Hoe de warmtegenerator voor sanitair warm water in appartementsgebouwen dimensioneren?
Om de gevolgen van een onjuiste dimensionering van een installatie voor de productie van sanitair warm water in een collectief woongebouw te vermijden, heeft Buildwise een methode, en zelfs een rekentool, ontwikkeld om een efficiënte en energiezuinige installatie te kunnen ontwerpen die geen risico inhoudt voor de gezondheid van de bewoners.
Tot op heden bestond er in België geen uniforme, erkende methode voor het ontwerpen en dimensioneren van installaties voor de productie van sanitair warm water. Een onjuiste dimensionering kan nochtans zware gevolgen hebben:
- ondergedimensioneerde installaties voldoen niet aan het gewenste sanitaire comfort, een aspect waar de bewoners erg gevoelig voor zijn
- overgedimensioneerde installaties verbruiken doorgaans meer energie, verminderen de waterkwaliteit, gaan gepaard met bijkomende kosten en nemen meer plaats in beslag in de technische ruimten.
In samenwerking met de Universiteit Antwerpen en de hogeschool Thomas More Kempen heeft Buildwise daarom een nieuwe ontwerp- en dimensioneringsmethode ontwikkeld voor de productie van sanitair warm water in collectieve woongebouwen (appartementsgebouwen).
Bij het bepalen van de dimensioneringsregels van deze methode werd er rekening gehouden met drie fundamentele uitdagingen:
- comfort: de installatie moet pieken in de vraag aankunnen
- energie: de installatie moet zo weinig mogelijk energie verbruiken. Dit kan bereikt worden door te grote opslagvaten te vermijden, de retour van te warm primair water naar de generator te voorkomen of korte aan/uit-cycli te beperken
- gezondheid: het opgeslagen water moet regelmatig ververst worden om gezondheidsproblemen te voorkomen. Dit is mogelijk door te opteren voor een installatie met een beperkt watervolume.
‘VERMOGEN/VOLUME’- OF PV-CURVES
Voor de aanmaak van sanitair warm water gebruikt men vaak opslagvaten omdat deze het vermogen van de warmtegenerator kunnen verminderen. Daarom wordt de dimensionering van de installatie voor de warmwaterproductie zowel in vermogen als in opslagvolume uitgedrukt.
Om de juiste combinatie van vermogen en volume te kiezen, maakt de nieuwe methode gebruik van ‘vermogen/volume’- of PV-curves. Deze grafische benadering toont voor verschillende vermogens welk opslagvolume er nodig is om aan de warmwatervraag te voldoen. Om deze curves correct te gebruiken, moet men weten naar welk vermogen en volume ze precies verwijzen:
- het aangegeven vermogen is het vermogen dat nodig is voor de warmtewisselaar
- het aangeduide volume is het werkelijke volume van het opslagvat of de opslagvaten.
DIMENSIONERING IN FUNCTIE VAN HET HYDRAULISCHE ONTWERP
De onderzoeken hebben aangetoond dat de dimensionering van een installatie afhangt van het hydraulische ontwerp. De PV-curves van de nieuwe methode zijn daarom perfect geschikt om rekening te houden met verschillende hydraulische ontwerpen:
- ogenblikkelijke productie
- semi-ogenblikkelijke productie door een opslagvat met een interne warmtewisselaar
- semi-ogenblikkelijke productie door een opslagvat met een externe warmtewisselaar
- uitsluitend accumulatieve productie.
Het opslagvat kan sanitair of technisch water (d.w.z. water afkomstig van de verwarmingskring) bevatten.
Een aantal andere ontwerpcriteria zijn eveneens van groot belang voor de dimensionering en werden dan ook in rekening gebracht bij het opstellen van de PV-curves. Het kan onder meer gaan om:
- het debiet van de verdeellus
- de positie van de retourleiding van de verdeellus in een opslagvat
- de temperatuur van het primaire water.
REKENTOOL
Om deze nieuwe methode daadwerkelijk toepasbaar en gebruiksvriendelijk te maken, werd er een rekentool ontwikkeld met de naam WaterDim. Deze tool is volledig gratis en beschikbaar via de volgende link: waterdim.buildwise.be.
De tool stelt de gebruiker in staat om:
- het aantal en het type appartementen in te voeren
- ben je van plan om een opslagvat te plaatsen?
- wordt in het opslagvat technisch of sanitair water opgeslagen?
- wordt volledige accumulatie van sanitair warm water toegepast?
- hoeveel opslagvaten zijn er aanwezig?
Enkele korte teksten helpen de gebruiker bij het beantwoorden van deze vragen. Bovenaan het scherm geeft een balk de voortgang aan. Wanneer alle gegevens ingevoerd zijn, dan geeft de tool:
- een samenvatting van alle gegevens
- de PV-curve die overeenkomt met de beschrijving van het gebouw en de gewenste installatie. Met één enkele klik op een willekeurig punt op de curve kent de gebruiker de ‘vermogen/volume’-verhouding voor dat punt
- een gedetailleerd hydraulisch schema van de beoogde installatie. Dit schema is ‘dynamisch’: als de ontwerper op het nummer van een element in de hydraulische installatie klikt, dan verschijnt er een venster met bijkomende informatie (zie afbeelding), zoals een alternatief ontwerpvoorstel of advies over de dimensionering van bepaalde uitrustingen.
Bron: het artikel ‘Sanitair warm water in collectieve woongebouwen: hoe de warmtegenerator dimensioneren?’ van Benoit Poncelet en Bart Bleys in het Buildwise Magazine van juli-augustus 2023. Enkel het originele artikel, te vinden op www.buildwise.be, geldt als referentie.