Inhoudstafel
Het is onmogelijk om het ideale distributienetwerk te beschrijven, want het hangt sterk af van het type gebouw en de keuze voor het productiesysteem voor warmte of SWW. Het gedetailleerde ontwerp van het distributienetwerk van een gebouw is een taak voor een studiebureau dat is gespecialiseerd in bijzondere technieken. De hieronder beschreven elementen komen echter steeds terug in het ontwerp van distributienetwerken voor verwarming, koeling en sanitair warm water.
Verwarming
Elke zone van het gebouw met een eigen gebruik, streeftemperatuur, verwarmingselementen/koeleindunits en/of huurders moet over een eigen verwarmings- en/of koelcircuit beschikken en apart kunnen worden geregeld. Er moet worden vermeden dat het systeem voor het hele gebouw in werking treedt als slechts één zone het nodig heeft. Voorbeelden: een bibliotheek die op zaterdag geopend is, een vergaderzaal die 's avonds wordt gebruikt…
Deze vereiste heeft uiteraard gevolgen voor de distributienetwerken: eventueel dubbele circuits en accessoires, dimensionering van de circulatoren… Het is onmogelijk om hier gedetailleerd in te gaan op de distributienetwerken, aangezien elk gebouw en elke installatie een specifieke studie vereist.
In het kader van de EPB-regelgeving voor verwarmingsinstallaties is de aanwezigheid van scheidingselementen verplicht, in overeenstemming met de vereisten inzake partitionering (Bijlage 4 van het Besluit, van toepassing op verwarmingssystemen die op of na 1/1/2011 nieuw werden geplaatst of gewijzigd). Zo moeten voor de hydraulische distributiesystemen voor verwarmingswater de ingangs- en uitgangszones van de leidingen voorzien zijn van scheidingselementen. Indien het netwerk meer dan één zone bedient, moet het scheidingselement bij het toegangspunt tot de zone gemotoriseerd zijn.
Bij renovatie komt het vaak voor dat de behoeften van de vertrekken niet overeenstemmen met de configuratie van het bestaande hydraulische circuit.
In bepaalde gevallen kunnen lokale oplossingen worden overwogen, zoals de plaatsing van thermostaatkleppen op de warmteafgifte-elementen die zich op de gevel bevinden die veel zon vangt (het zuiden) of de installatie van zonekleppen. In andere gevallen zijn zwaardere ingrepen nodig. Bijvoorbeeld: bij vertrekken die buiten de normale gebruiksuren worden verwarmd (de conciërgerie van een school bijvoorbeeld) kunnen aparte takken worden gecreëerd of kunnen de circuits volledig worden gescheiden en een kan er een nieuw, lokaal warmteproductiesysteem worden geïnstalleerd.
Sanitair warm water
Wanneer er nieuwe afnamepunten met laag verbruik worden toegevoegd (bijvoorbeeld kitchenettes in kantoren), zijn elektrische boilers vlakbij de kraan (onder de gootsteen) met een tijdschakelaar die minstens per week is geprogrammeerd vaak de beste oplossing. Indien afnamepunten met een groter verbruik worden geïnstalleerd (douches bijvoorbeeld) moet worden bekeken of die op het bestaande netwerk kunnen worden aangesloten (beschikbaar vermogen, mogelijkheden voor hydraulische aansluiting) en moet de strategie worden bepaald:
- Aansluiting op het bestaande productiesysteem, uitbreiding van het hydraulische circuit (vaak moeilijk te realiseren)
- Renovatie van het bestaande netwerk (aanpassing van het productiesysteem) en uitbreiding van het hydraulisch circuit.
- Creatie van een compleet nieuw netwerk met een nieuw onafhankelijk productiesysteem
- …
Er zijn volop mogelijkheden; wat de beste is hangt af van de configuratie van het bestaande netwerk, de nieuwe behoeften, economische aspecten…
(Semi-)gedecentraliseerde productie en distributielus
Om het distributieverlies in de circuits voor sanitair warm water te beperken, moet de warmwaterproductie zich dicht bij de afnamepunten bevinden en moeten die laatste ideaal gegroepeerd zijn.
De wachttijd voor warm water hangt eveneens samen met de vormgeving van de distributie tussen het productiepunt voor warm water en het afnamepunt (de wachttijd moet voor elk afnamepunt worden beoordeeld, niet voor de installatie in haar totaliteit).
Als de afnamepunten over het gebouw verspreid zijn (bijvoorbeeld bij collectieve woningen), kan het verlies via het distributienetwerk aanzienlijk zijn als gevolg van:
- de lengte van de leidingen tot aan de diverse afnamepunten
- de eventuele aanwezigheid van een warmwaterlus
Zoom op de warmwaterlus
De aanwezigheid van een warmwaterlus is zeer nadelig voor het primaire energieverbruik van het project, want er gaat permanent warmte verloren via de leidingen van de lus om ze op temperatuur te houden.
Principe van de warmwaterlus
Anderzijds kan de wachttijd voor warm water zonder warmwaterlus zeer lang zijn en blijft het warme water, van zodra de kraan wordt gesloten, opgesloten in de leidingen, hetgeen eveneens aanzienlijk energieverlies betekent. Bij dit type configuratie moet ook aan legionella worden gedacht (lauw water in de afgesloten takken van het circuit).
Netwerk zonder warmwaterlus
Om dit op te lossen, moet worden gekozen voor de (semi-)gedecentraliseerde productie van sanitair warm water en voor één (gedecentraliseerde productie) of meerdere verspreide eenheden (semi-gedecentraliseerde productie). Het voordeel van deze oplossing zijn allereerst de aanzienlijke vermindering van het verlies door distributie en opslag In het geval van gedecentraliseerde productie moet worden onderzocht of het verwarmingsproductiesysteem kan worden gecombineerd met het productiesysteem voor sanitair warm water (zie de stap 4a - Het productiesysteem dimensioneren).
De volgende oplossing kan ook worden onderzocht. Dat moet per geval worden beoordeeld:
Satellietboiler. Met dit systeem worden warmwaterlussen in het hele gebouw vermeden doordat elk appartement een eigen boiler heeft, terwijl de verwarmingsproductie gecentraliseerd blijft (via een condensatieketel op gas bijvoorbeeld). De verwarmingslus komt bij het appartement aan en dient zowel om de warmwaterboiler op temperatuur te krijgen als voor de warmtevoorziening voor de eindunits in de vertrekken. De productie van sanitair warm water krijgt prioriteit.
Voor een optimale werking van de installatie moet de regeling het volgende mogelijk maken:
- Evaluatie van de behoeften aan warmte van de verschillende boilers in het gebouw wanneer een van de boilers warmte nodig heeft. Zo kan de opwarming van één boiler (en het versturen van warm water in het hele circuit) worden gebruikt om ook andere boilers op te warmen.
- Lading van de boilers op slechts enkele momenten van de dag om te vermijden dat het water in de lus de hele dag een hoge temperatuur heeft.
Technisch principe van een satellietboiler
Bij productie via een instantsysteem (verwarmingsketel, platenwarmtewisselaar) kunnen afnamepunten met thermostaatkranen de temperatuurschommelingen als gevolg van variatie in het aftapdebiet en zo het gebruikscomfort verbeteren (voor zover de variaties niet al te plotseling zijn). Het verbruik van warm water kan eveneens worden verminderd door het gebruik van waterbesparende elementen: schuiminrichtingen, zuinige douchekoppen, drukknoppen met automatische terugvering, kraan met elektronisch oog, ergonomische grepen, mengkranen...
Distributienetwerk vs. productie via condensatieketel
De keuze van een condensatieketel is niet onverenigbaar met de verplichting om sanitair warm water te bereiden in combinatie met de verwarming. Besteed echter bijzondere aandacht aan de keuze van het keteltype (ketels met 2 teruglopen bij de bereiding met een opslagtank) of aan de dimensionering van de warmtewisselaar (voor bedrijf 90°/45° of 70°/45° in geval van een ogenblikkelijke warmtewisselaar) en aan de configuratie van de bijbehorende hydraulische kringloop. De keuze om wel of niet een condensatieketel te installeren, moet vroeg worden gemaakt; want dit heeft gevolgen voor het ontwerp van het hydraulische netwerk.
Condensatieketel met 2 teruglopen
Gezondheid: netwerken voor sanitair warm water en legionella
Op distributieniveau vormt stilstaand water een ideale kweekbodem voor legionella. Het distributienetwerk moet dus volgens de geldende regels voor een goede praktijk worden ontworpen:
- Kies voor materiaal dat de kans op vorming van een biofilm verlaagt en corrosiebestendig is (liever koper dan gegalvaniseerd staal).
- Zorgt voor een luscircuit binnen het netwerk voor sanitair warm water. Zo blijft het water tot de aftappunten op 50-55° C.
- Zorg er tegelijk voor dat het water in de koudwaterleidingen nooit warmer is dan 25° C.
- Isoleer de installaties en vermijd dode takken: dit bespaart energie en het risico van legionella wordt erdoor beperkt.
- Voorzie het netwerk van een temperatuurmeettoestel om de gevoelige punten eenvoudig te kunnen controleren.
- Voorzie uitspoelinrichtingen op kritieke plekken.
- Bij de aftappunten: meng het water zo dicht mogelijk bij het gebruikspunt (maximumtemperatuur 40°) en gebruik liefst thermostaatkranen in de douches.
Isolatie van de leidingen
Thermische isolatie van de leidingen en accessoires voor verwarmingswater en sanitair warm water is verplicht volgens de EPB-regelgeving (Bijlage 3 van het Besluit van de Brusselse Hoofdstedelijke Regering van 3 juni 2010 betreffende de voor de verwarmingssystemen van gebouwen geldende EPB-eisen bij hun installatie en tijdens hun uitbatingperiode). Hetzelfde geldt voor de leidingen en accessoires voor klimaatregeling (Bijlage 1 van het Besluit van de Brusselse Hoofdstedelijke Regering van 15 december 2011 betreffende het onderhoud en de controle van klimaatregelingssystemen en betreffende de geldende EPB-eisen bij hun installatie en tijdens hun uitbating).
De twee volgende voorbeelden tonen het belang van isolatie van de leidingen.
- Het verlies van 1 m leiding van 1 inch doorsnee waarin water van 70°C stroomt, is gelijk aan het verbruik van gloeilamp van 60 W! Isolatie beperkt dat verlies met 90 %, dat wil zeggen een besparing van 30 liter stookolie of 30 m³ gas per meter per jaar. Dit is dus onmisbaar.
Verlies van een niet-geïsoleerde leiding
- Een klep van 2 inch waar water van 70°C doorheen stroomt, levert een verlies op van ca. 150 W, d.w.z. 90 liter stookolie of 90 m³ gas per jaar. Isolatie met een demonteerbare isolatielaag is dus onmisbaar.
Deze waarden gelden voor elementen in een beschermd volume. Het is waar dat een deel van dit verlies in de winter door de omgeving wordt opgevangen, maar die warmte wordt meestal niet op de goede plaats en het goede moment gevaloriseerd. Buiten het beschermde volume is dat verlies nog hoger en wordt het zeker niet gerecupereerd.
