際際滷

際際滷Share a Scribd company logo

Water is een belangrijk installatiecomponent

Marcel Wullink
Marcel Wullink

Water is een belangrijk installatiecomponent (VV+ magazine oktober 2014) In het VV+ magazine komen actualiteiten uit de installatiebranche op technisch, sociaal-economisch, bedrijfskundig, juridisch en commercieel gebied aan de orde. Spirotech heeft voor de oktoberuitgave van VV+ een artikel mogen leveren over het toenemend belang van een goede kwaliteit van het installatiewater. Zonder juiste aandacht voor het installatiewater zal het rendement snel achter gaan lopen ten opzichte van het ontwerprendement. Daardoor valt niet alleen de energierekening hoger uit, maar komt ook het financi谷le rendement van de installatie onder druk te staan vanwege overmatige slijtage, onnodige storingen en vroegtijdige vervanging van kostbare componenten. Bij een ge誰ntegreerde aanpak waarbij wordt gekeken naar de drukhuishouding, het continu verwijderen van lucht en vuil en de chemische samenstelling van het installatiewater kan het ontwerprendement ook op langere termijn worden gewaarborgd. Lees het hele artikel VV+ magazine, oktober 2014:

1 of 6
Download to read offline
WATER IS BELANGRIJK INSTALLATIECOMPONENT In warmtenetwerken, zoals stads- en blokverwarming, maar ook in grotere utiliteitsinstallaties, is de toepassing van lagere temperaturen steeds vaker het uitgangspunt voor energiezuinige systemen. De benodigde componen-ten en materialen worden zorgvuldig geselecteerd en preventief onderhoud wordt nauwgezet ingepland. Door de installatievloeistof ook als installa-tiecomponent te beschouwen kan het ontwerprendement ook op langere termijn worden gewaarborgd. Tekst: Marcel Wullink, verkoopleider utiliteit, Spirotech. Fotografi e: Industrie De ontwikkeling van warmtenetten wordt gekenmerkt door steeds lagere temperaturen, steeds kleinere doorlaten en een toenemend belang van kritische meet- en regeltechniek. Afgezien van de ingenieuze systemen, zoals onder andere door de Romeinen en in het oude India werden gebruikt, zijn de eerste warmtedistributiesystemen eind negentiende eeuw aangelegd. In onder andere New York en Parijs werden fors uitgevoerde netwerken gebouwd, waarbij stoom als warmtedrager werd toegepast. Halverwege de vorige eeuw werd vooral gebouwd op basis van druksystemen met water boven 100 属C. In de voormalige Sovjet Unie zijn nog talloze van dergelijke systemen operationeel. De derde gene-ratie wordt gevormd door de hedendaags gangbare systemen waarbij water beneden 100 属C wordt gebruikt. Op dit moment zien de eerste systemen van de vierde generatie het levenslicht. Deze worden geken-merkt door lagere temperaturen, tot 50 属C, en het toepassen van decentrale opwekking en/of duurzame, natuurlijke warmtebronnen. Ontwerprendement Bij het ontwerpen, installeren en opstarten van een nieuwe of gerenoveerde installatie wordt uitgegaan van een te behalen rendement. Bij laagtemperatuursystemen is minimaliseren van het energiegebruik een belangrijk uitgangspunt. Als met de juiste parameters wordt gewerkt zal dit ontwerprendement in eerste instantie dan ook vaak relatief gemakkelijk worden behaald. Zonder juiste aandacht voor het installatiewater zal het rendement echter snel achter gaan lopen ten opzichte van de gewenste situatie. Daardoor valt niet alleen de energierekening hoger uit, maar komt ook het fi nanci谷le rendement van de installatie onder druk te staan vanwege overmatige slijtage, onnodige storingen en vroegtijdige ver-vanging van soms kostbare componenten. Dit rendementsverval is te voorkomen door de verbindende factor tussen alle componenten, het water, ook te beschouwen als installatiecomponent. Ook dat moet zorgvuldig worden samengesteld en goed worden onderhouden. Belangrijke factoren voor de conditie van installatiewater zijn de drukhuis-houding, de aanwezigheid van lucht en vuil, en de chemische samenstelling. 42 VV+ oktober 2014 duurzaamheid ZONDER JUISTE AANDACHT VOOR HET INSTALLATIEWATER GAAT HET RENDEMENT ECHTER SNEL ACHTERUIT GAAN
1. Water is het verbindende installatiecomponent. 2. Expansiesysteem met ge誰ntegreerde ontgassing, zodat de instal-latie VV+ oktober 2014 43 Vaak zijn verschillende partijen verantwoordelijk voor: }硬盾{~~~硬≠鐙 ε|闘~‖檑z|~}≠鐙 z}}~~‘ Dit leidt in de praktijk regelmatig tot problemen vanwege de verschillen in kennisniveau tussen de soms concur-rerende bedrijven, uiteenlopende productkwaliteit en de vaak gebrekkige kennis van de onderlinge verbanden tussen de genoemde aspecten. Drukhuishouding Een goed expansiesysteem schept de nodige randvoor-waarden voor een effi ci谷nt en betrouwbaar werkend systeem en zorgt ervoor dat de vereiste minimumdruk in het hele systeem wordt bereikt. Bij ontwerp, installatie en onderhoud worden helaas regelmatig zelfs heel simpele vuistregels en wetmatigheden over het hoofd gezien. Bij een negatieve druk wordt lucht naar binnen gezogen via automatische ontluchters, pakkingen en microlekkages. Hoge druk kan ertoe leiden dat water uit de veiligheidsven-tielen stroomt en water moet worden bijgevuld, waarvoor vaak onbehandeld, niet ontgast leidingwater wordt gebruikt. Voor beide situaties geldt dat de kwaliteit van de systeemvloeistof ernstig wordt aangetast. Lucht Water bevat altijd lucht. De hoeveelheid opgeloste gassen in water is afhankelijk van temperatuur en druk, zoals de wet van Henry beschrijft: Gas zal oplossen in een vloeistof, totdat er een evenwicht is tussen de parti谷le gasdruk in de vloeistof en de parti谷le gasdruk van datzelfde gas buiten de steeds met ontgast water wordt (bij)gevuld. vloeistof. Daarnaast geldt dat in een vloeistof, onder invloed van druk en temperatuur, een bepaalde maximale hoe-veelheid gas kan oplossen. Oftewel: C=k(T) x P Waarbij: C = hoeveelheid geabsorbeerd gas K(T) = temperatuur-afhankelijke absorptieco谷ffi ci谷nt P = parti谷le druk van het gas In een conventionele verwarmingsinstallatie zal een grote hoeveelheid opgeloste lucht vrijkomen bij het opwarmen van het water in de ketel, door de hoge T. Met een goede doorstroomafscheider kan deze vrijgekomen lucht effectief worden verwijderd. Bij lagere temperaturen, en dus een lagere T, zal een grotere hoeveelheid lucht opgelost Warmtewet De warmtewet, ingegaan op 1 januari 2014, regelt onder andere de maximumprijs die een warmteleverancier mag doorberekenen. Ook is bepaald dat rendements- en transportverlie-zen niet mogen worden doorberekend aan de afnemers en dat bij storingen een fi nanci谷le compensatie moet worden geboden. Een opti-maal werkend systeem is dus van groot belang. Het installatiewater speelt hierbij een doorslag-gevende rol.
200 100 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 blijven in het installatiewater. De beste oplossing voor het verwijderen van lucht uit een laagtemperatuursysteem is dan ook vacu端montgassing. Door steeds een gedeelte van het installatiewater in onderdruk te brengen zullen grote hoeveelheden opgeloste lucht worden vrijgemaakt en ver-wijderd. Behalve dat lucht leidt tot corrosievorming en bacte-riegroei, zorgt het ook voor een ongewenste verhoging van het energiegebruik. Op plaatsen waar lucht zich ophoopt, bijvoorbeeld in radiatoren of vloerverwarmingscircuits, neemt het verwarmd oppervlak af. Om toch de gewenste warmteoverdracht te realiseren zal de watertemperatuur hoger moeten zijn. Het is duidelijk dat dit, zeker bij een 44 VV+ oktober 2014 duurzaamheid laagtemperatuursysteem, ook weer een factor is die het gewenste ontwerprendement teniet doet. Onderzoek door onder andere tno en bsria (UK) heeft uit-gewezen dat luchtophopingen in radiatoren een negatieve invloed hebben op het rendement. Zo leidt 5 cm lucht in een gemiddelde radiator tot 75 procent reductie van de warmteafgifte. Dit zal moeten worden gecompenseerd door een hogere watertemperatuur, waardoor de verwar-mingsbron tot 10 procent effi ci谷ntie kan verliezen. Vuil Het wordt vaak als onvermijdelijk gezien dat installatiewater na een tijdje donker en smerig wordt, maar niets is minder 3. Met een infraroodcamera is de afgenomen warmteafgifte van een radiator duidelijk waar te nemen. 4. Kalkafzetting in een leiding. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0,4 0,8 1,6 3,2 4,8 6,4 9,6 12,7 16 19 kalkafzetting [mm] toename energiekosten [%] Grafi ek 1. Water van 20 属C bevat bij een druk van 4 bar 91 liter lucht. Bij een drukverlaging naar 0,75 barg komt per m3 87 liter lucht vrij. Uit dezelfde tabel is op te maken dat bij een tempera-tuurverhoging van het water naar 50 属C maximaal 30 liter lucht uit oplossing komt. Grafi ek 2. Het verband tussen kalkafzetting en de toename van energiekosten.
VV+ oktober 2014 45 zz稿~z~高≠~洞}}瞳透zεzz}~~}鐙~ is vervuild. Het vuil bestaat grotendeels uit corrosiedeeltjes en afgebrokkelde kalkafzettingen die door de installatie worden gepompt en zich verzamelen in kritische compo-nenten. Ten onrechte wordt gedacht dat ketelsteen alleen een probleem is in installaties waar met hogere temperaturen wordt gewerkt. In laagtemperatuursystemen zal een pH-waarde 8,3 echter ook voor kalkafzettingen zorgen. Ketel-steen belemmert de goede werking van een installatie. Het zet zich af op leidingwanden en is uitermate schadelijk voor warmtewisselaars. Kalkafzetting vermindert de thermische geleidbaarheid van de wand. Hierdoor ontstaan door over-verhitting spanningen in het metaal, waardoor breuken of scheurtjes kunnen ontstaan. Door uitzetting van het metaal kunnen brokstukken ketel-steen afbreken en deeltjes vormen. Deze harde deeltjes blijven circuleren, wat erosie van zachte metalen tot gevolg heeft. Een gedeelte van de deeltjes zal samenkomen en bezinken op plaatsen met verlaagde doorstroming, wat tot verstoppingen leidt. Onder de kalkafzettingen kunnen holten ontstaan, waar micro-organismen zich in afwe-zigheid van zuurstof kunnen ontwikkelen en plaatselijke corrosie kunnen veroorzaken. Door kalkafzettingen daalt ook de alkaliteit, waardoor het water niet meer in staat is om eventuele verschuivingen van de pH-waarde op te vangen die ontstaan door chemische en biologische processen. In systemen waaraan continu hard water wordt toegevoegd is ketelsteenvorming een signifi cant probleem. Als stelregel kan worden aange-houden dat 1 mm kalkafzetting (ketelsteen) al snel leidt tot 10 procent hogere energiekosten. Corrosie Dat de aanwezigheid van lucht (zuurstof) in installatiewater leidt tot corrosie is een bekend gegeven. Wellicht minder bekend is dat ook andere factoren, zoals onder andere pH-waarde en geleidbaarheid, invloed hebben op de mate van corrosievorming. Aluminium en roestvaststaal zijn twee materialen die veelvuldig worden toegepast in laagtempe-ratuursystemen in warmtewisselaars en verwarmingsele-menten. In tegenstelling tot ijzer vormen aluminium en alumini-umlegeringen een goed hechtende en dichte oxidelaag in contact met water. In principe beschermt deze laag het onderliggende metaal tegen verdere oxidatie. In de praktijk blijkt het aluminiumoppervlak echter niet perfect. De beschermende eigenschappen van de aluminiumoxi-delaag kunnen afnemen door processen die de oxidatie ondermijnen. In een neutraal pH-milieu kunnen erosie door harde vuildeeltjes (kalk, magnetiet) de stabiele oxidelaag verstoren waardoor het corrosieproces doorgaat. Terwijl in een zuur milieu (pH 4) of juist een basisch milieu (pH 9) de aluminiumoxidelaag zelf oplost. Ook de corrosiesnelheid van aluminium in water is afhankelijk van verschillende Nij Mari谷nacker De in 2007 geopende nieuwbouwlocatie van woonzorgcentrum Nij Mari谷nacker in het Friese Workum is voorzien van een verwarmings- en koelsysteem op basis van aardwarmte met een warmtepomp. Het complex heeft met een totaal vloeroppervlak van 9.500 m2, verdeeld over verschillende woonlagen. Het heeft een complex klimaatsysteem, met verschillende warmtewis-selaars en veelvuldige toepassing van kunststof leidingen. Vanaf de ingebruikname waren er problemen met de warmtepomp, vastzitt ende thermostaatventielen, verstopte warmtewisse-laars en blokkades in de vloerverwarming. Als eerste is door Spirotech een complete sys-teemscan gemaakt, inclusief analyses van zowel het installatiewater als het ter plaatse toegepaste suppletiewater. Daarbij is ook gekeken naar de technische infrastructuur en de bijbehorende ge-wenste prestaties. In een uitgebreide rapportage is advies gegeven over een passende vloeistofb e-handeling. Spirotech heeft naast het leveren van de benodigde hardware en toevoegingen ook het spoelproces, inclusief nazorg, begeleid. Inmid-dels draait de installatie naar volle tevredenheid, en met het gewenste rendement op de warmte-pomp en niet langer op de twee back-up-ketels. 5. Zowel de infraroodopnamen als de watermonsters tonen een opzienbarend verschil tussen de situatie voor en na de door Spirotech aanbevolen en ondernomen acties.
6. Aangroei van magnetiet in A-labelpompen. 46 VV+ oktober 2014 duurzaamheid parameters, zoals de pH-waarde, temperatuur, elektrische geleidbaarheid, aanwezigheid van bepaalde elementen en het gehalte opgeloste zuurstof. Voor roestvaststaal geldt ongeveer hetzelfde. Roestvaste staalsoorten vertonen in vele milieus een goede corrosie-weerstand door de vorming van een gesloten, chroomrijke oxidelaag (passieve laag). Analoog aan aluminium kan dit gunstige gedrag alleen worden benut bij een perfect oppervlak. Lokale beschadigingen van het oppervlak leiden tot plaatselijke corrosievormen, zoals putvormige corrosie. Het corrosieproces van roestvaste staalsoorten is dus ook afhankelijk van het watermilieu, rondzwervende verontreini-gingen en de concentratie opgeloste zuurstof. Pompen Het mag duidelijk zijn dat pompen in een installatie waar vernauwingen of zelfs verstoppingen voorkomen, harder zullen moeten werken om de gewenste opvoer-hoogte te behalen, en dus overmatig veel energie gaan gebruiken. Daarnaast zijn de hedendaagse A-labelpompen vaak voorzien van permanentmagneetmotoren. Deze pompen zijn in principe fors zuiniger in energiegebruik (tot 75 procent). Dit wordt onder andere bereikt door een per-manent magnetische rotor, die wordt gekoeld door het te verpompen medium. Oude standaardpompen zijn alleen magnetisch als de pomp loopt, dus magnetietdeeltjes (afkomstig van cor-rosieprocessen tussen staal en water) kunnen zich niet permanent op de rotor vastzetten. De rotor in de nieuwe generatie pompen met ecm-techniek is permanent magne-tisch. Het probleem is nu: de aanwezigheid van een sterke magneet direct in het installatiewater. Het gevolg: perma-nente afzetting en aangroei van magnetiet op de rotor met als gevolg een toename van het stroomverbruik en kans op schade. Het toenemend energiegebruik is juist tegenovergesteld aan wat de nieuwe generatie pompen moeten bereiken. Door de extra arbeid die de pomp moet verrichten om ondanks de vervuiling op de rotor het gewenste debiet te halen, zal hij meer energie gebruiken. Uit onderzoek van de eigen onderzoeksafdeling van Spirotech blijkt dat mag-netiet al snel leidt tot verminderde prestaties van pompen en dus ook tot hogere energiekosten. Magnetiet in het installatiewater verhoogt het stroomverbruik al snel met 25 procent. Na verloop van tijd kan het zelfs verdubbelen. Vuilafscheiders met ge誰ntegreerde magneten zijn hier de beste oplossing om magnetiet zo snel als mogelijk uit het installatiewater te verwijderen. Microbiologie z|~高捉≠~高‖~~溝~~≠z~‘~~‥z- latie treedt dan ook in meer of mindere mate een groei van bacteri谷n op. De relevante bacteri谷n zijn te verdelen in twee hoofdgroepen: z~綱{~{z|~高捉‘~{{~≠貼貼硬）}~~~‘ zz~綱{~{z|~高捉‘貼≠~≠~~≠}~高貼貼硬頭 Voor beide soorten geldt dat ze goed gedijen bij tempera- 7. Een voorbeeld van de slijmvormige aangroei, en de gevolgen die het kan hebben. Deze installatie was slechts enkele jaren in bedrijf. INSTALLATIEWATER IS EEN ESSENTIEEL ONDERDEEL VAN DE INSTALLATIE EN MOET ZO OOK WORDEN BEHANDELD
VV+ oktober 2014 47 turen vanaf 20 属C. Bekend is dat hoe hoger de temperatuur, hoe minder overlevingskans voor bacteri谷n. Laagtempera-tuursystemen vormen dus in principe een ideale omgeving. In deze systemen worden bovendien vaak kunststof leidingen en onderdelen toegepast. Deze materiaalsoort is door zijn specifieke structuur zeer gevoelig voor aan-hechting van micro-organismen, waardoor sterke, snelle en ongecontroleerde groei mogelijk wordt. Aerobe bacteri谷n Zoals al aangegeven is bij lagere temperaturen een grotere hoeveelheid opgeloste lucht in het installatiewater aanwezig. Indien hiertegen niet wordt opgetreden, vindt overmatige groei van aerobe bacteri谷n plaats. Dit gaat gepaard met de vorming van een slijmvormige afzetting aan de wand, waardoor de warmteoverdracht afneemt. Een gedeelte van de aerobe bacteri谷n zijn bovendien zoge-naamde sporenvormers. Een spore kan ook in niet-ideale omstandigheden overleven, zoals in perioden van lage zuurstofgehaltes. Als vers water wordt toegevoegd, en er dus weer voldoende zuurstof voorhanden is, zal de spore uitgroeien tot nieuwe bacteri谷n. Verhitting van installatie-water is een bekende remedie, maar dit aspect ontbreekt juist. Naast continue, actieve ontgassing is het dus ook van belang de bacteri谷n te verwijderen door het installatie-water te monitoren en zo nodig specifieke toevoegingen te gebruiken. Anaerobe bacteri谷n Bij laagtemperatuursystemen zijn met name de denitrifice-rende en de sulfaatreducerende bacteri谷n van belang. Deni-trificerende bacteri谷n zetten waterstofnitraat (salpeterzuur HNO3) en nitraat (NO3-) om tot nitriet (NO2-), ammonium (nh4+) en stikstofgas (N2). Sulfaatreducerende bacteri谷n hebben ideale groeicondities bij een temperatuur van 20 40 属C. Zij vormen waterstof-sulfide (H2S), met de kenmerkende geur van rotte eieren. De geur is niet aangenaam, maar een ander gevolg is echt ver-velend. De aanwezigheid van H2S zorgt lokaal voor een sig-nificante daling van pH-waarden en zo leiden de bacteri谷n tot puntvormige perforaties in het leidingwerk. Analyse Al met al zal duidelijk zijn dat installatiewater niet zomaar water is, maar een essentieel onderdeel van de installatie is en dus ook als zodanig moet worden behandeld. Voor een optimaal rendement en maximale levensduur is het daarom belangrijk om zowel het installatie- als het suppletiewater op gezette tijden te laten analyseren door een gespecia-liseerd laboratorium. Die analyse vormt samen met een installatiescan de basis voor een compleet stappenplan. Daarbij wordt vanuit een ge誰ntegreerde aanpak gekeken naar de drukhuishouding, het continu verwijderen van lucht en vuil en de chemische samenstelling van het installatie-water. Muziekwijk Zwolle Bij de ontwikkeling en bouw van de nieuwe Muziekwijk in Zwolle heeft duurzaamheid en energiezuinigheid steeds voorop gestaan. Energieleverancier Cogas heeft daarop ingehaakt met een state-of-the-art-warmtecentrale en een uitgekiend leveringssysteem naar en in de aangesloten woningen. Alles is gebaseerd op een laagtemperatuurregime. In samenwerking met Loohuis Installatietechnieken uit Fleringen heeft Spirotech voor Cogas een totaalpakket van producten en diensten samengesteld om de waterkwaliteit optimaal te maken en te houden, zodat het beoogde energierendement duurzaam hoog kan blijven. Een goed ontwerp, goed gedimensioneerde com-ponenten op de juiste plek in de installatie en de juiste waterbehandeling zorgen voor maximale prestaties, minder storingen, minder slijtage en eenvoudiger onderhoud. Naast de juiste water-behandeling, inclusief toekomstige monitoring, heeft Spirotech bijgedragen aan het dimensione-ren en samenstellen van het expansiesysteem. Een Spirovent Superior vacu端montgasser zorgt ervoor dat opgesloten lucht effectief uit zowel het installatiewater als uit het suppletiewater wordt gehaald. Om de niet te vermijden corro-sieproducten snel en effectief uit de installatie te verwijderen is een vuilafscheider met ingebouw-de magneet (Spirotrap Magnet) toegepast. Alle partijen zijn enthousiast over de samenwerking en de behaalde resultaten. Door vroegtijdige samenwerking ligt de totaalaanpak van Spirotech mede aan de basis van de beoogde duurzaam-heid en energiezuinigheid. 8. Expansiesystem Muziekwijk Zwolle.

More Related Content

Water is een belangrijk installatiecomponent

  • 1. WATER IS BELANGRIJK INSTALLATIECOMPONENT In warmtenetwerken, zoals stads- en blokverwarming, maar ook in grotere utiliteitsinstallaties, is de toepassing van lagere temperaturen steeds vaker het uitgangspunt voor energiezuinige systemen. De benodigde componen-ten en materialen worden zorgvuldig geselecteerd en preventief onderhoud wordt nauwgezet ingepland. Door de installatievloeistof ook als installa-tiecomponent te beschouwen kan het ontwerprendement ook op langere termijn worden gewaarborgd. Tekst: Marcel Wullink, verkoopleider utiliteit, Spirotech. Fotografi e: Industrie De ontwikkeling van warmtenetten wordt gekenmerkt door steeds lagere temperaturen, steeds kleinere doorlaten en een toenemend belang van kritische meet- en regeltechniek. Afgezien van de ingenieuze systemen, zoals onder andere door de Romeinen en in het oude India werden gebruikt, zijn de eerste warmtedistributiesystemen eind negentiende eeuw aangelegd. In onder andere New York en Parijs werden fors uitgevoerde netwerken gebouwd, waarbij stoom als warmtedrager werd toegepast. Halverwege de vorige eeuw werd vooral gebouwd op basis van druksystemen met water boven 100 属C. In de voormalige Sovjet Unie zijn nog talloze van dergelijke systemen operationeel. De derde gene-ratie wordt gevormd door de hedendaags gangbare systemen waarbij water beneden 100 属C wordt gebruikt. Op dit moment zien de eerste systemen van de vierde generatie het levenslicht. Deze worden geken-merkt door lagere temperaturen, tot 50 属C, en het toepassen van decentrale opwekking en/of duurzame, natuurlijke warmtebronnen. Ontwerprendement Bij het ontwerpen, installeren en opstarten van een nieuwe of gerenoveerde installatie wordt uitgegaan van een te behalen rendement. Bij laagtemperatuursystemen is minimaliseren van het energiegebruik een belangrijk uitgangspunt. Als met de juiste parameters wordt gewerkt zal dit ontwerprendement in eerste instantie dan ook vaak relatief gemakkelijk worden behaald. Zonder juiste aandacht voor het installatiewater zal het rendement echter snel achter gaan lopen ten opzichte van de gewenste situatie. Daardoor valt niet alleen de energierekening hoger uit, maar komt ook het fi nanci谷le rendement van de installatie onder druk te staan vanwege overmatige slijtage, onnodige storingen en vroegtijdige ver-vanging van soms kostbare componenten. Dit rendementsverval is te voorkomen door de verbindende factor tussen alle componenten, het water, ook te beschouwen als installatiecomponent. Ook dat moet zorgvuldig worden samengesteld en goed worden onderhouden. Belangrijke factoren voor de conditie van installatiewater zijn de drukhuis-houding, de aanwezigheid van lucht en vuil, en de chemische samenstelling. 42 VV+ oktober 2014 duurzaamheid ZONDER JUISTE AANDACHT VOOR HET INSTALLATIEWATER GAAT HET RENDEMENT ECHTER SNEL ACHTERUIT GAAN
  • 2. 1. Water is het verbindende installatiecomponent. 2. Expansiesysteem met ge誰ntegreerde ontgassing, zodat de instal-latie VV+ oktober 2014 43 Vaak zijn verschillende partijen verantwoordelijk voor: }硬盾{~~~硬≠鐙 ε|闘~‖檑z|~}≠鐙 z}}~~‘ Dit leidt in de praktijk regelmatig tot problemen vanwege de verschillen in kennisniveau tussen de soms concur-rerende bedrijven, uiteenlopende productkwaliteit en de vaak gebrekkige kennis van de onderlinge verbanden tussen de genoemde aspecten. Drukhuishouding Een goed expansiesysteem schept de nodige randvoor-waarden voor een effi ci谷nt en betrouwbaar werkend systeem en zorgt ervoor dat de vereiste minimumdruk in het hele systeem wordt bereikt. Bij ontwerp, installatie en onderhoud worden helaas regelmatig zelfs heel simpele vuistregels en wetmatigheden over het hoofd gezien. Bij een negatieve druk wordt lucht naar binnen gezogen via automatische ontluchters, pakkingen en microlekkages. Hoge druk kan ertoe leiden dat water uit de veiligheidsven-tielen stroomt en water moet worden bijgevuld, waarvoor vaak onbehandeld, niet ontgast leidingwater wordt gebruikt. Voor beide situaties geldt dat de kwaliteit van de systeemvloeistof ernstig wordt aangetast. Lucht Water bevat altijd lucht. De hoeveelheid opgeloste gassen in water is afhankelijk van temperatuur en druk, zoals de wet van Henry beschrijft: Gas zal oplossen in een vloeistof, totdat er een evenwicht is tussen de parti谷le gasdruk in de vloeistof en de parti谷le gasdruk van datzelfde gas buiten de steeds met ontgast water wordt (bij)gevuld. vloeistof. Daarnaast geldt dat in een vloeistof, onder invloed van druk en temperatuur, een bepaalde maximale hoe-veelheid gas kan oplossen. Oftewel: C=k(T) x P Waarbij: C = hoeveelheid geabsorbeerd gas K(T) = temperatuur-afhankelijke absorptieco谷ffi ci谷nt P = parti谷le druk van het gas In een conventionele verwarmingsinstallatie zal een grote hoeveelheid opgeloste lucht vrijkomen bij het opwarmen van het water in de ketel, door de hoge T. Met een goede doorstroomafscheider kan deze vrijgekomen lucht effectief worden verwijderd. Bij lagere temperaturen, en dus een lagere T, zal een grotere hoeveelheid lucht opgelost Warmtewet De warmtewet, ingegaan op 1 januari 2014, regelt onder andere de maximumprijs die een warmteleverancier mag doorberekenen. Ook is bepaald dat rendements- en transportverlie-zen niet mogen worden doorberekend aan de afnemers en dat bij storingen een fi nanci谷le compensatie moet worden geboden. Een opti-maal werkend systeem is dus van groot belang. Het installatiewater speelt hierbij een doorslag-gevende rol.
  • 3. 200 100 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 blijven in het installatiewater. De beste oplossing voor het verwijderen van lucht uit een laagtemperatuursysteem is dan ook vacu端montgassing. Door steeds een gedeelte van het installatiewater in onderdruk te brengen zullen grote hoeveelheden opgeloste lucht worden vrijgemaakt en ver-wijderd. Behalve dat lucht leidt tot corrosievorming en bacte-riegroei, zorgt het ook voor een ongewenste verhoging van het energiegebruik. Op plaatsen waar lucht zich ophoopt, bijvoorbeeld in radiatoren of vloerverwarmingscircuits, neemt het verwarmd oppervlak af. Om toch de gewenste warmteoverdracht te realiseren zal de watertemperatuur hoger moeten zijn. Het is duidelijk dat dit, zeker bij een 44 VV+ oktober 2014 duurzaamheid laagtemperatuursysteem, ook weer een factor is die het gewenste ontwerprendement teniet doet. Onderzoek door onder andere tno en bsria (UK) heeft uit-gewezen dat luchtophopingen in radiatoren een negatieve invloed hebben op het rendement. Zo leidt 5 cm lucht in een gemiddelde radiator tot 75 procent reductie van de warmteafgifte. Dit zal moeten worden gecompenseerd door een hogere watertemperatuur, waardoor de verwar-mingsbron tot 10 procent effi ci谷ntie kan verliezen. Vuil Het wordt vaak als onvermijdelijk gezien dat installatiewater na een tijdje donker en smerig wordt, maar niets is minder 3. Met een infraroodcamera is de afgenomen warmteafgifte van een radiator duidelijk waar te nemen. 4. Kalkafzetting in een leiding. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0,4 0,8 1,6 3,2 4,8 6,4 9,6 12,7 16 19 kalkafzetting [mm] toename energiekosten [%] Grafi ek 1. Water van 20 属C bevat bij een druk van 4 bar 91 liter lucht. Bij een drukverlaging naar 0,75 barg komt per m3 87 liter lucht vrij. Uit dezelfde tabel is op te maken dat bij een tempera-tuurverhoging van het water naar 50 属C maximaal 30 liter lucht uit oplossing komt. Grafi ek 2. Het verband tussen kalkafzetting en de toename van energiekosten.
  • 4. VV+ oktober 2014 45 zz稿~z~高≠~洞}}瞳透zεzz}~~}鐙~ is vervuild. Het vuil bestaat grotendeels uit corrosiedeeltjes en afgebrokkelde kalkafzettingen die door de installatie worden gepompt en zich verzamelen in kritische compo-nenten. Ten onrechte wordt gedacht dat ketelsteen alleen een probleem is in installaties waar met hogere temperaturen wordt gewerkt. In laagtemperatuursystemen zal een pH-waarde 8,3 echter ook voor kalkafzettingen zorgen. Ketel-steen belemmert de goede werking van een installatie. Het zet zich af op leidingwanden en is uitermate schadelijk voor warmtewisselaars. Kalkafzetting vermindert de thermische geleidbaarheid van de wand. Hierdoor ontstaan door over-verhitting spanningen in het metaal, waardoor breuken of scheurtjes kunnen ontstaan. Door uitzetting van het metaal kunnen brokstukken ketel-steen afbreken en deeltjes vormen. Deze harde deeltjes blijven circuleren, wat erosie van zachte metalen tot gevolg heeft. Een gedeelte van de deeltjes zal samenkomen en bezinken op plaatsen met verlaagde doorstroming, wat tot verstoppingen leidt. Onder de kalkafzettingen kunnen holten ontstaan, waar micro-organismen zich in afwe-zigheid van zuurstof kunnen ontwikkelen en plaatselijke corrosie kunnen veroorzaken. Door kalkafzettingen daalt ook de alkaliteit, waardoor het water niet meer in staat is om eventuele verschuivingen van de pH-waarde op te vangen die ontstaan door chemische en biologische processen. In systemen waaraan continu hard water wordt toegevoegd is ketelsteenvorming een signifi cant probleem. Als stelregel kan worden aange-houden dat 1 mm kalkafzetting (ketelsteen) al snel leidt tot 10 procent hogere energiekosten. Corrosie Dat de aanwezigheid van lucht (zuurstof) in installatiewater leidt tot corrosie is een bekend gegeven. Wellicht minder bekend is dat ook andere factoren, zoals onder andere pH-waarde en geleidbaarheid, invloed hebben op de mate van corrosievorming. Aluminium en roestvaststaal zijn twee materialen die veelvuldig worden toegepast in laagtempe-ratuursystemen in warmtewisselaars en verwarmingsele-menten. In tegenstelling tot ijzer vormen aluminium en alumini-umlegeringen een goed hechtende en dichte oxidelaag in contact met water. In principe beschermt deze laag het onderliggende metaal tegen verdere oxidatie. In de praktijk blijkt het aluminiumoppervlak echter niet perfect. De beschermende eigenschappen van de aluminiumoxi-delaag kunnen afnemen door processen die de oxidatie ondermijnen. In een neutraal pH-milieu kunnen erosie door harde vuildeeltjes (kalk, magnetiet) de stabiele oxidelaag verstoren waardoor het corrosieproces doorgaat. Terwijl in een zuur milieu (pH 4) of juist een basisch milieu (pH 9) de aluminiumoxidelaag zelf oplost. Ook de corrosiesnelheid van aluminium in water is afhankelijk van verschillende Nij Mari谷nacker De in 2007 geopende nieuwbouwlocatie van woonzorgcentrum Nij Mari谷nacker in het Friese Workum is voorzien van een verwarmings- en koelsysteem op basis van aardwarmte met een warmtepomp. Het complex heeft met een totaal vloeroppervlak van 9.500 m2, verdeeld over verschillende woonlagen. Het heeft een complex klimaatsysteem, met verschillende warmtewis-selaars en veelvuldige toepassing van kunststof leidingen. Vanaf de ingebruikname waren er problemen met de warmtepomp, vastzitt ende thermostaatventielen, verstopte warmtewisse-laars en blokkades in de vloerverwarming. Als eerste is door Spirotech een complete sys-teemscan gemaakt, inclusief analyses van zowel het installatiewater als het ter plaatse toegepaste suppletiewater. Daarbij is ook gekeken naar de technische infrastructuur en de bijbehorende ge-wenste prestaties. In een uitgebreide rapportage is advies gegeven over een passende vloeistofb e-handeling. Spirotech heeft naast het leveren van de benodigde hardware en toevoegingen ook het spoelproces, inclusief nazorg, begeleid. Inmid-dels draait de installatie naar volle tevredenheid, en met het gewenste rendement op de warmte-pomp en niet langer op de twee back-up-ketels. 5. Zowel de infraroodopnamen als de watermonsters tonen een opzienbarend verschil tussen de situatie voor en na de door Spirotech aanbevolen en ondernomen acties.
  • 5. 6. Aangroei van magnetiet in A-labelpompen. 46 VV+ oktober 2014 duurzaamheid parameters, zoals de pH-waarde, temperatuur, elektrische geleidbaarheid, aanwezigheid van bepaalde elementen en het gehalte opgeloste zuurstof. Voor roestvaststaal geldt ongeveer hetzelfde. Roestvaste staalsoorten vertonen in vele milieus een goede corrosie-weerstand door de vorming van een gesloten, chroomrijke oxidelaag (passieve laag). Analoog aan aluminium kan dit gunstige gedrag alleen worden benut bij een perfect oppervlak. Lokale beschadigingen van het oppervlak leiden tot plaatselijke corrosievormen, zoals putvormige corrosie. Het corrosieproces van roestvaste staalsoorten is dus ook afhankelijk van het watermilieu, rondzwervende verontreini-gingen en de concentratie opgeloste zuurstof. Pompen Het mag duidelijk zijn dat pompen in een installatie waar vernauwingen of zelfs verstoppingen voorkomen, harder zullen moeten werken om de gewenste opvoer-hoogte te behalen, en dus overmatig veel energie gaan gebruiken. Daarnaast zijn de hedendaagse A-labelpompen vaak voorzien van permanentmagneetmotoren. Deze pompen zijn in principe fors zuiniger in energiegebruik (tot 75 procent). Dit wordt onder andere bereikt door een per-manent magnetische rotor, die wordt gekoeld door het te verpompen medium. Oude standaardpompen zijn alleen magnetisch als de pomp loopt, dus magnetietdeeltjes (afkomstig van cor-rosieprocessen tussen staal en water) kunnen zich niet permanent op de rotor vastzetten. De rotor in de nieuwe generatie pompen met ecm-techniek is permanent magne-tisch. Het probleem is nu: de aanwezigheid van een sterke magneet direct in het installatiewater. Het gevolg: perma-nente afzetting en aangroei van magnetiet op de rotor met als gevolg een toename van het stroomverbruik en kans op schade. Het toenemend energiegebruik is juist tegenovergesteld aan wat de nieuwe generatie pompen moeten bereiken. Door de extra arbeid die de pomp moet verrichten om ondanks de vervuiling op de rotor het gewenste debiet te halen, zal hij meer energie gebruiken. Uit onderzoek van de eigen onderzoeksafdeling van Spirotech blijkt dat mag-netiet al snel leidt tot verminderde prestaties van pompen en dus ook tot hogere energiekosten. Magnetiet in het installatiewater verhoogt het stroomverbruik al snel met 25 procent. Na verloop van tijd kan het zelfs verdubbelen. Vuilafscheiders met ge誰ntegreerde magneten zijn hier de beste oplossing om magnetiet zo snel als mogelijk uit het installatiewater te verwijderen. Microbiologie z|~高捉≠~高‖~~溝~~≠z~‘~~‥z- latie treedt dan ook in meer of mindere mate een groei van bacteri谷n op. De relevante bacteri谷n zijn te verdelen in twee hoofdgroepen: z~綱{~{z|~高捉‘~{{~≠貼貼硬）}~~~‘ zz~綱{~{z|~高捉‘貼≠~≠~~≠}~高貼貼硬頭 Voor beide soorten geldt dat ze goed gedijen bij tempera- 7. Een voorbeeld van de slijmvormige aangroei, en de gevolgen die het kan hebben. Deze installatie was slechts enkele jaren in bedrijf. INSTALLATIEWATER IS EEN ESSENTIEEL ONDERDEEL VAN DE INSTALLATIE EN MOET ZO OOK WORDEN BEHANDELD
  • 6. VV+ oktober 2014 47 turen vanaf 20 属C. Bekend is dat hoe hoger de temperatuur, hoe minder overlevingskans voor bacteri谷n. Laagtempera-tuursystemen vormen dus in principe een ideale omgeving. In deze systemen worden bovendien vaak kunststof leidingen en onderdelen toegepast. Deze materiaalsoort is door zijn specifieke structuur zeer gevoelig voor aan-hechting van micro-organismen, waardoor sterke, snelle en ongecontroleerde groei mogelijk wordt. Aerobe bacteri谷n Zoals al aangegeven is bij lagere temperaturen een grotere hoeveelheid opgeloste lucht in het installatiewater aanwezig. Indien hiertegen niet wordt opgetreden, vindt overmatige groei van aerobe bacteri谷n plaats. Dit gaat gepaard met de vorming van een slijmvormige afzetting aan de wand, waardoor de warmteoverdracht afneemt. Een gedeelte van de aerobe bacteri谷n zijn bovendien zoge-naamde sporenvormers. Een spore kan ook in niet-ideale omstandigheden overleven, zoals in perioden van lage zuurstofgehaltes. Als vers water wordt toegevoegd, en er dus weer voldoende zuurstof voorhanden is, zal de spore uitgroeien tot nieuwe bacteri谷n. Verhitting van installatie-water is een bekende remedie, maar dit aspect ontbreekt juist. Naast continue, actieve ontgassing is het dus ook van belang de bacteri谷n te verwijderen door het installatie-water te monitoren en zo nodig specifieke toevoegingen te gebruiken. Anaerobe bacteri谷n Bij laagtemperatuursystemen zijn met name de denitrifice-rende en de sulfaatreducerende bacteri谷n van belang. Deni-trificerende bacteri谷n zetten waterstofnitraat (salpeterzuur HNO3) en nitraat (NO3-) om tot nitriet (NO2-), ammonium (nh4+) en stikstofgas (N2). Sulfaatreducerende bacteri谷n hebben ideale groeicondities bij een temperatuur van 20 40 属C. Zij vormen waterstof-sulfide (H2S), met de kenmerkende geur van rotte eieren. De geur is niet aangenaam, maar een ander gevolg is echt ver-velend. De aanwezigheid van H2S zorgt lokaal voor een sig-nificante daling van pH-waarden en zo leiden de bacteri谷n tot puntvormige perforaties in het leidingwerk. Analyse Al met al zal duidelijk zijn dat installatiewater niet zomaar water is, maar een essentieel onderdeel van de installatie is en dus ook als zodanig moet worden behandeld. Voor een optimaal rendement en maximale levensduur is het daarom belangrijk om zowel het installatie- als het suppletiewater op gezette tijden te laten analyseren door een gespecia-liseerd laboratorium. Die analyse vormt samen met een installatiescan de basis voor een compleet stappenplan. Daarbij wordt vanuit een ge誰ntegreerde aanpak gekeken naar de drukhuishouding, het continu verwijderen van lucht en vuil en de chemische samenstelling van het installatie-water. Muziekwijk Zwolle Bij de ontwikkeling en bouw van de nieuwe Muziekwijk in Zwolle heeft duurzaamheid en energiezuinigheid steeds voorop gestaan. Energieleverancier Cogas heeft daarop ingehaakt met een state-of-the-art-warmtecentrale en een uitgekiend leveringssysteem naar en in de aangesloten woningen. Alles is gebaseerd op een laagtemperatuurregime. In samenwerking met Loohuis Installatietechnieken uit Fleringen heeft Spirotech voor Cogas een totaalpakket van producten en diensten samengesteld om de waterkwaliteit optimaal te maken en te houden, zodat het beoogde energierendement duurzaam hoog kan blijven. Een goed ontwerp, goed gedimensioneerde com-ponenten op de juiste plek in de installatie en de juiste waterbehandeling zorgen voor maximale prestaties, minder storingen, minder slijtage en eenvoudiger onderhoud. Naast de juiste water-behandeling, inclusief toekomstige monitoring, heeft Spirotech bijgedragen aan het dimensione-ren en samenstellen van het expansiesysteem. Een Spirovent Superior vacu端montgasser zorgt ervoor dat opgesloten lucht effectief uit zowel het installatiewater als uit het suppletiewater wordt gehaald. Om de niet te vermijden corro-sieproducten snel en effectief uit de installatie te verwijderen is een vuilafscheider met ingebouw-de magneet (Spirotrap Magnet) toegepast. Alle partijen zijn enthousiast over de samenwerking en de behaalde resultaten. Door vroegtijdige samenwerking ligt de totaalaanpak van Spirotech mede aan de basis van de beoogde duurzaam-heid en energiezuinigheid. 8. Expansiesystem Muziekwijk Zwolle.
AboutCopyright
息 2025 際際滷