Intelligent mengen lost problemen op

"Het systeem is elke euro waard"

Het Schweinfurtse SHK-gilde betrok in 2004 een nieuw verenigingsgebouw. Het nieuwe gebouw op het industrieterrein Hainig moest een "energiebesparingscentrum" worden. Enerzijds wilde men op energiegebied een voorbeeldfunctie vervullen en anderzijds wilde men hier zoveel mogelijk verschillende technologieën laten zien. Alles werd met initiatief en inzet gedaan, maar er was één ding waar gildebeheerder Josef Bock zich aan ergerde: het opslagvat, dat geladen is met thermische energie van de warmtepomp, de pelletketel en het zonnesysteem, was niet optimaal gestratificeerd. Goede raad was duur.

Afb.1: Gildedirecteur Josef Bock voor het nieuwe gildegebouw in de Mathäus-Stäblein-Straße. Veel van het werk werd door de leden zelf gedaan.

De oude locatie bij de plaatselijke Kamer van Ambachten barstte uit haar voegen: Er was een gebrek aan moderne trainingsruimtes voor de aangesloten bedrijven en de examenomstandigheden voor de cursisten waren niet meer ideaal. Het gebouw op het industrieterrein Hainig in Schweinfurt ziet er niet alleen aantrekkelijk uit in de kleuren blauw, groen en geel. Het valt ook op door de moderne architectuur en de waardige inrichting met roestvrijstalen schoorstenen, koperen verwerking en het zonnesysteem op het dak en de gevel. Binnen is het gebouw een bonte bedrijvigheid, met leerlingen van verschillende leeftijden die het gebouw lijken te hebben overgenomen. Josef Bock legt uit: "Naast volwassenenonderwijs organiseren we hier regelmatig schoolprojecten over het onderwerp technologie in de ambachten. Leerlingen uit groep acht lopen hier twee weken stage. De kinderen van vandaag zijn de leerlingen van morgen en zij zijn op hun beurt de vakmensen van overmorgen. Het loodgietersvak vraagt veel van vakmensen: een hoog niveau van algemene kennis, technisch inzicht in de theorie en de nodige praktijkervaring. Je kunt in een week leren hoe je een leiding moet leggen, maar voor het installeren van een aardwarmtepomp zodat deze goed werkt qua energie-efficiëntie is iets meer kennis nodig."

In beeld: Volwasseneneducatie

Afb. 2: Een van de trainingsruimten waar de HVAC-klantenservicemonteurstrainingen plaatsvinden.

Zo wordt bijvoorbeeld de "SHK klantenservicetechnicus" opgeleid. Behalve in Schweinfurt is dit opleidingsprogramma alleen in Traunstein beschikbaar. De bijscholingscursus "Electrical Specialist" omvat 48 lesuren en elk gespecialiseerd bedrijf dat bijvoorbeeld een verwarmingspomp wil vervangen, moet een bewijs van deze bijscholing overleggen. Sommige bedrijven realiseren zich dit (nog) niet, maar in het geval van een ongeluk zitten ze aan de veilige kant, zegt de Managing Director. Dit jaar wordt voor het eerst ook de cursus "Energieconsulent" aangeboden. Samen met het verantwoordelijke districtsbestuur zal dit trainingsprogramma successievelijk worden uitgebreid. Er is ook al een thermografische camera aangeschaft. De belangstelling voor dergelijke beelden is er zeker, zoals wordt bevestigd door het groeiende aantal aanvragen. Josef Bock wil niet dat de bedrijven die lid zijn hun kansen op nieuwe zakelijke gebieden licht laten liggen.

Voor iedereen: optimale omstandigheden

Fig. 3: In deze trainingsruimte is voor elke deelnemer een modern computerwerkstation beschikbaar.

Het gebouw heeft twee trainingsruimten. Eén daarvan bevat gasverwarmingstoestellen van verschillende leveranciers en bestrijkt dus het hele scala aan gasverwarmingstechnologie, terwijl de andere gewijd is aan olieverwarmingstechnologie. Er is ook een computerlab met twaalf werkstations. Hier kan bijvoorbeeld de training "Energieconsultant" worden gegeven en elke stoel heeft zijn eigen moderne flatscreen. Dit betekent dat de trainer ook toegang heeft tot trainingssoftware van het ZV SHK. Het gebouw heeft ook een werkplaats, kantoren en een pauzeruimte, die ook gebruikt kunnen worden voor specialistische presentaties - bijvoorbeeld over warmtepompen, pelletketels, geothermische energie, enzovoort - op grotere schaal. Hier worden tot 1000 bezoekers per jaar geteld. Josef Bock ziet zijn gilde als een dienstverlenende organisatie voor zijn leden, wat hem voortdurend stimuleert om nieuwe diensten te ontwikkelen en aan te bieden.

Eén hal: verschillende gebruikers

Afb. 4: De nieuw gebouwde hal op het terrein van het gilde biedt nu voorbeeldige omstandigheden voor de examens voor gezellen. Tijdens de examenvrije periode leren studenten in praktijklessen werken met verschillende materialen.

Bijvoorbeeld de nieuwe hal die in 2006 werd toegevoegd. Hier worden de examens voor het nieuwe beroep van installatiemonteur gehouden. De examenvoorwaarden voor het nieuwe beroep zijn veranderd en veeleisender geworden, net als de praktische examenvoorwaarden. De ruimte in de BTZ bij de Kamer van Ambachten was niet meer ideaal, dus werd er besloten om een uitbreiding te bouwen op de nieuwe gildelocatie. Hier kunnen 16 leerlingen tegelijkertijd examen doen. Ook worden hier regelmatig bijscholingscursussen voor het vak van blikslager aangeboden en gehouden. Daarnaast worden hier projecten georganiseerd met middelbare scholieren, die leren werken met verschillende materialen en gereedschappen. Er wordt bijvoorbeeld gemetseld, bestraat of gezaagd. Naast de praktische activiteiten wordt teamwerk ook aangemoedigd in deze projecten. Dit jaar wordt er in de hal samen een heel huis gebouwd, in het klein natuurlijk. In het tweede deel van het project wordt de basis van elektrotechniek onderwezen, bijvoorbeeld met betrekking tot regeltechniek in verwarmingstechniek, om te laten zien wat elektriciteit eigenlijk is en ook om de gevaren van elektriciteit en de mogelijkheden ervan te benadrukken. Houtbewerking speelt ook een grote rol. Hier spelen de omgang met verschillende houtsoorten, het thema milieubescherming en het uitproberen van eenvoudig gereedschap, maar ook theorie, het observeren van metingen, enz. allemaal een rol. Aan het einde nemen de kinderen een zelfgemaakt werkstuk mee naar huis, zoals een vogelhuisje.

Voorbeeldig: Mensen helpen zichzelf te helpen

Fig. 5: Door de integratie in de gevel worden de zonnestralen zelfs in de winter optimaal opgevangen.

Maar dat is niet alles in het gildehuis in Schweinfurt: de zogenaamde "praktijkklas" mag niet onvermeld blijven. De praktijkklas, 25 leerlingen van een middelbare school (7 landen), brengen een jaar door in het gilde. Volgens Josef Bock ervaren deze leerlingen zelden iets positiefs. Samen met de leraren worden ze verondersteld positieve ervaringen op te doen en positief te leren denken, ver weg van cijfers en berispingen. Terwijl liegen, bedriegen en gebrek aan vertrouwen in het begin de boventoon voeren, moeten betrouwbaarheid, stiptheid en vertrouwen later worden aangeleerd. Samen met de school worden er taken uitgezet die theorie en praktijk combineren. Er worden bijvoorbeeld taarten gebakken en de leerlingen realiseren zich dat ze moeten kunnen lezen, wegen en rekenen. Dit is bedoeld om de leerlingen te motiveren wiskunde niet als een vervelende theorie te zien, maar als een belangrijk hulpmiddel in het dagelijks leven en zo hun verlangen om te leren te stimuleren. De mooiste beloning voor Josef Bock en zijn collega's is wanneer hij zulke leerlingen vervolgens in een leerwerkplaats kan plaatsen.

Veel warmtebronnen en een bufferopslagtank

Fig. 6: Het geheugen met de in- en uitgangen en de drie rendeMIX.

De gebouwen van het gilde zijn goed bezet, ongeveer 80%, schat Josef Bock. Meer is nauwelijks mogelijk, omdat hij veel van de trainingen voor volwassenen zelf organiseert, naast het kantoorwerk. Het gebouw heeft drie verdiepingen en de twee trainingsruimten zijn elk 85 meter groot.²groot, de werkplaats 120 m²de pauzeruimte 120 m². Met de kantoren, toiletten, wasruimtes en de keuken, ca. 700 m²ruimte. Het hele gebouw wordt verwarmd door een warmtepomp met een absorberend oppervlak. Er is ongeveer 400 meter leidingwerk aangelegd op het terrein van het gilde. De warmtepomp heeft een vermogen van 8,7 kW, wat perfect volstaat tijdens de overgangsperiode. Op koudere dagen neemt een pelletketel het over. Alle verwarmingstoestellen in het gebouw kunnen hun warmte aan het systeem leveren, ongeacht of het olie- of gasketels of zonne-installaties zijn. Alle warmte die ergens in huis wordt opgewekt, komt terecht in het bufferopslagvat van 1500 liter in de kelder. Bij de bouw van het nieuwe gebouw vonden de leden van het gilde het belangrijk om "state of the art" te zijn en om zoveel mogelijk van de op de markt beschikbare technologieën ter plaatse en in werking te hebben.

Kardinale fout: Mengen in de opslagtank

Fig. 7: "We hebben hier nog nooit 20° C gehad", Josef Bock wijst op de koude zone in het buffervat.

Uit de woorden van Josef Bock kun je opmaken hoe erg het probleem hem moet hebben "dwarsgezeten", want hij zegt: "Het is eigenlijk beschamend, we hebben een fout gemaakt in het bufferopslagvat." Hij weet heel goed dat dit systeem niet "standaard" is en niet gemakkelijk kan worden vergeleken met andere systemen vanwege de verscheidenheid van de ongeveer 18 warmteopwekkers. Het probleem was hier niet het hoge energieverbruik of de koude kamers. Het grote aantal aansluitingen en pompen op de boiler zorgde ervoor dat het water in de boiler door elkaar liep. Hij kon dit ook direct zien aan de geïnstalleerde temperatuursensoren. Wat echt vervelend was, was dat trainingen op de gastoestellen soms moesten worden geannuleerd omdat de opslagtank geen warmte meer kon opnemen en de toestellen defect raakten. Ook kon het aangesloten zonnesysteem de opgewekte warmte niet optimaal leveren en werkte de warmwatervoorziening in de keuken niet altijd naar behoren. Josef Bock had Hans-Georg Baunach al ontmoet op de ISH 2005, die toen zijn rendeMIX mengverdelerconcept aan het gilde presenteerde. Op dat moment was de belangstelling voor het product nog beperkt. Josef Bock zegt hierover: "Wat hij bouwt is relatief eenvoudig, maar je moet begrijpen wat er mentaal gebeurt. Als je dat eenmaal begrijpt, kun je positieve argumenten gebruiken om klanten te overtuigen die soortgelijke problemen hebben als wij."

Eenvoudige oplossing: meng nooit warm met koud

Bedrijfseigenaar Hans-Georg Baunach heeft het systeem eerst ter plaatse geïnspecteerd. Hij legt het probleem als volgt uit: "Het hangt er niet alleen vanaf hoeveel warmte er in het buffervat zit, maar ook welk voordeel het oplevert. Als ik een badkuip vol water van 40° C wil hebben, dan heb ik er relatief weinig aan als de distributie van dezelfde hoeveelheid warmte in de buffer slechts twee badkuipen van 25° C kan produceren. Maar een gemengde boiler is niet alleen te koud om drinkwater te produceren, zodat de boilers moeten worden opgestookt. Het is ook te warm om bijvoorbeeld zonnewarmte te absorberen - een dubbele whammy. Als ik echter een goede gelaagdheid heb, dan wordt de hoeveelheid warmte in de buffer geconcentreerd in een zo klein mogelijk gebied met de hoogst mogelijke temperaturen en is klaar voor warmteafvoer, terwijl het resterende volume eronder de laagst mogelijke temperaturen heeft voor warmteabsorptie. Het rendeMIX principe is heel eenvoudig: meng nooit heet water met koud water, maar altijd ofwel heet water met warm water of warm water met koud water! Dit eenvoudige principe moet echter consequent worden toegepast als je succes en regeneratieve efficiëntie in hydrauliek wilt bereiken. En dat is precies wat we doen."

Eén mixer, drie processen, veel voordelen: de rendeMIX

Fig. 7: Josef Bock toont de inlaat van het pipe-in-pipe systeem in het buffervat.

Maar waar haalt de rendeMIX meerwegmengkraan het warme water vandaan?

Ofwel uit de retourstroom van een verwarmingscircuit met een hogere temperatuur - in dat geval spreekt de fabrikant van "retourbenutting". Bij deze methode worden hogetemperatuur- en lagetemperatuurnetten in serie geschakeld. De retourstroom van een hogetemperatuurcircuit wordt de stroom van een lagetemperatuurcircuit. Dankzij een geïntegreerde bypass, die werkt als een schakelaar, blijven beide circuits hydraulisch ontkoppeld, zelfs als het debiet verandert. De actuator van de mixer kan worden geregeld met het driepuntsignaal van elke normale regeling van het verwarmingscircuit. Dit proces verlaagt de retourtemperaturen en volumestromen zodat condensatieketels tot 10% meer condensaat kunnen uitzweten en buffers tot 50% meer warmte kunnen opnemen.
Als alternatief komt het warme water uit het midden van een buffervat. Dit leidt dan tot het "twee-zone-afvoer"-proces, waarbij de onderste koude zone van de buffer eerst wordt aangesproken totdat deze niet meer voldoende temperatuur levert. Pas daarna wordt de daarboven liggende warme zone aangesproken, waarbij het warme water uit de bovenste bufferaansluiting nu gemengd wordt met het warme water uit het midden van de buffer, zodat er nog steeds aanzienlijk minder warm water nodig is dan bij driewegmenging met koud water uit de retour van het verwarmingscircuit. Tegelijkertijd stroomt de volledige koudwaterretour in de buffer. Door deze warmteafvoer blijft de buffer bovenin langer heet en wordt hij onderin sneller koud. Zelfs met slechts één verwarmingscircuit neemt de hogetemperatuurwarmte die kan worden gebruikt voor de bereiding van sanitair warm water met wel een derde toe. Als er meerdere verwarmingscircuits moeten worden gevoed, kan de afvoer in twee zones worden gecombineerd met retourbenutting, waardoor de bufferefficiëntie bijna kan worden verdubbeld.
Afb. 8: Blij met het geslaagde gezamenlijke project: van links naar rechts Herbert Spiegel (HD Spiegel Innovation), hoofdvakman Berthold Sterzinger (die inmiddels een rendeMIX bij hem thuis heeft geïnstalleerd), Hans-Georg Baunach, HG Baunach GmbH & Co. KG en Joachim Jost (Sonnenkraft GmbH).

Omgekeerd kan dit tweezone-proces ook worden gebruikt om het bufferopslagvat te laden als de warmteopwekker moet worden uitgerust met een retourtemperatuurverhoging, zoals een houtketel en WKK-eenheid. In dit geval wordt eerst de bovenste warme zone geladen en daarna pas de onderste koude zone, waardoor de buffer bovenin sneller opwarmt en onderin langer koud blijft.

Het hydraulisch concept van Schweinfurt

In Schweinfurt zijn alle drie de methoden gebruikt: De ketels in de twee trainingsruimten - elk uitgerust met een eigen pomp en terugslagklep - en de pelletketel in de grote hal belasten de buffer via een gemeenschappelijke rendeMIX 2×3 terugstroombooster (RLA) in een tweezone-proces, die de retourtemperatuur constant houdt op ongeveer 55° C via een in de actuator geïntegreerde regelaar. Deze produceert vrijwel onafhankelijk van de uitvoer hogere aanvoertemperaturen met een temperatuurspreiding van ca. 70/55° C, die naar de buffer bovenin worden gevoerd. De weersafhankelijke toevoer van de hogetemperatuurkringen - radiatoren op de bovenverdieping en Venkons op de benedenverdieping van het oude gebouw - wordt verzorgd door een 3mix 2×2, waarvan de retourstroom kan worden gebruikt door de lagetemperatuurkringen - vloerverwarming op de benedenverdieping van het oude gebouw en in twee nieuwe gebouwen - voordat deze wordt toegevoerd aan de middelste bufferaansluiting. Tot slot wordt hun weersgestuurde toevoer verzorgd door een rendeMIX 3×2, die tweezone afvoer combineert met retourbenutting. Dit resulteert in een extreem grote volumestroom van zo koud mogelijk retourwater. Het was ook belangrijk om het aantal aansluitingen op de buffer tot het noodzakelijke minimum te beperken: de hoofdwarmtedistributie is slechts via drie aansluitingen aangesloten om de waterstroom in de buffer te beperken tot de hydraulische vereffening tussen generatoren en verbruikers. De wandcondensatieketel die oorspronkelijk werd geïnstalleerd om het gebouw te verwarmen, neemt de weersgestuurde regeling van de mengcircuits over en zorgt via een vierde aansluiting alleen voor de tapwatercapaciteit van het bovenste tiende deel van de buffer. Een zonthermische gelaagde laadmodule met omschakelklep en een verswaterstation van Sonnenkraft zijn ook aangesloten op deze drie leidingen (warm, warm, koud) in de aangrenzende ruimte. De warmtepomp is parallel aangesloten tussen de bovenste en onderste bufferaansluiting en mag alleen worden gebruikt als alle andere warmtebronnen zijn uitgeschakeld, omdat de lage ΔT en de hoge volumestroom elke stratificatie tenietdoen. De warmtepomp is alleen in bedrijf als er geen trainingssessies plaatsvinden en wordt één of twee dagen van tevoren uitgeschakeld om de buffer te laten afkoelen.

Bovenaan: het pipe-in-pipe systeem

Pipe-in-pipe systeem wat is het? Bij SPP wordt de circulatieleiding in de stromingsbuis gelegd. Deze plaatsing direct in de warmwaterleiding bespaart materiaalkosten en vooral installatietijd. Bij een nieuwe installatie kan de binnenbuis onmiddellijk worden ingebracht - d.w.z. vóór het persen en schroeven - en samen met de stromingsbuis worden gelegd. Bij renovatie of retrofitting, zoals in het geval van het gilde in Schweinfurt, werd een extra inbrenghulpmiddel gebruikt dat het inbrengen van de buis veel gemakkelijker maakt. Het middelpunt van het systeem is een fitting met een mof. De buis wordt doorgevoerd (erdoor en eruit) met het gegoten stuk; de buis wordt vastgezet met de huls. Zelfs richtingsveranderingen zijn mogelijk. Het uiteinde van de kunststof buis wordt door de speciale fitting FSP gevoerd, die is gepatenteerd door Spiegel Innovation. Er is geen speciaal gereedschap of krimp nodig. Dankzij het zogenaamde eenrichtingssysteem in het boorgat wordt de kunststof buis op zijn plaats gehouden en wordt voorkomen dat deze eruit glijdt. Hiermee is de installatie van de circulatieleiding voltooid. Nog meer redenen waarom dit systeem in geen enkele drinkwaterinstallatie mag ontbreken:

Het hoge energiebesparende effect van decirculatie, zoals in dit geval resulteerde in een vermindering van de CO₂–uitstoot in vergelijking met de conventionelecirculatie met 1500 kg CO₂per jaar. In verband met de PPW opnieuw van HD Spiegel Innovation ca. 1000 kg CO₂minder, dus samen ongeveer 3 ton CO₂per jaar gespaard voor dit systeem! In één eengezinswoning, de CO₂-Uitvoer met ongeveer 1,5 tot 2 ton per jaar.worden verlaagd.
Dit systeem betekent dat de regelgeving W551 (ΔT van 5 K) en andere hygienische aspecten zonder problemen.
Het ontwerp van deze speciale vormonderdelen vermijdt holtes en maaktop zeehonden, wat stagnatiewater veroorzaakten kiemplaatsen. Zelfs met Pipe-in-pipe warmtewisselaars of de Circulatiezwaard met ploegencombinatieDit doel is optimaal bereikt.

In de toekomst zullen installateurshygiënische ontwerpen van cateringapparatuuren hun verbindingen (stagnatiegevaar), om te voorkomen dat van bacteriën en legionella. Waarom Pijp-in-pijp warmtewisselaar (PPW) voor een verswatermodule? Voor aansluiting van een circulatiesysteem op een zoetwatermodule (toevoer bij de koudwaterinlaat)De volgende nadelen vloeien voort uit het gebruik van de De mogelijke verkalking van de module en vooral de "feed-back" van de hogerehogere circulatietemperatuur in de koude zone van de opslagtank en dus de bijbehorende vernietiging van de gelaagdheid. Met PPW behoren deze nadelen tot het verledenveiligheid. De installatie wordt uitgevoerd in de beproefde Pipe-in-pipe technologie, afhankelijk van het ontwerp van de opslagtank, in de "warme zone". Met verschuivingopslagtanks, die kunnen worden gebruikt in een continuhet water verwarmen, is er geen circuverbinding is gepland. In plaats daarvan de circulatie via het koude watergeïntegreerd in de inlaat. Het resultaat is de gelaagdheid van de opslagtank wordt vernietigd, duslar systemen kunnen alleen energie leveren aan de opslagtank wanneer de temperatuur boven de circulatietemperatuur ligt. Met Hulp van de HD-spiegellijst de circulatieleiding is aangesloten op deleiding in het warmwatergedeelte van de opslagsysteem en dus de opHet systeem kan op elk moment worden gebruikt. Verschillende opslagfabrikanten (Nau, Solarfocons, IFF Kollmannsberger, Fröling) instellen dit circulatiezwaard al met hunopslagsystemen. Het bedrijf HD Spiegel Innovatie blijft zich richten op innovatieve Fabrikanten en dealers van opslagsystemen diesysteem in hun programma.willen doen.

Perfecte oplossing: tevreden klant

"Ik ben verrukt," zegt Josef Bock, die het resultaat van het gezamenlijke werk samenvat. "We hebben nog nooit temperaturen van rond de 20 °C beneden in de buffer gehad." De firma Baunach plande het systeem en Josef Bock installeerde alles zelf. "Ik ga in de radiatoren met een temperatuur van 0 °C tot -5 °C met ca. 40 tot 45 °C, kom uit de radiatoren met 32 tot max. 35 °C, ga in de vloerverwarming, de aangebouwde hal heeft bijvoorbeeld betonnen activering, er is ook wandverwarming in het gebouw en een ventilatiesysteem met warmteterugwinning. De retourstroom van de lagetemperatuursystemen heeft dan slechts een temperatuur van ongeveer 19 tot 29 °C. Dit betekent dat alleen koel water de koude zone van het buffervat bereikt, waar het opnieuw kan worden verwarmd. We hebben dit nu bereikt en we zijn er trots op," zegt Josef Bock, die het resultaat van de inspanningen samenvat. Wat hij vooral een voordeel vindt aan het systeem van Hans-Georg Baunach is dat het is aangepast aan de omstandigheden ter plaatse: De klant hoeft niet het hele systeem opnieuw te installeren, maar de rendeMIX mengers zijn aangepast aan het systeem. Training op de heaters hoeft niet meer onderbroken te worden omdat de opslagtank de opgewekte warmte (tot 200 kW) van de trainingsruimtes zonder problemen kan absorberen. Deze energie hoeft niet te worden verspild, maar kan nuttig worden gebruikt. Natuurlijk heeft Josef Bock het rendeMIX systeem in zijn trainingsprogramma's opgenomen. Hij ziet het als zijn taak om ervoor te zorgen dat zijn vakmensen niet alleen het systeem kennen, maar ook weten hoe ze het moeten gebruiken. "rendeMIX is voor ons de state of the art!"

www.baunach.net

www.spiegel-innovation.de

www.shk-schweinfurt.de