Drukbehoud is sleutel voor een goed verwarmings- en koelsysteem

Expansieautomaten spelen rol bij verduurzaming utiliteitsgebouwen

Verduurzaming van woningen en utiliteitsgebouwen is een belangrijke stap in de energietransitie. Vooral kantoren, scholen en ziekenhuizen zorgen voor een groot deel van de CO2-uitstoot. Dit kan teruggedrongen worden door verwarmings- en koelsystemen op een efficiënte manier te laten functioneren. „Hierbij is het drukbehoud in verwarmings- en koelsystemen de sleutel voor een goed functionerend systeem”, vertelt Martijn Worst, senior area sales manager utiliteit & industrie van Spirotech. „Expansieautomaten spelen hierin een cruciale rol.” 

Om de CO2-uitstoot terug te dringen is er meer nodig dan alleen het gebruik van duurzame energiebronnen. Het optimaliseren van distributie- en afgiftesystemen binnen gebouwen is net zo belangrijk. Een goed beheer van de systeemdruk, lucht en vuil in verwarmings- en koelsystemen speelt hier ook een grote rol. Bovendien verlengt dit de werking en de levensduur van installaties. Door de juiste inzet van expansiesystemen, lucht- en vuilafscheiders en waterconditionering functioneren systemen efficiënter en dalen de energiekosten.  

Verduurzaming

De verduurzaming van utiliteitsgebouwen door de overgang van traditionele verwarmings- en koelsystemen naar duurzamer systemen zoals WKO-installaties en warmtepompen vraagt om technische oplossingen. De laagtemperatuursystemen hebben een lager energieverbruik en een lagere CO2-uitstoot, maar ze vereisen wel een goede balans. Verstoringen in het drukbehoud of luchtophoping kunnen de werking van het systeem snel beïnvloeden. Ook systeemvervuiling is een aandachtspunt. Vooral in oudere gebouwen is het leidingnet vaak vervuild met onder meer roestdeeltjes en magnetiet. Tijdens renovaties kan dit vuil vrijkomen en opnieuw in het systeem terechtkomen. Hierdoor worden de prestaties van bijvoorbeeld warmtepompen verminderd en kunnen beschadigingen optreden. Dit levert behalve een mindere werking ook hogere onderhoudskosten en een kortere levensduur op. Het is daarom belangrijk om te investeren in oplossingen voor drukbehoud, lucht- en vuilafscheiding en waterkwaliteit. Deze pijlers zijn onlosmakelijk met elkaar verbonden en ze zorgen samen voor een efficiënt werkende en betrouwbare installatie. Dit kan onder meer met de pompgestuurde expansieautomaat, zoals de SpiroExpand expansieautomaat. Die biedt behoorlijke voordelen ten opzichte van traditionele expansievaten, vooral in grotere systemen.

 „De pompgestuurde expansieautomaat zorgt voor een nauwkeurige en constante drukregeling. Koel- en cv-installaties zijn gesloten watergevulde systemen”, legt Worst uit. „Als je water opwarmt of afkoelt, dan zet het uit of krimpt het. Dit vang je op met een expansievat. Als het water opwarmt, dan neemt de druk toe en als dat nergens naar toe kan, krijg je lekkage. Een expansievat vangt de druk op en voorkomt lekkage. Maar als het water afkoelt, krimpt het en dan zorgt het expansievat ervoor dat de druk in het systeem behouden blijft.” Ze werken met sensoren en een drukloos reservoir. Dit voorkomt schommelingen. De traditionele expansievaten werken met een gasbuffer en zijn minder nauwkeurig. Een optie is om de pompgestuurde expansieautomaat automatisch gecontroleerd bij te vullen. Hierdoor worden lekkages snel opgemerkt. Ook wordt voorkomen dat er te veel wordt bijgevuld. Bijvullen zorgt altijd voor nieuwe gas/lucht toetreding. Daarom wil je eigenlijk zo min mogelijk bijvullen. De pompgestuurde expansieautomaat is compacter dan traditionele expansievaten. Die hebben vooral door de grotere inhoud vaak meer ruimte nodig. De pompgestuurde expansieautomaat benut vrijwel de volledige inhoud van het vat als expansievolume. Hierdoor heeft deze een aanzienlijk kleiner vloeroppervlak nodig, zodat waardevolle ruimte bespaard wordt. De pompgestuurde expansieautomaat is simpelweg aan te sluiten op het GBS (gebouwbeheersysteem) en kan eenvoudig geïntegreerd worden in de bestaande infrastructuur van een gebouw. 

Berekening per systeem 

„Elk cv- en koelsysteem is verschillend”, legt Martijn uit. „Er moet dus per systeem een aparte berekening gemaakt worden om ervoor te zorgen dat het systeem op de juiste manier functioneert. En daar gaat het nog wel eens mis. Soms worden berekeningen gemaakt op basis van aannames of volgens vaste gegevens. Dan kan het zijn dat de capaciteit te klein wordt ingeschat. Te groot kan technisch gezien eigenlijk niet, maar dat is niet efficiënt, want dan zet je meer capaciteit neer dan nodig is. Dat is te duur. Het is daarom belangrijk om de capaciteit goed op peil te hebben. Hiervoor zijn er diverse mogelijkheden en opties. De berekening kunnen wij doen of de klant kan het zelf doen via de tools op onze website. Bij grotere projecten rekenen we het over het algemeen voor de klant uit via de parameters die ze ons geven.” 

Luchtafscheiding

Voor een efficiënte werking van het verwarmings- en koelsysteem is luchtafscheiding ook van belang. Lucht in het watercircuit kan leiden tot verminderde warmteoverdracht, meer energieverbruik en grote kans op corrosie en slijtage. In laagtemperatuursystemen en in installaties met grotere hoogteverschillen wordt een vacuümontgasser toegepast, die actief opgeloste gassen uit het systeemwater verwijdert. Hierdoor worden de prestaties en de betrouwbaarheid verbeterd. Bij vacuümontgassing wordt een deel van de installatievloeistof tijdelijk in een staat van onderdruk (vacuüm) gebracht. De Spirotech vacuümontgasser brengt de druk lokaal tot een vacuüm van -0.8 bar. De gassen die in de vloeistof zijn opgelost, komen vrij en worden uit de installatie verwijderd. De behandelde vloeistof kan weer lucht absorberen.

Vuilafscheiding

Geen of slechte luchtafscheiding leidt tot vuil en corrosie. Dit wordt afgevoerd via een vuilafscheider. Het vuil kan leiden tot verstoppingen, slijtage en schade aan leidingen, pompen en warmtewisselaars. De oplossing hiervoor is een (magnetische) vuilafscheider om de vuildeeltjes actief op te vangen. Dit verlengt de levensduur van de installatie en verlaagt de onderhoudskosten.

Waterconditionering

Bij renovatieprojecten in de utiliteit worden bestaande leidingen vaak hergebruikt wanneer er een nieuw WKO-systeem geïnstalleerd wordt. Dit bespaart kosten en tijd, maar brengt ook risico’s met zich mee. In de leidingen zitten vaak vervuilingen, zoals roest en magnetiet. Die kunnen in het nieuwe systeem terechtkomen en hier beschadigingen aanrichten of een verminderde werking geven. Daarom is het raadzaam aandacht te besteden aan de waterkwaliteit in het systeem. Het uitvoeren van een wateranalyse, in het eigen laboratorium, is essentieel voor een goed functionerend systeem. 

Op elkaar afstemmen

Spirotech legt de nadruk op een complete systeemoptimalisatie. „Alle producten samen zijn nodig om de druk en de waterkwaliteit in het systeem goed op orde te houden”, aldus Martijn.  „We zien in installaties die al verduurzaamd zijn dat alles in elkaar grijpt. Voordat verduurzaming en de energietransitie op gang kwam, werd alles groot en over gedimensioneerd ontwerpen. Toen merkte je dat niet zo, omdat energieverbruik minder aan de orde was. Nu is alles veel meer op maat, dan is het belangrijk dat alles goed op elkaar afgestemd is, anders merk je het meteen in je rendement. We zien in de praktijk veel comfortklachten. Vuil geeft minder doorstroming. Je hebt voldoende doorstroming nodig om temperatuur in het gebouw te halen. Het systeem is tegenwoordig veel efficiënter ge-engineerd. Vroeger bij een woonhuis had je misschien maar 5 kW nodig om te verwarmen. Maar met een cv-ketel had je wel 25 tot 36 kW ter beschikking. Wanneer het comfort niet meer gehaald werd, ging je gewoon de temperatuur omhoog zetten. Er was toch genoeg capaciteit. Het was heel normaal om bij te schakelen. Nu hebben veel woningen warmtepompen van 4 of 6kW, dan haal je dat niet meer. Je hebt geen overcapaciteit meer. De ruimte om bij te schakelen is er nu dus niet meer of onvoldoende. Er wordt nu veel efficiënter ontworpen. We gaan al van veel krappere waarden uit dan vroeger. In de praktijk geeft dit sneller problemen. Het is daarom alleen maar belangrijker geworden om goed naar de engineering van de expansie te kijken omdat de marges veel nauwer zijn. We zien dit bij verwarmings- en koelsystemen in de woningbouw en utiliteit. Ze verschillen uiteraard in grootte, maar we zien wel vaak dezelfde problemen optreden, of je nu met een groot of een klein systeem te maken hebt.”