wolf

Operationele kosten en CO2-uitstoot verlagen

Duurzame en efficiënte luchtbehandelingskasten overtreffen duidelijk de ErP-vereisten.

Wat betreft de economische efficiëntie van luchtbehandelingskasten, betaalt investeren in duurzame en efficiënte technologie zich meerdere malen terug. Het lage energieverbruik en de kleine CO2-voetafdruk zijn hier bijzonder opvallend: de bedrijfskosten van een unit die is ontworpen volgens de WOLF-norm zijn aanzienlijk lager dan de minimumvereisten van de ErP-richtlijn.

Klimaatverandering, stijgende energiekosten - de lijst van onderwerpen die spreken voor duurzame ventilatietechnologie is lang. Om gebouwen te voorzien van versie lucht dienen exploitanten en gebouweigenaren niet alleen rekening te houden met de geldende normen en richtlijnen, maar ook moet er rekening gehouden worden met milieuaspecten. Zo helpt een zo laag mogelijk energieverbruik voor ventilatie en airconditioning om CO2-uitstoot én kosten te reduceren. Ongeveer 90% van de totale CO2-uitstoot van een luchtbehandelingskast wordt immers uitgestoten tijdens het gebruik. EU-verordening 1253/2014/EG is relevant voor luchtbehandelingskasten met betrekking tot de eisen voor het milieuvriendelijke ontwerp van ventilatiesystemen.

WOLF ventilatie-unit overtreft de eisen van de ErP-richtlijn

In dit voorbeeld wordt een vergelijking weergegeven van een geïnstalleerde WOLF luchtbehandelingskast in het centrum van München, met een fictieve kast die net voldoet aan de eisen van de huidige ErP-richtlijn. Deze toont duidelijk de voordelen van nauwkeurig ontworpen ventilatietechniek met state-of-the-art componenten.
Het besparingspotentieel van deze WOLF ventilatie-unit ten opzichte van een basisunit volgens de eisen van de ErP-richtlijn is 41 procent voor stroomverbruik en 7,9 procent voor warmteterugwinning. Dit heeft niet alleen een positief effect op de CO2-uitstoot, maar de extra investering in zuinige technologie verdient zich ook zeer snel terug voor de exploitant.

 

De uitgangssituatie:

In een bestaand kantoorgebouw in het centrum van München moest de bestaande huurruimte op de 1e verdieping worden uitgebreid tot een kantoor- en evenementenruimte. De nieuwe ruimte is ontworpen voor evenementen met maximaal 800 deelnemers. Daarom werd er een extra unit plus leidingdistributienetwerk gepland voor een bestaande luchtbehandelingskast die op het dak is geïnstalleerd. Er was een luchthoeveelheid van 22.000 m³/u (externe druk 500 Pa) nodig. Vanwege de beperkte ruimte moest de unit op de 3e verdieping van het gebouw in een technische ruimte worden geïnstalleerd en moesten het leidingwerk en de bijbehorende installatie binnen het gebouw worden verplaatst.

 

1. lage luchtsnelheid

Om het stroomverbruik van de ventilatoren zo laag mogelijk te houden, is de luchtsnelheid in de unit laag vanwege de grotere kastdoorsnede. Een compactere unit zou hogere luchtsnelheden hebben gegenereerd. Hoewel dit zeker zou voldoen aan de specificaties van de ErP-richtlijn, heeft het een nadelig effect op alle andere componenten in de unit. De drukverliezen van de afzonderlijke luchtbehandelingsfuncties zoals de warmtewisselaar en het filter en het HRU-systeem nemen toe bij hogere luchtsnelheden door het systeem en leiden tot een hoger stroomverbruik van de ventilatoren.

 

2. roterende warmtewisselaar

Voor warmteterugwinning werd een zeer efficiënte roterende warmtewisselaar met een lage lekkage geselecteerd. Het afdichtingssysteem is niet - zoals meestal het geval is - aan de zijkant van de rotor geplaatst, maar de afdichting draait met de rotor mee. Verschillende afdichtingsvinnen zijn aan de wand bevestigd en zorgen voor een hoge mate van dichtheid met het roterende deel. De centrale afdichtingen, elk tweemaal gemonteerd aan de stroomopwaartse en stroomafwaartse zijde, zijn ontworpen als een labyrintafdichting in een meertraps cascade.

 

De WOLF SuperSeal labyrintafdichting maakt een dichtheid van 98 % mogelijk. Dit in tegenstelling tot klassieke modellen met een lekpercentage van ongeveer 10%. In dit geval moet er rekening worden gehouden met extra luchtvolumes in het ontwerp van de ventilator voor toevoer- en afvoerlucht volgens VDI 3803/5. Dit verhoogt het energieverbruik van de ventilatoren.

 

Hoge warmteterugwinning

De warmteterugwinning van de hierboven beschreven eenheid is 116 kW (volgens ErP zou de eenheid 108,6 kW moeten vervullen) of de warmteterugwinningsindex is 78% (in plaats van 73%). Dit resulteert in een besparing van 7,9% of 8,2 kW ten opzichte van ErP.

 

Met 5.000 bedrijfsuren per jaar bespaart de WOLF LBK dus alleen al door warmteterugwinning 41.000 kWh aan thermische energie. In termen van stookolieverbruik komt dit overeen met een besparing van ongeveer 4.180 liter die niet gebruikt hoeft te worden voor verwarming, of ongeveer 11 ton CO2-equivalent die niet wordt uitgestoten per jaar. Uitgaande van een aankoopprijs van 0,80 euro per liter stookolie, resulteert dit in een jaarlijkse besparing van 3.344 euro voor de operator. Zonder stijgende CO2-prijzen en andere prijsstijgingen komt dit overeen met een totale besparing van minstens 66.880 euro binnen 20 jaar.

 

Hoog besparingspotentieel in energieverbruik:

Het stroomverbruik ziet er ook heel goed uit: In plaats van de 950 W/(m³/s) die de ErP-richtlijn voorschrijft, is hier slechts 561 W/(m³/s) per jaar nodig. Dat is slechts 59 % van de referentiewaarde. De besparing bedraagt 389 W/(m³/s) of 2,38 kW. Geëxtrapoleerd naar één jaar is dit een totaal van 11.900 kWh voor 5.000 bedrijfsuren. Uitgaande van een elektriciteitsprijs van 0,40 euro, bedraagt de besparing 4.760 euro of 5,18 ton CO2-equivalent. Dit komt overeen met het gemiddelde elektriciteitsverbruik van drie gezinnen van vier personen. Binnen 20 jaar, zonder inflatiecompensatie en CO2-beprijzing, komt dit neer op minstens 95.200 euro.

 

Als de bedrijfskosten per jaar worden opgeteld in het kader van deze vereenvoudigde berekening, resulteert het technisch geoptimaliseerde WOLF standaarduitvoering in het opmerkelijk hoge besparingspotentieel van in totaal 162.000 euro of 323,60 ton CO2-equivalent. Het break-evenpunt voor de extra investering in de efficiëntere eenheid wordt dus al na ongeveer een jaar bereikt, of veel eerder als het aantal bedrijfsuren per jaar hoger is of de energieprijzen stijgen.

 

Positief effect van besturingstechnologie

De bovenstaande berekening is uitgevoerd zonder het positieve effect van intelligente regeling. In de praktijk kunnen de verbruikswaarden nog verder worden verlaagd door een intelligente, op de vraag gebaseerde regeling op basis van de kamerbezetting. Als de te ventileren ruimten niet bezet zijn (bijv. in het weekend of tijdens de nachtelijke uren), kunnen de ventilatie-eenheden pauzeren, overschakelen naar een basisventilatiemodus of werken in recirculatiemodus (alleen ontvochtiging mogelijk) zonder warmteverlies.

 

Houd rekening met levenscycluskosten

Volgens VDI ZRE Brief Analysis No. 28 van januari 2021 is het zeer economisch om het energie-efficiëntiepotentieel van luchtbehandelingsunits te benutten: veel optimaliseringsmaatregelen leveren een rendement op investering van meer dan 20% op.

LBK volgens ErP-richtlijn
LBK volgens WOLF-norm
Luchtvolume
22.000
22.00
Bedrijfsuren
5000
5000
Gebruiksduur
20
20
Vermogensopname ventilator (kWh)
29.000
17.100
WTW-systeem
Warmtewiel
Warmtewiel
Rendement
73
78
  • LBK volgens ErP-richtlijn

  • LBK volgens WOLF-norm

    Luchtvolume
    22.000
    22.00
    Bedrijfsuren
    5000
    5000
    Gebruiksduur
    20
    20
    Vermogensopname ventilator (kWh)
    29.000
    17.100
    WTW-systeem
    Warmtewiel
    Warmtewiel
    Rendement
    73
    78
    Besparing per jaar (€)
    4.760
    CO2 reductie per jaar (t)
    5,18
      Besparing per jaar (€)
      4.760
      CO2 reductie per jaar (t)
      5,18

      Eenvoudige apparatuur heeft op het eerste gezicht alleen het voordeel dat de investeringskosten laag zijn. In de loop der jaren wordt dit vermeende voordeel meestal tenietgedaan door hoge bedrijfskosten. Daarom is het zinvol om goed te kijken naar de levenscycluskosten (LCC) voordat een investering wordt gedaan. De eigen onderzoeks- en ontwikkelingsafdeling van WOLF werkt voortdurend aan nog energie-efficiëntere luchtbehandelingskasten.

       

      Levenscycluskosten

      Levenscycluskosten omvatten alle kosten die verband houden met het apparaat - van planning tot verwijdering van het apparaat:

      • Planning, productie en installatie
      • Bedrijfskosten voor energiebronnen
      • Onderhouds- en inspectiekosten, bijvoorbeeld voor reserveonderdelen, reiniging, reparaties
      • Verwijdering/recycling

       

      Er is potentieel voor besparingen in de bedrijfs- en onderhoudskosten van luchtbehandelingsunits, voornamelijk bij drie technische "stelschroeven". Dit zijn het stroomverbruik van de ventilator, de drukval in het systeem (of de luchtsnelheid in de doorsnede van de unit) en warmteterugwinning. Het besparingspotentieel ligt zowel in het ontwerp van de unit als in de meet- en regeltechnologie van een unit.

       

      1. stroomverbruik van de ventilator

      Een direct aangedreven ventilator met hoge efficiëntie verlaagt de energiekosten. Componenten met lage drukverliezen (warmtewisselaars en filters) zorgen indirect voor een laag energieverbruik van de ventilator, bypasscircuits voor tijdelijk ongebruikte componenten ook.

       

      2. Regeling

      Een vraaggestuurde of tijdgestuurde regeling, in principe afhankelijk van de bezettingsgraad, beperkt het energieverbruik tot een minimum. Het stroomverbruik van een ventilator is immers al gereduceerd tot een achtste bij halve snelheid.

      3. eenheidsdoorsneden

      Hoe groter de kanaaldiameters worden ontworpen, hoe lager de luchtsnelheden kunnen worden gekozen voor dezelfde volumestroom (m³/h). Dit resulteert in lagere weerstanden en het stroomverbruik van de ventilatoren wordt dienovereenkomstig verlaagd. Tegelijkertijd verbeteren langzame luchtsnelheden de warmteoverdracht in warmtewisselaars en dus ook het rendement.

       

      4 Materiaal en afwerking

      Duurzame materialen en zorgvuldig vakmanschap zonder randen en naden verminderen niet alleen de lekkage (en verhogen de efficiëntie), maar leiden ook tot lagere service- en onderhoudsvereisten.

       

      5. warmteterugwinning

      Warmtewisselaars met een lage drukval en lage lekkages verhogen het rendement van LBK's. Warmteterugwinning door LBK's leidt ook tot een hoger rendement. Warmteterugwinning door LBK's leidt ook tot een lagere warmtevraag, waardoor de investeringskosten in de verwarmingseenheid afnemen.