - hoe denken de gebouwgebruikers over de geconstateerde mogelijke oververhitting in de winter en onderkoeling in de zomer?

Bij de conclusies dient men zich verder te realiseren dat deze zijn afgeleid voor betonvloeren

met (voornamelijk) afgifte via de plafondzijde.

In combinatie met andere ventilatievouden en andere vloertypen zijn mogelijk andere conclusies te trekken.

De thematiek van zone-indeling, gelijktijdigheid van de warmte- en koudevraag wordt uitgewerkt in een volgend artikel.

LITERATUUR 1. ISSO 85, Thermisch Actieve vloeren, Betonkernactivering, Stichting ISSO, maart 2011 2. CUR-Ontwerprichtlijn 237, Thermische actieve gebouwen 3. Hoogmartens, J, et al.; Comfortervaring in kantoren mét en zonder Geotabs, TVVL Magazine, mei 2013 4. de Wit, A.K., Wisse, C.J.; Hydronic circuit topologies for thermally activated building systems - design questions and case study.

Energy and Buildings 52 (2012) 56 - 67 5. Lemort, V.; et al.; Monitoring of real GEOHP-TABS nergy performance and control evaluation. Geotabs 2012 6. Sourbron, M., et al.; Regeling van beton-

kernactivering, TVVL Magazine, mei 2013 7. Rijksen, D.O., Wisse, C.J., Halvering koudeopwekking door betonkernactivering (deel 2), VV+, oktober 2007 8. ISSO 74, Thermische behaaglijkheid, Eisen voor binnentemperatuur in gebouwen, Stichting ISSO, maart 2004.

9. Breeam-NL 2011, Keurmerk voor duurzame vastgoedobjecten, Beoordelingsrichtlijn Nieuwbouw Versie 1.0, augustus 2011 10. NEN-EN-ISO 7730 Ergonomics of the thermal environment - Analystical determination and interpretation of thermal comfort using calculation of the PMV an PPD indices and local thermal comfort criteria 11. ISSO 39, Ontwerp, realisatie en beheer van een energiecentrale met warmte- en koudeopslag (WKO) 12. Van Kemenade, P.L.W., Building comfort performance assessment using a monitoring tool. MSc-thesis, TU-Eindhoven, November 2013.

Gezond en duurzaam verwarmen en koelen Toepassing: Vloerverwarming, plafond- en wandverwarming/koeling

BioClina capillaire klimaatmatten als oppervlakte afgiftesysteem zet nieuwe maatstaven en geeft verwarmen vanuit plafond, wand (d.m.v. straling) of vloer en koelen vanuit plafond of wand een nieuwe dimensie.

Door een overdrachtsoppervlak dat tot 300% groter is dan bij traditionele afgiftesystemen, kan de installatieontwerper technisch betere ontwerpen realiseren dan voorheen met traditionele systemen niet, of alleen tegen hoge meerinvesteringen, mogelijk was.

Vanwege de hoog efficiënte activering, dicht aan de oppervlakte (6 tot 10 mm), de kleine capillaire buisdiameter (ø 4,3 mm), de geringe buisafstand (20 mm) en het kleine temperatuurverschil tussen aanvoer en retour (2K), kunnen ruimten al voldoende worden verwarmd met watertemperaturen van 30/28˚C, tot ver onder het vriespunt.

Als bijkomend voordeel op het zeer hoge belevingscomfort bij toepassing van het BioClina systeem, is dat door de lage wateraanvoertemperaturen het rendement van een warmtepomp met meer dan 35% wordt verbeterd. De reactiesnelheid van het BioClina systeem bedraagt slechts 6-15 minuten. Dit geldt ook bij toepassing als vloerverwarming. En niet 4 uur, zoals gebruikelijk bij traditionele vloerverwarmingssystemen.

Voor behaaglijkheid en een superieur comfort kiest u voor BioClina. Meer voordelen en informatie: www.BioClina.nl

Winnaar Innovatieprijs

Navos Klimaattechniek B.V. Kleveringweg 20, 2616 LZ Delft T: 015 – 215 37 28 W: www.BioClina.nl E: Navos@Navos.nl

BioClina_Adv_192x135_FC_2012.indd 1

10

TM0314_wisse_2178.indd 10

30-08-12 09:21

TVVL Magazine | 03 | 2014 BINNENKLIMAAT

4-3-2014 0:01:06

TM0314_11.indd 11

4-3-2014 0:03:25

Energiebesparing in musea door setpointstrategieën Veel musea hanteren strenge klimaateisen, resulterend in een hoog energiegebruik, complexe installaties en een fysische belasting op monumentale gebouwen. Dit artikel beschrijft een simulatiestudie naar het energiebesparingspotentieel van verschillende setpointstrategieën in een museum in Nederland. Schadefuncties zijn gebruikt voor het bepalen van de risico’s voor de collectie en de Adaptieve Temperatuur Grenswaarden-methode is gebruikt om het thermisch comfort te beoordelen. De studie laat zien dat het mogelijk is om in dit museum tegelijkertijd significant energie te besparen, het thermisch comfort te verbeteren en het risico op chemische veroudering te verminderen.

Ir. M.P.E. (Marco) Maas*,**, ir. R.P. (Rick) Kramer**, dr.ir. M.H.J. (Marco) Martens**,***, dr.ir. A.W.M. ( Jos) van Schijndel**, dr.ir. H.L. (Henk) Schellen** *Kuijpers Installaties B.V., **Faculteit Bouwkunde, unit Building Physics and Services, Technische Universiteit Eindhoven, ***Helicon Conservation Support B.V.

Musea in Nederland besteedden tot in de late jaren tachtig van de vorige eeuw weinig aandacht aan preventief collectiebehoud. Het toenmalige ministerie van Gezondheid en Cultuur lanceerde in 1990 het Deltaplan om een verbeterslag te maken. Er werden belangrijke aspecten gedefinieerd, waaronder de binnenklimaatcondities. Vele musea installeerden complexe installaties om het binnenklimaat beter te conditioneren en zo een veiligere omgeving te scheppen voor de collectie.

In het Deltaplan waren geen klimaatrichtlijnen opgenomen. Daarom werden op nationaal niveau nieuwe richtlijnen [1] ontwikkeld en verschillende klimaatklassen omvattende internationale richtlijnen [2] overgenomen. De daarop volgende jaren evolueerde het besef van wat een adequaat binnenklimaat voor een museum zou moeten zijn; als fluctuaties van ±5% RV goed zijn, dan moeten fluctuaties van

12

TM0314_maas_2183.indd 12

±3% RV nog beter zijn, dacht men. Dus, musea kozen voor de meest strikte klimaatklasse om de collectie zo goed mogelijk te beschermen.

De keuze voor een strak binnenklimaat, gedicteerd door de eisen voor de collectie, heeft enkele negatieve consequenties: - musea zijn vaak gehuisvest in monumentale gebouwen met een zeer hoog energiegebruik door de hoge warmteverliezen [3]; - er treden bouwfysische problemen op, bijvoorbeeld houtrot bij balkopleggingen door condensatie van warme bevochtigde lucht tegen buitenwanden [4]; - een onomkeerbaar effect op het gebouw van grote installaties (bijvoorbeeld kanaaldoorvoeringen).

Martens (2012) ontwikkelde een methode om het risico voor de collectie te beoordelen gebaseerd op temperatuur- en relatieve

vochtigheidsmetingen door middel van schadefuncties. De methode beoordeelt hoe de objecten het klimaat ervaren in plaats van direct het binnenklimaat te beoordelen. De risico’s voor de collectie in een monumentaal gebouw met een simpele installatie blijken vaak niet groter te zijn dan de risico’s in een vergelijkbaar gebouw uitgerust met een complexe installatie.

Dit artikel presenteert een integrale onderzoeksmethode om het energiebesparingspotentieel van verschillende setpointstrategieën voor temperatuur (T) en relatieve vochtigheid (RV) te onderzoeken, waarbij gekeken is naar zowel collectiebehoud, behoud van gebouw als thermisch comfort. Er is een simulatiestudie uitgevoerd, waarbij het museum de Hermitage Amsterdam gemodelleerd is.

Schadefuncties zijn gebruikt om collectierisico’s te toetsen en de Adaptieve Temperatuur

TVVL Magazine | 03 | 2014 ENERGIEBESPARING

4-3-2014 0:04:57

Grenswaarden-methode [6] is gebruikt om het thermisch comfort te beoordelen. De installaties zijn meegenomen voor de validatie van het model, maar bewust buiten beschouwing gelaten in de simulaties om het effect van de setpointstrategieën op de gebouwvraag inzichtelijk te maken.

METHODE Het museum De gevalstudie omvat de Hermitage gelegen in Amsterdam. Het museum is gehuisvest in een gebouw aan de Amstel uit de laat zeventiende eeuw. Het gebouw is in 1970 aanzienlijk gerenoveerd, waarna het dienst deed als verpleegtehuis. Van 2007 tot 2009 is het gebouw getransformeerd tot een modern museum. Figuur 1 laat de plattegrond zien inclusief de twee bijna identieke vleugels met de tentoonstellingsruimten en kabinetten.

De hoofdtentoonstellingsruimte bevat een groot glazen dak, voorzien van zonwering die bijna altijd gesloten is. De ruimten worden geconditioneerd door een all-air systeem.

De gehanteerde instellingen voor T zijn: setpoint 21°C, toegestane uurlijkse fluctuatie 2°C en dagelijkse fluctuatie 3°C. Voor RV geldt: schilderijen en meubilair setpoint 55%, gemengde collectie 45-50% en metalen collectie 40-50%, allemaal met een tolerantie van ±5 %. De tentoonstellingsruimte wordt geconditioneerd door één luchtbehandelingskast die de lucht verwarmt, koelt, bevochtigt, ontvochtigt en die bacteriën, schimmel, en deeltjes filtert. Het aandeel verse buitenlucht is CO2-gestuurd.

Modelvorming Met behulp van Hambase is een multi-zonemodel ontwikkeld [7]. Dit is een simulatiemodel voor warmte- en vochttransport geschreven in Matlab en ontwikkeld aan de TU Eindhoven. Het model is gebruikt om de binnentemperatuur, binnenluchtvochtigheid en energievraag te simuleren.

Het model bestaat uit negen zones: één hoofdtentoonstellingsruimte en alle aangrenzende ruimten. De installaties zijn gemodelleerd om het model te kalibreren, maar zijn voor de simulaties buiten beschouwing gelaten zodat de energievraag alleen de gebouwvraag representeert.

Het model is gekalibreerd door de gesimuleerde energievraag te vergelijken met de berekende energievraag (berekend uit metingen).

Luchtinfiltratie, interne warmtebronnen en interne vochtbronnen zijn gebruikt voor het fine tunen van het model. De afwijkingen van de gesimuleerde energievraag ten opzichte van de werkelijke energievraag zijn: +2% voor verwarming, 0% voor koeling, -9% voor

TVVL Magazine | 03 | 2014 ENERGIEBESPARING

TM0314_maas_2183.indd 13

-Figuur 1- De plattegrond van de eerste verdieping omvat twee bijna identieke tentoonstellingsruimten (tussen de rode stippen), boven enrechts, en de doorsnede hiervan, onder

bevochtiging en -8% voor ontvochtiging.

Data-acquisitie Voor de validatie van het gebouwmodel zijn klimaatdata van het jaar 2011 gebruikt. T- en RV-gegevens komen van het eigen weerstation van de Hermitage. Gegevens over zonnestraling is verkregen uit de database van het KNMI (station Schiphol). Het klimaatjaar 2003 is gebruikt voor de simulatie van de setpointstrategieën: Dit jaar had een warme zomer en een koude winter en is daarom geschikt om te discrimineren tussen de strategieën. De tentoonstellingsruimten zijn uitgerust met vier gecombineerde T- en RV-sensoren die verbonden zijn met het gebouwbeheersysteem.

Schadefuncties en thermisch comfort De specifieke klimaatrisicomethode [5] richt zich op de invloed van het binnenklimaat (T en RV) op het klimaat nabij vier objecten: papier, een paneelschilderij, een houten meubelstuk

en een houten beeld. Hiervoor wordt de respons berekend met een eerste orde filter, met inachtneming van de responstijd van de objecten (variërend van enkele minuten voor papier tot 40 dagen voor volledige respons van het meubelstuk). Vervolgens worden voor drie degradatiefenomenen de risico’s (toelichting tussen haakjes) bepaald: - biologische degradatie (veilig want geen ontkieming van schimmels, ontkieming van schimmels mogelijk, of aantal millimeters te verwachten groei van schimmels); - chemische degradatie (de Lifetime Multiplier: een maat voor de reactiesnelheid van degradatieprocessen zoals vergeling van papier, hoe hoger hoe trager de degradatie en hoe langer de objecten bruikbaar zullen zijn); - mechanische degradatie van het paneel, meubel en beeldje (veilig want alleen elastische vervorming, schade mogelijk door permanente vervorming, of acute schade

13

4-3-2014 0:04:57

-Figuur 2- Comfortbeoordeling. Links: referentie situatie, T is 21°C. Midden: Strategie 4, het verwarmingssetpoint is 22°C en er is geen koeling. Rechts: Strategie 8, T-setpoints zijn gebaseerd op de RMOT.

door scheurvorming); - mechanische degradatie van de verflaag (veilig want alleen elastische vervorming, op de lange duur schade te verwachten door vermoeiing of acute schade mogelijk).

Thermisch comfort is beoordeeld met de Adaptieve Thermische Grenswaardenmethode (ATG) [6], waarbij de comfortgrenzen afhankelijk zijn van de Running Mean Outdoor Temperature (RMOT), een gewogen gemiddelde van de buitentemperatuur van de huidige en voorafgaande drie dagen. Het museum is geclassificeerd als een ‘beta’gebouw: de bezoekers hebben geen individuele controle over het binnenklimaat. Thermisch discomfort is gekwantificeerd door het aantal uren binnen de openingstijden (10-17 uur) te sommeren, dat het binnenklimaat buiten de grenzen van de 80% tevredenheidsklasse valt.

De ATG is specifiek ontwikkeld voor kantoren, maar in dit onderzoek gebruikt bij gebrek aan specifieke comfortrichtlijnen voor musea.

RESULTATEN Eén van de tentoonstellingsruimten is gesimuleerd met verschillende setpointstrategieën voor T en RV om het energiebesparingspotentieel inzichtelijk te maken met aandacht voor comfort en collectie. De energiebesparing is berekend t.o.v. de referentiesituatie en de energie omvat de gebouwvraag voor verwarming, koeling, be- en ontvochtiging. De strategieën zijn genummerd van 1 tot 14.

Referentie De referentie omvat het simuleren van de tentoonstellingsruimte met constante setpoints: 21°C voor T en 48% voor RV. Tabel 1 (strategie 1) laat zien dat het handhaven van een zeer strikt klimaat (24/7), zoals doorgaans vaak gebeurt in musea, leidt tot een veilig klimaat voor de collectie, maar ook discomfort: het is te koud gedurende 812 uren tijdens de openingstijden (figuur 2, links).

Strategieën voor T De eerste strategieën voor T omvatten constante setpoints: (2.) constant 22°C; (3.) alleen

14

TM0314_maas_2183.indd 14

-Tabel 1- Verschillende strategieën voor T zijn gesimuleerd. De energievraag omvat verwarming, koeling, ont- en bevochtiging. Collectiebehoud is gevisualiseerd met de kleuren groen (geen risico), oranje (mogelijk risico) en rood (groot risico), en bepaald voor de degradatiefenomenen biologisch (schimmel), chemisch (Lifetime Multiplier) en mechanisch. Thermisch comfort is gebaseerd op de ATG en uitgedrukt in uren discomfort.

een ondergrens van 22°C, dus geen koeling zie tabel 1 voor de resultaten). Strategie 2 laat zien dat het verhogen van T naar 22°C het comfort significant verbetert, maar ook leidt tot een flinke verhoging van de energievraag (+16%).

Bovendien is de lagere LM een indicatie voor een snellere chemische degradatie. Strategie 3 laat zien dat koeling niet nodig is voor comfort (uiteraard wel voor ontvochtiging), zie figuur 2 (midden).

Vervolgens zijn vier strategieën gesimuleerd die de setpoints voor T baseren op de buitentemperatuur: (4.) T-setpoints volgen een sinus met gemiddelde 21°C en een amplitude van 1°C; (5.) een sinus met gemiddelde van 21.5°C en amplitude van 1°C; (6.) T-setpoints gebaseerd op de Running Mean Outdoor Temperature (RMOT) (ze tabel 1 voor de resultaten). Strategie 4 laat zien dat het mogelijk is om zowel energie te besparen als het comfort te verbeteren. De collectie is veilig. Echter, strategie 5 laat zien dat er veel energie nodig is om het comfort significant te verbeteren (0h discomfort). Strategie 6 presteert het beste: thermisch comfort is geoptimaliseerd, zie figuur 2 (rechts), met een minimum aan energievraag (-9%).

Thermisch comfort is echter alleen vereist tijdens de openingsuren. Daarom wordt strategie 6 gehanteerd tijdens de openingsuren (10-17h) en worden de volgende strategieën gehanteerd tijdens de sluitingsuren: (7.) toepassen van 100% recirculatie en T gebaseerd

op de RMOT; (8.) toepassen van 100% recirculatie en T niet conditioneren (EN: free floating (FF)). In de laatstgenoemde situatie zorgt de recirculatie in combinatie met de thermische massa van het gebouw voor vertraagd uitkoelen en het dempen van de temperatuurschommelingen (zie tabel 1 voor de resultaten).

De toepassing van 100% recirculatie tijdens de sluitingsuren bespaart veel energie. Strategie 8 combineert dit met het loslaten van de T tijdens de sluitingsuren: door de hoge thermische massa van het gebouw is het binnenklimaat gedurende het grootste deel van het jaar redelijk stabiel, wat resulteert in een positieve beoordeling; het resulterende binnenklimaat is beoordeeld als veilig. De lagere T tijdens de sluitingsuren resulteert zelfs in een verhoogde LM: chemische degradatie is vertraagd.

Strategieën voor RV In deze sectie wordt strategie 8 gebruikt voor T-setpoints. Zes strategieën zijn gesimuleerd voor RV: (9.) RV ongeconditioneerd (EN: free floating (FF)), die het minimum energiegebruik laat zien; (10.) RV tussen 30% en 70%; (11.)

RV tussen 40% en 60%; (12.) RV tussen 45 en 55%; (13.) RV tussen 40% en 50%; (14.) RV tussen twee sinussen met gemiddelde 40% en gemiddelde 50%, beide met een amplitude van 5%. Strategie 14 wordt door verschillende musea gebruikt en gezien als superieur t.o.v. constante onder- en bovengrenzen. Tabel 2 bevat de resultaten.

TVVL Magazine | 03 | 2014 ENERGIEBESPARING

4-3-2014 0:04:58

-Figuur 3- Ont- en bevochtigingsenergie voor RV-strategieën

Strategie 9 laat zien, zoals verwacht, dat het geheel loslaten van RV leidt tot onaanvaardbare risico’s voor de collectie. Alle objecten zijn aangetast door alle degradatiefenomenen.

De maximale energiebesparing is hierdoor vastgelegd op 84%. Strategie 10 laat zien dat het conditioneren van de RV tussen de 30% en 70% al leidt tot een veilig klimaat m.b.t. schimmelgroei en mechanische schade. Chemische degradatie is vrij hoog, maar chemisch instabiele materialen kunnen verplaatst worden naar vitrines, alwaar een droger microklimaat gecreëerd kan worden.

De energiebesparing is 82%. De resultaten laten zien dat het verkleinen van de toegestane fluctuatie (strategie 10-12) de chemische degradatie vermindert – maar dit wordt direct veroorzaakt door het verlagen van de bovengrens – en ook de energiebesparing verkleint (zie figuur 3 voor de specificatie van be- en ontvochtigingsenergie). Chemische degradatie kan verminderd worden door een bovengrens van 50% RV te hanteren (strategie 15), maar dit vergt veel ontvochtiging en is dus erg duur.

Strategie 13 en 14 laten zien dat het baseren van de RV-setpoints op een sinus niet zinvol is, maar dat de RV beter tussen vaste grenzen geconditioneerd kan worden.

CONCLUSIES Omdat dit een gevalstudie is, zijn de resultaten geldig voor goed geïsoleerde, dus gerenoveerde, monumentale gebouwen. De gehanteerde methode dient toegepast te worden op meerdere type gebouwen, vooral om de toepasbaarheid te testen van het loslaten van de temperatuur tijdens sluitingsuren. Dit aangezien de respons van het binnenklimaat sterk afhangt van de thermische massa van het gebouw en de warmteweerstand van de gebouwschil.

De installaties zijn in de simulatiestudie buiten beschouwing gelaten om het effect van de setpointstrategieën op de gebouwvraag inzichtelijk te maken. In lijn met de Trias Energetica

TVVL Magazine | 03 | 2014 ENERGIEBESPARING

TM0314_maas_2183.indd 15

-Tabel 2- Verschillende strategieën voor RV zijn gesimuleerd. De energievraag omvat verwarming, koeling, ont- en bevochtiging. Collectiebehoud is gevisualiseerd met de kleuren groen (geen risico), oranje (mogelijk risico) en rood (groot risico), en is bepaald voor de degradatiefenomenen biologisch (schimmel), chemisch (Lifetime Multiplier) en mechanisch. Thermisch comfort is volgens strategie 8 0h discomfort.

is het beperken van de energievraag de eerste stap richting het energie-efficiënt conditioneren van musea. Bovendien zijn de resultaten hierdoor algemener geldig voor musea die gehuisvest zijn in gerenoveerde monumentale gebouwen.

De hoofdconclusies zijn: - T-setpoints worden vooral bepaald door de thermische comforteisen en RV-setpoints worden bepaald door de eisen voor de collectie; - het loslaten van T (free floating) i.c.m. 100% recirculatie tijdens de sluitingsuren levert de grootste energiebesparing op en is niet schadelijk voor de collectie in deze gevalstudie; - T-setpoints dienen afhankelijk te zijn van de buitentemperatuur, maar vaste boven- en ondergrenzen dienen gehanteerd te worden voor RV-setpoints; - het is mogelijk om zowel energie te besparen, het thermisch comfort te verbeteren als de chemische degradatie te verminderen (strategie 13) in deze gevalstudie.

Engineers; 2007, p. 21.1–21.23 3. Ankersmit B. Klimaatwerk: Richtlijnen voor het museale binnenklimaat. Amsterdam: Amsterdam University Press; 2009 4. Schellen HL. Heating Monumental Churches, Indoor Climate and Preservation of Cultural Heritage. University of Technology Eindhoven, 2002 5. Martens MHJ. Climate Risk Assessment In Museums: degradation risks determined from temperature and relative humidity data. Eindhoven University of Technology, 2012 6. Van der Linden AC, Boerstra AC, Raue AK, Kurvers SR, de Dear RJ. Adaptive temperature limits: A new guideline in The Netherlands. Energy Build 2006;38:8–17 7. De Wit MH. Heat Air and Moisture model for Building And Systems Evaluation.

Bouwstenen. Eindhoven: Eindhoven University Press; 2006

De hoofdboodschap luidt: tijdens het afstemmen van de T- en RV-specificaties voor het programma van eisen, dient naast het collectiebehoud ook aandacht besteed te worden aan de invloed van de gemaakte keuzes op het monumentale gebouw, comfort en vooral energiegebruik.

DANKWOORD De auteurs uiten hun dankbaarheid richting de Hermitage Amsterdam voor de gelegenheid om het museum te bezoeken en meetgegevens te verzamelen.

REFERENTIES 1. Jütte BAHG. Passieve conservering: klimaat en licht. Amsterdam: 1994 2. Ashrae. Museums, Archives and Libraries.

Ashrae Handb. Heating, Vent. Air Cond.

Appl., American Society of Heating Refrigaration and Air-Conditioning

15

4-3-2014 0:04:58

Gaswarmtepompen Gaswarmtepompen zorgen voor een efficiënt gebruik van fossiele energie en het ontlasten van het elektriciteitsnet. Dit artikel gaat in op de verschillende varianten van gaswarmtepompen en beschrijft kort een aantal praktijk cases. Vooral toepassingen waarbij het gehele jaar gelijktijdig wordt verwarmd en gekoeld, zoals in ziekenhuizen en in combinaties van gebouwen (bijvoorbeeld) een kantoor naast een datacentrum, leveren spectaculaire opwekkingsrendementen op. De terugverdientijd is minder dan vijf jaar, omdat hierbij geen investeringen voor de warmtebron noodzakelijk zijn. Tegelijkertijd worden in veel gevallen financiële besparingen behaald omdat het elektriciteitsnet niet hoeft te worden verzwaard.

Ir. J.E. ( Jan Ewout) Scholten en ir. P. (Piet) Jacobs, TNO; ing. R.C. (Rob) Goes en S. (Simon) Kamerbeek, Liander

Gevoed door de trend naar verduurzaming, staat de Nederlandse energievoorziening aan de vooravond van een flinke verandering. De energievraag is aan het veranderen. Waar voorheen gekozen werd voor een gasgestookte cvketel valt de keuze tegenwoordig steeds vaker op een elektrische warmtepomp; de elektrificatie van de gebouwde omgeving. Hierdoor treedt een verschuiving op in de benutting van de infrastructuren. De Nederlandse energienetten behoren tot de beste van de wereld. Het elektriciteitsnet is zeer betrouwbaar en het gasnetwerk is tot in de haarvaten vermaasd. Netbeheerder Liander is op zoek naar mogelijkheden om de huidige kapitaal intensieve energienetten beter te benutten en de betrouwbaarheid nog verder te vergroten; zonder meerinvesteringen meer (duurzame) energie transporteren.

VERANDERENDE ENERGIEVRAAG Om ook in de toekomst de leveringszeker-

16

TM0314_scholten_2186.indd 16

heid van energie te garanderen, lijken grote investeringen onvermijdelijk. Om inzicht te geven in de te verwachten investeringen in de toekomst, als gevolg van netverzwaringen voor koeling en verwarming, heeft Liander een onderzoek uitgevoerd. Hieruit blijkt dat in het Liander-verzorgingsgebied de komende 20 jaar ongeveer 50 tot 100 miljoen euro geïnvesteerd moet worden in het elektriciteitsnet. Dit zijn maatschappelijke kosten die alle aangeslotenen via hun energierekening betalen.

In Nederland wordt volgens Agentschap NL 28 PJ aan elektriciteit gebruikt voor koeling.

Dat is 3% van het totale elektriciteitsverbruik.

Het Plan Bureau voor de Leefomgeving (PBL) verwacht een globale toename van zo’n 300% van de koelvraag tot 2033. Voor het Liandergebied betekent dit een toename van 18 PJ. Dit is een gemiddeld continu vermogen van 600 MW. Ook worden er steeds meer elektrische warmtepompen verkocht. De afgelopen drie jaar is er in Nederland per jaar 120 MW thermisch vermogen aan warmtepompen

bijgeplaatst. Met een COP van 4 levert dit een toename van belasting op het elektriciteitsnet van Liander van 10 MW per jaar.

Door te kijken naar alternatieve energiedragers kunnen deze netwerkinvesteringen deels voorkomen worden. Eén van de oplossingen noemen we de ‘crossovers’. Hiermee wordt bedoeld dat alle energiedragers beter benut moeten worden. De klant wordt een energievorm aangeboden waarbij geen of minder netinvesteringen nodig zijn. Vanuit deze achtergrond is het maatschappelijk interessant om te kijken naar de mogelijkheden die gaswarmtepompen bieden om duurzaam warmte en koude te leveren, waarbij duidelijk rekening wordt gehouden het voorkomen van netverzwaringen.

Met de inzet van gaswarmtepompen kan dus waarde toegevoegd worden aan het energiesysteem van Nederland. Een gaswarmtepomp was lange tijd een onderbelichte techniek.

De ontwikkelingen van de afgelopen jaren hebben de gaswarmtepomp aanzienlijk

TVVL Magazine | 03 | 2014 WARMTEPOMPEN

4-3-2014 0:11:01

verbeterd, zodat deze kan concurreren met elektrische warmtepompen. Dit blijkt ook uit de toenemende vraag naar gaswarmtepompen in bijvoorbeeld verzorgingshuizen, kantoorgebouwen en recreatiegebieden. De eigenaren van de gaswarmtepompen hebben daarbij het voordeel dat ze niet hebben mee hoeven te investeren in dure elektrische netverzwaringen en profiteren tegelijkertijd van een hogere betrouwbaarheid van energielevering. De betrouwbaarheid van het gasnet is namelijk 25% maal groter dan de betrouwbaarheid van het elektriciteitsnet. Dit maakt dat de leveringszekerheid van energie aanzienlijk verhoogd kan worden. Met name exploitanten van datacenters zijn hierin zeer geïnteresseerd.

Ook voor de netbeheerder kan het inzetten van gaswarmtepompen een positief effect hebben. In de zomerperiode heeft het gasnet in Nederland een flinke overcapaciteit, daarentegen wordt het elektriciteitsnet in de zomerperiode juist zwaar belast. De gaswarmtepompen die nu op de markt beschikbaar zijn, kunnen aangesloten worden op het lagedrukgasnet. Door de hoge calorische waarde van gas kan er gemakkelijk een groot thermisch vermogen opgesteld worden. Hierdoor kunnen benodigde verzwaringen in het elektriciteitsnet worden voorkomen. Een ander voordeel van het beter benutten van het gasnet in de zomer is het invoeden van groen gas. Door een grotere afname in de zomer wordt het mogelijk om meer invoeders toe te laten en wordt er een afnamegarantie gecreëerd die voor groengasinvoeders de drempel verlaagt om te investeren in een groengasinstallatie.

PRINCIPE WARMTEPOMP Warmte op een laag temperatuurniveau (bijvoorbeeld 10 °C) – bronwarmte – kan met een warmtepomp efficiënt worden opgewaardeerd tot warmte die kan worden gebruikt voor ruimteverwarming of voorverwarming van warmtapwater (tot ca. 50 °C). Het principe van de warmtepomp wordt weergegeven in figuur 1. De in de principeschema’s gebruikte getallen voor de verwachte prestaties van de verschillende soorten warmtepompen zijn indicatief.

Voor de energetische prestatie van een warmtepomp wordt het kental COP (Coefficient Of Performance) gebruikt. Ter indicatie heeft een elektrische warmtepomp een COP van 4.

Met behulp van één eenheid aandrijfenergie worden drie eenheden bronwarmte opgewaardeerd tot vier eenheden afgiftewarmte. De onttrekking van warmte uit de bron betekent dat de bron verder wordt afgekoeld. Door een warmtepomp omgekeerd in te zetten, kan de warmtepomp ook dienst doen als koelmachine. Het produceren van kou is hetzelfde

TVVL Magazine | 03 | 2014 WARMTEPOMPEN

TM0314_scholten_2186.indd 17

-Figuur 1- Principe van de (elektrische) warmtepomp, de getallen tussen haakjes geven indicatief de grootte van de energiestromen weer

Wegingsaspect

Score

Dominante warmtevraag

Nee=0 Ja=20

Koeling gewenst

Nee=0 Ja=20

Heeft de huidige elektriciteitsaansluiting voldoende capaciteit?

Ja=0 Nee=20

Is er een gasaansluiting aanwezig met voldoende capaciteit?

Ja=0 Nee= -10

Temp. >55 °C gewenst

Nee=30 Ja=20

Hoge energieprestatie bijvoorbeeld A-label gewenst

Nee=0 Ja=20

Score: 0 – 35 GW lijkt geen optie 35 – 75 zinvol GW te onderzoeken 75 – 100 GW zeer kansrijk als het onttrekken van warmte. Met dezelfde kentallen als hiervoor genoemd, is de COP voor koude-opwekking dan 3. Er moeten dan vier eenheden warmte op een hoger temperatuurniveau worden afgevoerd. Hoe groter het temperatuurverschil tussen bron en afgifte, hoe minder efficiënt de opwaardering plaatsvindt. Voornoemde geldt voor een elektrische warmtepomp vanwege de vrijwel verliesloze aandrijving door een elektromotor.

De rendementsverliezen zitten dan ook niet in de warmtepomp of elektromotor, maar in de elektriciteitsopwekking en -verdeling.

Gemiddeld gaat in Nederland 61% van de primaire energie verloren, wat een opwekrendement van 39% oplevert. Met een COP van 4 wordt een Primair Energy Rendement (PER) voor warmteopwekking met een elektrische warmtepomp bereikt van 4*39% = 1,56. Het PER is gedefinieerd als het quotiënt van de door de warmtepomp geleverde energie en de hoeveelheid geconsumeerde primaire energie.

GASWARMTEPOMPEN Door warmtepompen met gas aan te drijven

-Tabel 1- Beslismodel gaswarmtepomp

kunnen de warmteverliezen die bij de aandrijving ontstaan nuttig worden ingezet. Er worden twee typen gaswarmtepompen onderscheiden die commercieel verkrijgbaar zijn. De gasmotorwarmtepomp en de gasabsorptiewarmtepomp. Een gasmotorwarmtepomp is in principe vrijwel identiek aan een elektrische warmtepomp. De compressor wordt dan niet aangedreven door een elektromotor, maar door een gasmotor. Een gasabsorptiewarmtepomp is een complexer apparaat waarbij de compressor in zijn geheel vervangen is door een compressor die werkt met chemische oplossingen. Tabel 1 geeft een beslismodel waaruit u zelf eenvoudig kunt afleiden of een gaswarmtepomp in een bepaalde toepassing kansrijk is ten opzichte van een elektrische warmtepomp.

GASMOTORWARMTEPOMP Bij een gasmotorwarmtepomp wordt circa 30% van het opgenomen gasvermogen omgezet in aandrijfenergie. Van de overgebleven 70% is de helft warmteverlies. De andere helft kan als nuttige warmte worden toege-

17

4-3-2014 0:11:01

-Figuur 2- Principe van de gasmotorwarmtepomp, de getallen tussen haakjes geven indicatief de grootte van de energiestromen weer

voegd aan de warmteafgifte (zie ook figuur 2).

De prestatie van de gasmotorwarmtepomp wordt uitgedrukt in de GUE (Gas Utilization Efficiency) analoog aan de PER voor een elektrische warmtepomp. De GUE is gedefinieerd als het quotiĂŤnt van de door de warmtepomp geleverde energie gedeeld door de hoeveelheid geconsumeerde primaire energie in de vorm van aardgas. De prestatie van de gasmotorwarmtepomp, die voor de eenvoud van de vergelijking dezelfde elektrische warmtepomp gebruikt als in figuur 1, komt uit op GUE = (1+4)/3 = 1,67. Voor koeling geldt voor dit voorbeeld GUE = 3/3 = 1. Voor een elektrische warmtepomp is het primair energierendement op basis van deze eenvoudige vergelijking voor verwarming en koeling respectievelijk 1,56 en 1,17. In toepassingen waarbij de nadruk op koeling ligt, is vanuit energetisch oogpunt een elektrische warmtepomp in het voordeel.

Indien de nadruk op verwarming ligt, is de gaswarmtepomp energetisch in het voordeel.

Echter, zoals aangegeven worden voor deze vergelijking een aantal vereenvoudigingen gemaakt. Onder andere wordt hierin het positieve effect van de relatief hoge temperatuurniveau van de motorwarmte niet meegenomen. Daarnaast hangt het rendement in de praktijk natuurlijk af van de product specifieke uitvoering van de warmtepomp en hoe deze regeltechnisch wordt aangestuurd.

 GASABSORPTIEWARMTEPOMP -Figuur 3- Principe van de gasabsorptiewarmtepomp, de getallen tussen haakjes geven indicatief de grootte van de energiestromen weer

-Figuur 4- Politiebureau Hoofddorp (bron: Gasengineering)

18

TM0314_scholten_2186.indd 18

Een gasabsorptiewarmtepomp heeft naast een koelmiddelkringloop ook een oplosmiddelkringloop die de functie van de compressor overneemt. Deze oplossingskringloop wordt aangedreven door hogetemperatuurwarmte die met een gasvlam wordt gemaakt. Bij de generator wordt warmte in de kringloop opgenomen bij het uitkoken van de oplossing.

Op hoge druk komt koelmiddel vrij dat in de condensator warmte afgeeft. Een klein deel van de bij de generator vrijkomende warmte wordt hier toegevoegd. Bij het absorptieproces wordt warmte wordt de absorbent weer opgelost in de oplossingskringloop waarbij weer warmtevrijkomt. Deze warmte wordt weer toegevoegd aan de afgifte.

De prestatie van de gasabsorptiewarmtepomp heeft hiermee een GUE = (2+4)/4 = 1,5. De prestatie voor koeling is in dit geval GUE = 3/4 = 0,75. Voordeel van een gasabsorptiewarmtepomp ten opzichte van een gasmotorwarmtepomp is dat er minder bewegende onderdelen zijn. In potentie levert dit minder onderhoud en minder geluid en trillingen op. Naast de voordelen, komen uit de tot nu toe uitgevoerde projecten ook een aantal aandachtspunten naar voren. De gasabsorptiewarmtepomp heeft langere draaitijden nodig

TVVL Magazine | 03 | 2014 WARMTEPOMPEN

4-3-2014 0:11:02

voor een goed rendement. Moduleren brengt weinig rendementswinst. Om deze reden heeft het vaak de voorkeur om de warmtepomp in de basis in te zetten met circa 30% vermogensdekking en de rest aan te vullen met bijvoorbeeld cv-ketels.

UITVOERINGSTYPEN Afhankelijk van de toepassing zijn er verschillende uitvoeringen mogelijk van de warmtepompen. Onderscheid wordt gemaakt in bron- en afgiftesystemen. Als bron kan zowel lucht (buitenlucht) als water (bodem of aquifer) dienen. Buitenlucht als bron heeft als nadeel dat de temperatuur van de buitenlucht daalt op het moment dat er juist een grote vraag is naar warmte. Deze dalende brontemperatuur heeft als gevolg dat de COP van de warmtepomp slechter wordt. Grondwater of bodemwarmtewisselaars als bron kennen dit probleem minder maar vereisen hogere investeringen. Bij een elektrische lucht/ waterwarmtepomp bevriest bij lage buitentemperaturen de warmtewisselaar als gevolg van condensatie. Tijdens deze ontdooicyclus is de warmtepomp tijdelijk buiten bedrijf.

Gaswarmtepompen kunnen de motorrestwarmte gebruiken om de verdamper vrij te houden van ijs en kunnen continu blijven doordraaien. In het handboek gaswarmtepompen (www.gaswarmtepompboek.nl) is ook uitgebreide informatie over gaswarmtepompen te vinden.

EPC, LABELSTAPPEN EN BREAM Gaswarmtepompen zijn goed toepasbaar in de gebouwde omgeving. Door het hoge rendement ten opzichte van hr-ketels heeft een gaswarmtepomp een positief effect op de energiebesparing. Vooral als de functies koelen en verwarmen gelijktijdig zijn zal de besparingspotentie groot zijn. Op basis van een jaargemiddelde COP van 1,4 voor verwarming (opwekrendement conform NEN 7120 bij Taanvoer < 55°C en buitenlucht als bron) zal de EPC voor een kantoorgebouw met ca. 15 procentpunten dalen.

Ten opzichte van hr-ketels kunnen door gaswarmtepompen twee extra labelstappen worden gemaakt bij de renovatie van kantoren.

In combinatie met andere installatietechnische maatregelen zoals wtw en led-verlichting kan tot een A-label worden gerenoveerd, hetgeen belangrijk is voor de verhuurbaarheid en een duurzame uitstraling. Goede voorbeelden hiervan zijn de renovatie van het politiebureau in Hoofddorp en de renovatie van Arag rechtsbijstand in Leusden met respectievelijk een gasabsorptiewarmtepomp en een gasmotorwarmtepomp. In het eerste geval werd van label G naar C gegaan en in het tweede geval

TVVL Magazine | 03 | 2014 WARMTEPOMPEN

TM0314_scholten_2186.indd 19

-Figuur 5- Gasmotorwarmtepomptoepassing bij kantoor met datacentrum (bron: Reduses)

-Figuur 6- Energiediagram voor en na en de gasmotorwarmtepomp in de installatieruimte van het Tergooi ziekenhuis (bron: Reduses)

van F naar A. Het hoofdkantoor van de Odin groep in Hengelo heeft als één van de weinige gebouwen in Nederland het Breeam-label ‘Excellent’ verdiend. Hierbij wordt onder andere een gasmotorwarmtepomp ingezet om de restwarmte van het datacenter op te waarderen en het kantoor te verwarmen, zie figuur 5. Tegelijkertijd levert deze gasmotorwarmtepomp koude voor de proceskoeling van het datacenter. Op deze wijze wordt uiterst duurzaam energie uitgewisseld tussen beide panden. Door te kiezen voor aan gaswarmtepomp kan in het datacenter voldoende koelcapaciteit gerealiseerd worden zonder dat er een kostbare verzwaring van het elektriciteitsnet nodig is.

KORTE TERUGVERDIENTIJD In het ziekenhuis van Blaricum wordt een gaswarmtepomp toegepast om ruimteverwarming en warm tapwater te leveren, tegelijkertijd levert de gaswarmtepomp koeling voor de operatiekamers en scanapparatuur.

Omdat er het gehele jaar een gelijktijdige warmte- en koudevraag is, is er in dit geval geen bron noodzakelijk. In de oorspronkelijke situatie werd er afzonderlijk warmte en koude gemaakt, zie figuur 6. De PER bedroeg in deze situatie 0,68. In de nieuwe situatie wordt de warmte die bij de koeling vrijkomt nuttig gebruikt en bedraagt de PER 2,7. Omdat er geen bron noodzakelijk is en de bestaande gasaansluiting voldoende capaciteit heeft zijn de investeringskosten beperkt en is de terugverdientijd minder dan drie jaar.

CONCLUSIES EN VERVOLG Gaswarmtepompen hebben in de utiliteitsbouw een besparingspotentie van ruim 15% ten opzichte van hr-ketels. In bijzondere gevallen waar nu nog afzonderlijk wordt verwarmd en gekoeld kunnen fors hogere besparingen worden behaald. Daarnaast kunnen gaswarmtepompeninvesteringen, die anders ook deels door eindgebruikers moeten worden gedaan, in het elektriciteitsnet voorkomen. Hiervoor is dan wel afstemming nodig tussen eindgebruiker en netbeheerder. Netwerkbeheerder Alliander wil in 2014 graag meer ervaring opdoen met deze technologie en staat open voor het uitvoeren van pilotprojecten met gaswarmtepompen. Naast organisatorische zaken zullen hierin ook prestatieafspraken over energiebesparing en beschikbaarheid worden geëvalueerd.

Dit artikel is geschreven naar aanleiding van de workshop gaswarmtepompen op 31 oktober 2013 bij Alliander, waar gezocht is naar de sterke punten van de gaswarmtepompen in de transformatie naar een nieuwe energie-infrastructuur. Deze workshop is geïnitieerd vanuit een zogenaamd Technologiecluster waarin TNO aan vijf leveranciers van gaswarmtepompen (ICE Trading, GasEngineering, Reduces, Techneco en Remeha) en Scheer & Foppen Installatietechniek kennis heeft overgedragen over de mogelijkheden en kansen van gaswarmtepompen in de gebouwde omgeving.

19

4-3-2014 0:11:02

ECOdesign, meer dan een label De Europese Ecodesign- en Energielabeling-richtlijnen moeten in het kader van de 20,20,20-doelstelling voor een enorme reductie van het energiegebruik in Europa zorgen. De Ecodesign-wetgeving stelt daarbij eisen aan het minimale rendement van producten. De labelingwetgeving zorgt voor het labelen, zodat eindgebruikers de efficiëntie van de producten onderling kunnen vergelijken. Dit artikel gaat in op de gevolgen voor de apparatuur die wordt toegepast in installaties. Specifieke aandacht is er voor ruimteverwarming en warmtapwateropwekkers. Eerst wordt de relatie van deze richtlijnen met de andere Europese energierichtlijnen toegelicht.

Ir. P.B.A (Patrick) Jansen, hoofd Innovatie en Kennismanagement Technisch handelsbureau Rensa b.v. en voorzitter TVVL-expertgroep KT; G. (Gerard) van den Berg, product marketeer, Vaillant group

De expertgroep Klimaattechniek (KT) van TVVL neemt deel in Nederlandse subnormcommissie voor de herziening van de EN-normen in het kader van de EPBD. Als er interesse is voor inzage in en commentaar op de conceptnormen kan contact opgenomen worden met Patrick Jansen (Pjansen@rensa.nl).

Directive

EUROPESE ENERGIERICHTLIJNEN De invloed van de Europese richtlijnen wordt steeds meer zichtbaar in de dagelijkse praktijk van de installatietechniek. De Europese richtlijn hernieuwbare energie (RED) [1] heeft als doelstelling om het aandeel duurzame energie te vergroten. Als gevolg van deze richtlijn kunnen installateurs zich sinds 2013 kwalificeren en registeren bij www.qbisnl.nl. Eén ander uitvloeisel van de RED is dat duurzame

energie op een eenduidige wijze in de Europese energieprestatieberekeningen van gebouwen opgenomen gaat worden.

De verplichting voor het opstellen van een energielabel voor gebouwen komt voort uit de Europese richtlijn over energieprestatie van gebouwen (EPBD) [2]. De doelstelling om in alle landen in Europa op een vergelijkbare wijze een energielabel op te kunnen stellen, moet in 2016 leiden tot een consistent raamwerk van normen voor de energieprestatie van

Engelse benaming

Afkorting

Nederlandse benaming

2009/28/EC

Renewable Energy Directive

RED of RES

Richtlijn hernieuwbare energie

2010/31/EU

Energy Performance of Buildings Directive

EPBD

Richtlijn voor energieprestatie van gebouwen

2009/125/EC

Ecodesign requirements for energy-related products

ErP

Richtlijn ecologisch ontwerp voor energie gerelateerde producten

2010/30/EU

Energy labeling energy related products Directive

ELD

Energie Labeling energie gerelateerde producten

-Tabel 1- Benamingen energierichtlijnen

20

TM0314_jansen_2185.indd 20

TVVL Magazine | 03 | 2014 REGELGEVING

6-3-2014 14:07:06

gebouwen. Deze Europese normen gaan de Nederlandse normen, waaronder de NEN 7120 en NEN 7125, vervangen.

Op dit moment wordt een vijftigtal EN-normen herzien om dit te kunnen realiseren. Een ander gevolg van de EPBD is dat in Nederland sinds december 2013 airco-systemen met een vermogen van meer dan 12 kW door een gecertificeerde deskundige verplicht moeten worden gekeurd. De verplichtingen vanuit de Europese EPBD-richtlijn zijn via het Bouwbesluit en het Activiteitenbesluit in de Nederlandse wetgeving verankerd.

De Europese richtlijnen Ecodesign en Energielabeling zijn specifiek gericht op producten en vallen onder de CE-wetgeving. De gevolgen van deze invoering van de richtlijnen zijn bij het grote publiek met name bekend door de labels op witgoed, elektronica en het verbod op gloeilampen. Een belangrijk verschil met de eerder genoemde Europese richtlijnen is dat de Europese CE-wetgeving vanwege het uitgangspunt vrijhandelsverkeer binnen Europa zonder nationale invulling’ moet worden opgenomen in de Nederlandse wetgeving.

ECODESIGN Met de richtlijn ecologisch ontwerp voor energie gerelateerde producten (ErP) (Ecodesign Directive) [3] kan de Europese Commissie eisen stellen aan energie gebruikende producten. In 2005 is een methodologie beschikbaar gekomen om verschillende energie gebruikende producten met elkaar te kunnen vergelijken (Meeup) [4]. Met deze methodologie als basis heeft de Europese Commissie tenders uitgeschreven voor acht productstudies voor categorieën van energie gebruikende producten. De wetgeving werd toen aangeduid met Energie using Products (EuP). Consumentenelektronica, maar ook verlichting, ruimte en warmtapwatertoestellen, woningventilatie en circulatiepompen zijn onderdeel van deze eerste studies geweest.

In 2008 is een ‘working plan’ voor de periode 2009-2011 vastgesteld waarin tien aanvullende studies [5] zijn aangewezen.

In 2009 is de Ecodesign-richtlijn aangepast, zodat ook eisen gesteld kunnen worden aan producten die geen energie gebruiken maar wel een belangrijk effect hebben op het energiegebruik. Hiervoor is in 2011 een aangepaste methodologie beschikbaar gekomen voor het ecologische ontwerp van energie gerelateerde producten (Meerp) [6]. In het Working plan 2012-2014 [7] zijn twaalf studies opgenomen waaronder ramen, slimme meters en waterverbruik gerelateerde producten. Verder is bepaald dat onderzocht gaat worden of de eisen aan producten, zoals gebouwisolatie en

TVVL Magazine | 03 | 2014 REGELGEVING

TM0314_jansen_2185.indd 21

regelingen voor verwarming en verlichting, voldoende geborgd zijn in de huidige regelgeving of dat hiervoor aanvullende studies uitgevoerd moeten worden.

Het resultaat van een productstudie is de basis voor het wetgevende proces. De productgroepen waarvoor wetgeving wordt opgesteld, zijn aangeduid met een nummer van de Europese commissie ook wel LOT genoemd. Voor LOT 11 circulatiepompen, LOT 1 ruimteverwarmingstoestellen en LOT 2 warmtapwatertoestellen wordt nader in gegaan op de gevolgen van de Europese richtlijn voor het op de markt brengen van deze producten.

LOT 11: circulatiepompen De Meeup-studie voor circulatiepompen kwam in 2008 beschikbaar. Anderhalf jaar later in augustus 2009 is de verordening 641/2009 [8] al gepubliceerd in de Offical journal, waarmee deze wetgeving werd. Hierdoor worden sinds begin 2013 minimale eisen gesteld aan het rendement van een circulatiepomp met een vermogen kleiner dan 2.500 W. Het rendement van een circulatiepomp wordt bepaald bij verschillende werkpunten. De rendementen worden per werkpunt gewogen opgeteld. Het samengestelde rendement wordt met behulp van een referentiewaarde, die afhankelijk is van de grote van de pomp, uitgedrukt in Energy Efficiency Index (EEI). De huidige eisen van een EEI van maximaal 0,27 hebben ervoor gezorgd dat de standaard wisselstroom- en draaistroomcirculatiepompen nauwelijks meer verkocht worden. De invoering van deze wetgeving is redelijk geruisloos verlopen. De meeste problemen treden op als het energiezuinige alternatief voor een geïnstalleerde 3-fase circulatiepomp een 230V-versie blijkt te zijn, waardoor de elektrische bekabeling aangepast moet worden. De groothandelaren mogen de standaard circulatiepompen die ze in 2012 hebben ingekocht nog verkopen, maar daar is nauwelijks nog vraag naar.

Vanaf 2015 worden de eisen verzwaard naar een EEI ≤ 0,23 en moeten ook de pompen die in cv-ketels en warmtepompen ingebouwd zijn aan deze wetgeving voldoen. Het merendeel van de circulatiepompen die nu beschikbaar zijn voldoet reeds aan de gestelde eisen.

LOT 1: cv ketels en warmtepompen LOT 1 betreft gasgestookte cv-ketels, warmtepompen en mirco/mini-WKK’s voor ruimteverwarming met een verwarmingsvermogen tot 400 kW. Ook de combiketels vallen onder deze regeling. De studie naar deze productgroep werd in 2007 afgerond. De verordening is pas zes jaar later in september 2013 van kracht geworden.

Door deze Europese verordening moeten vanaf

september 2015 gasgestookte cv-ketels die op de mark gebracht worden met een vermogen tussen de 70 en 400 kW, beschikken over een minimaal nuttig rendement van 86% bij 100% belasting. Bij een deellast van 30% mag het nuttig rendement niet lager zijn dan 94%.

Het nuttig rendement is gedefinieerd als de verhouding tussen de nuttige warmteafgifte en de energie-input is gebaseerd op de bovenste verbrandingswaarde.

Voor kleinere ketels (< 70 kW) wordt bij de bepaling van de minimale seizoensgebonden energie-efficiëntie (SPF) van ruimteverwarming rekening gehouden met een belastingsprofiel. Bij de seizoensgebonden energie-efficiëntie wordt er vanuit gegaan dat het toestel 85% van draaiuren op 30% werkt en de overige tijd op vollast [9]. De SPF mag niet lager zijn dan 86%.

Voor de vervanging van atmosferische ketels met een vermogen van minder dan 10 kW en voor combitoestellen met een vermogen van minder dan 30 kW is een uitzondering gemaakt. Die mogen op de markt gebracht worden met een lager rendement tot minimaal 75% (zie kader). Bij de berekening van de SPF van ruimteverwarming wordt rekening gehouden met temperatuurregelingen, aanvullend elektriciteitsverbruik en warmteverlies in stand-by-stand. Daarmee zijn ketels en warmtepompen vergelijkbaar geworden; hun rendementen (SPF) zijn gebaseerd op primaire energie-input, waarbij het elektrisch opwekkingsrendement op 40% is gesteld.

Voor de rendementsbepaling van warmtepompen wordt een onderscheid gemaakt tussen lagetemperatuurwarmtepompen met aanvoertemperatuur van 35 °C en middelhogetemperatuurwarmtepompen met een aanvoertemperatuur van 55 °C. Voor de lagetemperatuurwarmtepompen is de minimale SPF van ruimteverwarming vastgesteld op 115%. Voor middelhogetemperatuurwarmtepompen is voor dit rendement een waarde van 100% toegestaan. Deze eisen en de wijze waarop deze door de fabrikanten gemeten

GEVOLGEN VOOR VR-KETELS Verbeterd rendement (VR) toestellen mogen vanaf 09-2015 niet meer op de markt gebracht worden. Met uitzondering van open VR-toestellen die gebruikt worden om bestaande collectieve open systemen met VR-toestellen te vervangen.

Dit is met name het geval bij een collectief rookgasafvoersysteem dat niet bestand is tegen het condenseren dat optreedt bij HR-toestellen. Deze toestellen zijn ook specifiek gelabeld.

21

6-3-2014 14:07:06

moeten worden staan in Europese verordening 813/2013.

In deze verordening is ook de maximale geluidsproductie van de toestellen opgenomen. Voor warmtepompen tot een vermogen van 6 kW mag het geluidsvermogensniveau van het binnendeel maximaal 60 dB zijn.

Voor het buitendeel is het geluidsvermogen maximaal 65 dB. Bij grotere vermogens is meer geluid toegestaan.

Vanaf 2017 worden er strengere eisen gesteld aan de seizoensgebonden energie-efficiëntie van ketels met warmte/krachtkoppelingen (η>100%), middelhogetemperatuurwarmtepompen (η>110%) en lagetemperatuurwarmtepompen (η>125%). Elektrische ketels mogen tot 2017 een rendement van minimaal 30% hebben. Hierna wordt de eis verhoogd naar 36%. Naast minimale rendementen en maximale geluidsvermogens worden er ook eisen gesteld aan emissies. Al deze informatie is verplicht om met het toestel mee te leveren en zal gebruikt worden als input voor de Europese berekeningswijze van de energielabels van het EPBD-gebouw.

Voor combitoestellen is de wetgeving voor warmwatertoestellen die hierna wordt beschreven bij LOT 2 ook opgenomen in deze Europese verordening voor ruimteverwarmingstoestellen.

ENERGIELABEL Met de invoering van de Ecodesign-richtlijn is ook de Europese energielabelrichtlijn aangepast die gericht was op huishoudelijke producten. Hierdoor is het mogelijk om de gebruiker eenduidig te informeren over het energiegebruik van breed scala van producten. Dit is vastgelegd in de richtlijn 2010/30/ EU (ELD) [10] ‘betreffende de vermelding van het energiegebruik en het verbruik van andere hulpbronnen op de en in de standaardproductinformatie van energie gerelateerde producten’.

LOT 11: circulatiepompen Voor 2013 hadden circulatiepompen een vrijwillig energielabel. Omdat de Ecodesignrichtlijn alleen nog pompen met klasse A van dit vrijwillige energielabel op de mark toestaat, heeft dit label geen waarde meer. Voor circulatiepompen is geen specifieke labelwetgeving ontwikkeld in het kader van de ELD-richtlijn.

Vanuit de Ecodesign-verordening wordt geëist dat de EEI-waarde van de pomp vermeld wordt samen met de tekst: ‘De benchmark voor de meeste efficiënte circulatiepompen is EEI ≤ 0,20’.

Type CV ketels 70- 400 KW (Nuttig rendement)

Minimale SPF 2015

Minimale SPF 2017

86% (100 % belasting) 94% (30 % belasting)

CV ketels < 70 kW

86%

WarmteKachtkoppeling

86%

100%

Hogetempertuurwarmtepomp

100%

110%

Lagetemperatuurwarmtepomp

115%

125%

Elektrische ketel

30%

36%

-Tabel 2- Minimale eisen aan het seizoensgebonden energie-efficiëntie (SPF)

LOT 2: warmtapwatertoestellen De wetgeving voor toestellen voor het verwarmen van warmtapwater met een vermogen kleiner dan 400 kW en opslagcapaciteit kleiner dan 2.000 liter heeft dezelfde procedure doorlopen als LOT 1 en is vastgelegd in de Europese verordening 814/2013. De minimale energieefficiëntie die vanaf september 2015 voor warmtapwatertoestellen gaat gelden, is gekoppeld aan capaciteitsprofielen die lopen van 3XS, voor zeer lage aftappingen, tot 4XL voor de grootste systemen. Deze tapprofielen zullen de in Nederland gebruikelijke CW-klasse gaan vervangen.

Voor het kleinste profiel wordt een minimale energie-efficiëntie van warmtapwatertoestel van 22% geëist. Voor de grootste systemen moet de energie-efficiëntie minimaal 32% zijn. In de berekening van het rendement worden eventueel aanwezige zonnecollectoren en energiegebruik van de pompunit meegenomen. In de verordening worden slimme controlemechanismes omschreven, waarbij het warmtapwatertoestel zich automatisch afstemt op het individuele gebruik met als doel het energiegebruik te verminderen. Als een toestel van een dergelijke regeling is voorzien, mag het wettelijke minimale rendement bij het standaard tapprofiel lager zijn.

In het 3X- profiel zijn de grootste aftappingen 2 l/m en is de totale energiebehoefte 0,345 kWh/dag. In het grootste profiel worden aftappingen gedaan van 16 liter/min en is de totale energiebehoefte 93,52 kWh/dag. De energie-efficiëntie van het toestel wordt bepaald door de verhouding van de energie die geleverd wordt als warmwater en de energie die als fossiele brandstof en/of elektrische energie wordt toegevoegd. In 2017 en 2018 worden de minimale energie-efficiëntie eisen verzwaard, waarbij de producten met de grootste capaciteit uiteindelijk een energie-efficiëntie van minimaal 64% moeten hebben. Net als bij ruimteverwarmingstoestellen worden er ook eisen gesteld aan geluidsvermogen en emissies van stikstofoxiden..

Om te voorkomen dat onjuiste profielen aan een warmwatertoestel worden gekoppeld is in de verordening vastgelegd dat het toestel een bepaalde minimale hoeveelheid warmwater moet kunnen leveren. Om de stilstandsverliezen te beperken wordt door de verordening het maximale opslagvolume voor kleinere (elektrische) boilers van het type 3XS tot S beperkt. Zo mag bij warmtapwatertoestellen die geschikt zijn voor het tappatroon 3XS het opslagvolume niet groter zijn dan 7 liter. Aan de stilstandsverliezen van indirect gestookte boilers en drinkwatervoorraadvaten worden vanaf 2017 eisen gesteld. Het maximaal toegestane warmteverlies wordt bepaald aan de hand van het opslagvolume.

CE-wetgeving In de CE-wetgeving wordt onderscheid gemaakt tussen een eigen verklaring van de fabrikant of toetsing door een derde partij (notified body). De CE-verklaring in het kader van de ECOdesignwetgeving vindt plaats op basis van een eigen verklaring van de fabrikanten. De nationale autoriteiten kunnen in het kader van markttoezicht een product laten testen. Als het product niet presteert zoals vermeld staat in de CE-verklaring kan geëist worden dat het product van de markt wordt gehaald. In 2016 beoordeelt de Europese commissie of er verschillende eisen per type warmwatertoestel gesteld moeten worden. Voor 2018 wordt er beoordeeld of er aanvullende eisen moeten worden gesteld aan de toegepaste koudemiddelen, het geluid en de emissies. Ook de geldigheid van de gemiddelde EU-opwekkingsefficiëntie en de noodzaak van toetsing door derden wordt dan bekeken.

LOT 1: cv-ketels en warmtepompen De gedelegeerde verordening 811/2013

22

TM0314_jansen_2185.indd 22

TVVL Magazine | 03 | 2014 REGELGEVING

6-3-2014 14:07:06

-Figuur 1- Eigenschappen tapprofielen

uitstroom-

Uitstroom temperatuur Qref in KWh/d d

55°C

55°C

55°C

55°C

2

6

12

18

25

XS

S

M

L

XL

XXL

4

5

6

10

10

16

2-3

3

5

6

>6

55°C

25°C

35°C

55°C

0,3 45

2,100

2,100

3XS

XXS

2

2

(l/min) d CW label d

Capaciteitsprofiel

2015

2017

2018

3XS

22%

32%

XXS

23%

32%

XS

26%

32%

S

26%

32%

M

30%

36%

L

30%

37%

XL

30%

37%

XXL

32%

37%

60%

3XL

32%

37%

64%

4XL

32%

38%

64%

-Tabel 3- Minimale energie-efficiëntie waterverwarmingstoestellen BASIS.indd 1

10/01/14 17:35

Dealer

Productname Line 1 Productname Line 2

Dealer

Productname Line 1 Productname Line 2

55°

35° Dealer

A++

A+++

Productname Line 1 Productname Line 2

A+++ A+

A+++

+ YZ

YZ

YZ dB

YZ kW

YZ dB

YZ kW

YZ

+

YZ kW

+

YZ

+ YZ dB

-Figuur 2- Energielabel soloketel (links) Energielabel Solo warmtepomp vanaf 2019 (rechts)

-Figuur 3- Installateurslabel voor samengestelde pakketten

bepaalt dat vanaf september 2015 ruimteverwarmings-toestellen met een vermogen minder dan 70 kW voorzien moeten zijn van een energielabel en een productkaart. Ook in de reclame en het promotiemateriaal van de toestellen moet de seizoensgebonden energieefficiëntieklasse (SPF) vermeld worden.

Cv-toestellen met een SPF van 30% krijgen een F-label. Voor het verkrijgen van een A++ label moet een SPF van minimaal 125% gerealiseerd worden. Voor lagetemperatuurwarmtepompen is de lat voor A++ wat hoger gelegd met een seizoensgebonden energieefficiëntie van 150%. Bij een warmtepomp kan het energielabel voor zowel lage als hoge aanvoertemperatuur getoond worden. Voor warmtepompen en zonne-energie zijn de klimaatomstandigheden van groot belang voor de prestaties. Daarom is Europa opgedeeld in drie geografische klimaatregio’s. Per regio

aanpassingen aan een product of de documentatie van het product worden gemaakt, diegene die de wijzigen heeft uitgevoerd wordt gezien als fabrikant met alle verplichtingen die daarbij horen. In deze verordening is met ‘het installateurslabel’ hierop een uitzondering gemaakt bij het samenstellen van pakketten.

Bij het samenstellen van een pakket bestaande uit een cv-ketel, warmtepomp, regeling, en/ of zonne-energiesysteem kan een voor het pakket geldende energie-efficiëntieklasse bepaald worden. Het bepalen van het energielabel voor het pakket vindt plaats door invullen van een formule.

Hierin kan het nieuwe energielabel bepaald worden aan de hand van klasse van regeling, seizoensgebonden energie-efficiëntie, oppervlakte en efficiëntie zonnecollector, inhoud en label van het voorraadvat. Dit samengesteld pakket kan met dit aanvullende label door

TVVL Magazine | 03 | 2014 REGELGEVING

TM0314_jansen_2185.indd 23

wordt het vermogen van de warmtepomp vermeld. Voor de getoonde SPF wordt uitgegaan van klimaatregio ‘gemiddeld’, waar Nederland ook onder valt.

De productkaart, die met het product wordt meegeleverd, vermeldt naast de gegevens die op het energielabel staan ook het jaarlijkse energiegebruik in kWh en/of GJ. Bij toestellen met warmte/krachtkoppeling wordt het elektrische rendement op de productkaart vermeld. Bij warmtepompen wordt de SPF in de overige twee klimaatzones vermeld op de productkaart. Het jaarlijks energiegebruik wordt bepaald aan de hand van de SPF en een jaarlijkse referentievraag. Deze referentievraag is voor de gemiddelde klimaatzone gebaseerd op 2066 vollasturen.

Installateurslabel Uitgangspunt van de CE-wetgeving is dat als er

23

6-3-2014 14:07:07

Dealer

Productname Line 1 Productname Line 2

Dealer

A++

A

WXYZ YZ dB

Productname Line 1 Productname Line 2

Dealer

A

A

YZ w

YZ

kWh/annum GJ/annum

YZ dB

Productname Line 1 Productname Line 2

YZ kW

XYZ L

-Figuur 4- Energielabel warmtapwatertoestel (links) Energielable combiketel (midden) Energielabel boiler (rechts)

een partij niet zijnde de leverancier, zoals een groothandel of installateur, op de markt gezet worden. Een dergelijk pakket kan uiteraard ook door een fabrikant op de markt gezet worden.

Om dit installateurslabel te kunnen opstellen zijn vanaf september 2015 ook temperatuurregelaars en zonne-energieinstallaties voorzien van een productkaart. Voor september 2015 mag nog geen gebruik gemaakt worden van het label. Vanaf 2019 worden de labels zodanig aangepast dat de energie-efficiëntieklasse E en F vervallen en de klasse A+++ wordt toegevoegd.

LOT 2: warmtapwatertoestellen Voor warmtapwatertoestellen zijn de eisen aan het energielabel en de bijbehorende productkaart vastgelegd in de gedelegeerde verordening 812/2013. De energie-efficiëntieklassen zijn daarbij gerelateerd aan de energie-efficiëntie en de capaciteitsprofielen.

Voor een A-label moet een toestel met een M-capaciteitsprofiel een energie-efficiëntie van 65% hebben. Een toestel in de XS-klasse kan dit label realiseren met een energie-efficiëntie van 38%. Naast de energie-efficiëntieklasse en het capaciteitsprofiel worden ook op dit label het geluidsvermogensniveau en het jaarlijks energiegebruik vermeld. Bij warmtepomp- en zonne-energie-installaties wordt het jaarlijks verbruik per klimaatzone vermeld.

Voor toestellen die bedoeld zijn om alleen in de daluren te werken is een aanvullend pictogram

24

TM0314_jansen_2185.indd 24

toegevoegd. Net als bij ruimteverwarmingstoestellen is op de productkaart aanvullende informatie aanwezig, kan een installateurslabel opgesteld worden en worden in de loop van de tijd een hogere energieklasse toegevoegd.

Bij combitoestellen wordt het warmtapwaterlabel gecombineerd met het ruimteverwarmingslabel.

Bij warmwatertanks is de energie-efficiëntieklasse gebaseerd op het stilstandsverlies in relatie met het opslagvolume. Naast de energie-efficiëntieklasse is het stilstandsverlies en het opslagvolume op het energielabel vermeld.

De nationale autoriteiten kunnen in het kader van markttoezicht een product laten testen.

Als het product niet presteert zoals vermeld staat in het label kan geëist worden dat het product van de markt wordt gehaald. Ook deze wetgeving wordt binnen vijf jaar geëvalueerd. De evaluatie richt zich met name op de haalbaarheid en het nut van de aangegeven efficiëntie en of de productkaarten voldoende informatie bieden.

LABELS HR-COMBIKETELS Naar verwachting zullen HR-combiketels labels krijgen voor warmwater variërend van B tot A. Een pakket met een aanvullende zonneboiler of warmtepomp kan uitkomen op A+. ventilatoren is regelgeving al van kracht.

Woonhuisventilatiesystemen worden gelabeld vanaf 2016. Ook verwarmingstoestellen die niet onder LOT 1 en 2 vallen, zoals houtstook (LOT 15) en lokale verwarming (LOT 20), zijn onderdeel van de Ecodesign-regelgeving. Voor veel elektrische apparatuur is al wetgeving van kracht. Doordat kranen en douchekoppen ook onderwerp zijn van een studie heeft het voor sanitairfabrikanten ook consequenties. Op de website van de European Council for an Energy Efficient Economy (www.eceee.org/ecodesign) is een compleet overzicht beschikbaar van de studies en wetgeving in zijn verschillende stadia.

MEER DAN EEN LABEL OVERIGE PRODUCTEN Zoals toegelicht bij de Ecodesign-wetgeving zijn er, en worden er, voorbereidende studies uitgevoerd die uitermate relevant zijn voor het vakgebied installatietechniek. Dit bereft het hele scala aan pompen, verlichting, luchtbehandeling en koeling, zowel voor utiliteit als woningen. Voor airco’s en

De Ecodesign- en Energielabelling-wetgeving heeft er onder meer toe geleid dat er nauwelijks nog gloeilampen en wisselstroomcirculatiepompen worden verkocht. Hoewel in specifieke situaties geen energiewinst behaald wordt, de bekende lamp in de kelderkast, heeft deze wetgeving in een behoorlijke stimulans gegeven aan de ontwikkeling van zuinige

TVVL Magazine | 03 | 2014 REGELGEVING

6-3-2014 14:07:07

producten in vele branches, van auto’s tot verlichting.

Nu er aan steeds meer producten in de installatietechniek energie-efficiëntie eisen gesteld worden en de producten eenvoudig en eenduidig met elkaar vergeleken kunnen worden, biedt dit mogelijkheden voor de fabrikant om zich te onderscheiden. Het beschikbaar komen van eenduidige data van de producten die een relatie heeft met energielabels voor gebouwen, gaat de adviseur en installateur helpen bij de voorlichting van de opdrachtgever in de energie-efficiënte oplossingen.

De implementatie van de Europese RED-, EPBD-, Ecodesign- en ELD-richtlijnen gaat niet over één nacht ijs. Maar eenmaal op stoom gaat het een belangrijke bijdrage leveren aan het reduceren van het energiegebruik.

REFERENTIES 1. Directive 2009/28/EC Renewable Energy Directive 2. Directive 2002/91/EC en 2010/31/EU (herziening) Energy Performance of Buildings Directive

De Triple

3. Directive 2005/32/EC en 2009/125/EC (herziening) Ecodesign Directive 4. Rene Kemna, Martijn van Elburg, William Li, Rob van Holsteijn, Methodology for the Ecodesign of Energy-using Products, Final Report, 2005 5. Communication from the commission to the council and the european parliament, Establishment of the working plan for 2009-2011 under the Ecodesign Directive, 2008 6. Rene Kemna, Martijn van Elburg, William Li, Rob van Holsteijn, Methodology for the Ecodesign of Energy-related Products, Final Report, 2011 7. Commission staff working document, Establishment of the Working Plan 20122014 under the Ecodesign Directive, 2012 8. Verordening (EG) Nr. 641/2009 van de commissie van 22 juli 2009 tot uitvoering van Richtlijn 2005/32/EG van het Europees Parlement en de Raad betreffende eisen inzake ecologisch ontwerp voor standalone natloper-circulatiepompen en in producten ingebouwde natloper-circula-

tiepompen 9. Draft Communication from the commission in the framework of the implementation of Commission Regulation (EU) No …/… implementing Directive 2009/125/ EC of the European Parliament and of the Council with regard to ecodesign requirements for space heaters and combination heaters, and of the implementation of Commission Delegated Regulation (EU) No …/… supplementing Directive 2010/30/ EU of the European Parliament and of the Council with regard to energy labelling of space heaters, combination heaters, packages of space heater, temperature control and solar device and packages of combination heater, temperature control and solar device, 2013 10. Richtlijn 2010/30/eu van het Europees Parlement en de raad van 19 mei 2010 betreffende de vermelding van het energiegebruik en het verbruik van andere hulpbronnen op de etikettering en in de standaardproductinformatie van energie gerelateerde producten.

AAA energiezuinige Gaswarmtepomp

G F

energielabel A

A kwaliteit

service van A tot z

E D C B A

Tel. 0348 413 485 | e-mail: info@gasengineering.nl | www.gasengineering.nl GAS_adv-opmaak.indd 1

TVVL Magazine | 03 | 2014 REGELGEVING

TM0314_jansen_2185.indd 25

12-3-2012 16:35:45

25

6-3-2014 14:07:07