Waarom ketelcascades bijna nooit werken

Wat ik hier vertel, is hoofdzakelijk van toepassing op de vorige generatie niet- condenserende ketels.

Net voor die ketels, is de auditprocedure van de overheid (met software H100) verdienstelijk.

Momenteel verwarmen die ketels dan ook nog duizenden gebouwen.

Vorige keer bespraken we het begrip ‘ketelrendement’.

Je zag hoe de rookgasanalyse soms een sterk vertekend beeld geeft van het echte ketelrendement, het seizoensrendement.

En je zag hoeveel warmte een ketel kan vernietigen in de stookplaats.

Volgende keer ga ik in op effectieve oplossingen voor dit kostelijke probleem (afgezien van een doortastende renovatie).

Dit keer bespreken we de geroemde oplossing die meestal niet werkt:

Ketelcascades

Principe van de ketelcascade:

Terug naar het voorbeeld van vorige keer: beide ketels 8760u/j AAN en warm

 

Jaarlijkse nullastverliezen: (1,75kW+1,75kW) * 8760h = 30660kwh

15% jaarlijks gasverbruik

1230€ 

Het totale vermogen van de cascade is 174kW.

In principe stemt dat overeen met de warmteverliezen van het gebouw bij,

laat ons zeggen, -8°C.

DUS

Bij temperaturen ≥ +6° hebben we maar 1 ketel nodig.

Daarom passen we een cascaderegeling toe.

Doel: warmteverliezen van ketels in de stookplaats beperken.

Nullastverliezen van ketels zijn exclusief warmteverliezen van aansluitleidingen!

 

Een berekening a.d.h.v. gemiddelde buitentemperaturen in een doorsnee jaar:

  • Aantal uren ≥ +6°C: 6530
  • 75% van de uren in een jaar.
  • 65% van de uren in een stookseizoen.

Conclusies:

  • Ketel 2 is overbodig, 75% van de tijd.
  • Een ketelstoring is vaak een onnodige bron van stress bij gebouwbeheerders.

We ontkoppelen ketel 2 van de installatie met een automatische afsluiter.

75% van de tijd, kijkt ketel 2 ijskoud toe, terwijl ketel 1 al het werk doet.

1,75kW * 6530h = 11427 kWh bespaard

460€ 

Niet slecht voor een ingreep die misschien enkel minuten kost.

Alleen, het werkt bijna nooit.

Om dit plan te laten slagen, moet de cascade voldoen aan een ‘een keten van voorwaarden’.

De taak van de automatische afsluiters is cruciaal. Ze moeten:

  • aanwezig zijn
  • elektrisch werken
  • regeltechnisch werken
  • worden gestuurd door een goed cascade-algoritme
  • hydraulisch afsluiten

Als één van deze voorwaarden flopt, ligt heel de opzet op zijn gat.

De automatische afsluiter moet:

Aanwezig zijn

De afsluiter moet aanwezig zijn in de hydraulische configuratie, opdat hij zijn werk kan doen.

(Bij sommige ketels van de huidige generatie is de aanwezigheid van afsluiters, in specifieke configuraties, misschien minder belangrijk.)

Elektrisch werken

Zelfs als de afsluiter er is, steek ik er mijn hand niet voor in het vuur, dat hij effectief elektrisch is aangesloten. En dat hij (nog) werkt.

Regeltechnisch werken

Soms krijgt de afsluiter een elektronisch stuursignaal van de cascaderegelaar.
Een bijkomende  factor die kan verstoord zijn.

Worden gestuurd door een goed cascade-algoritme

Telkens wanneer een ketel bijschakelt, laadt hij zich met warmte die verdwijnt in de stookplaats.

Wat ook snel verdwijnt is het voordeel van de cascaderegeling, wanneer ketels te pas en te onpas bijschakelen, terwijl de buitentemperatuur het niet verantwoordt.

Hydraulisch afsluiten

Dit is vaak de kern van het probleem, en nog minder zichtbaar dan de elektrische werking.

In ons voorbeeld hierboven heeft elke ketel een verliesvermogen van 1,75 kW.

Daar is niet veel water voor nodig. Het minste straaltje debiet dat door een gesloten klep wordt geperst, zal het doel van de ketelcascade grondig ruïneren.

Een hydraulische afsluiter moet dus potdicht afsluiten. Ook wanneer de klep onder druk blijft van een circulator.

Conclusie

In de praktijk stel je vast dat de kans, dat aan één of meerdere van deze voorwaarden niet werd voldaan, zo groot is dat ketelcascades bijna nooit hun functie vervullen.

 

(Lees hier waarom 65%) 

H100 beoordeelt bovenstaande keten van voorwaarden als volgt:

Deze vinkjes geven deze cascade een andere boordeling:

(Lees hier waarom 73%)

Bovenstaande heeft betrekking op ketels van de vorige generatie.

Binnenkort maak ik de oefening opnieuw met de huidige generatie ketels.

NIEUW: LinkedIn groep

 

“Verwarmingsinstallaties in Utiliteitsgebouwen”

Je blijft daar op de hoogte van alles wat hier verschijnt.

Je krijgt er, op de koop toe, de bijdragen en reacties van de beste ingenieurs en technici uit ons vakgebied.

EXCLUSIEF: Wie toetreedt krijgt een video over de werking van Grundfos AUTOadapt

(Dat is een vervolg op deze video, over de regelmodi van moderne pompen.)

Na overal te hebben gezocht (google, YouTube, grunfos.com), denk ik te mogen zeggen dat je nergens een betere uitleg vindt…

Die video over AUTOadapt staat exclusief ter beschikking voor de leden van de nieuwe Linkedin groep:

https://www.linkedin.com/groups/8650497

Vergeet dit bericht zeker niet te delen want,…

6 Comments

  1. Jean-Pierre De Vogel

    het verhaal over de cascade opstelling en alles wat fout kan gaan klopt uiteraard 100%.

    Belangrijk hier is de taak van de service technieker, die alle componenten dient te controleren op aanwezigheid en werking.

    Nog bedenkingen in de rand ivm cascade:

    Zoals vermeld is er inderdaad een bijkomend voordeel bij een installatie met een cascade op gebied van redundantie. Dikwijls verlangt een uitbater van een installatie/gebouw een snelle interventie bij problemen maar hij vergeet dat in nogal wat gevallen niet de interventietijd, doch wel de mate van redundantie, waarmee een installatie opgebouwd is, bepalend is voor de onderbrekingstijd van de installatie.

    Enige bewustmaking bij de klanten zou niet misplaatst zijn; hen er op wijzen en uitleggen dat een installatie in een kritisch gebouw (en welk groot gebouw is dat tegenwoordig niet?) voldoende redundant moet opgebouwd worden met dubbelpompen of een by-pass pomp (of reserve pompen aanwezig) en meerdere ketels in parallel (cascade).

    Op een bestaande cascade met regime ketels kan een interessant “laag budget” renovatie toegepast worden. Breek één ketel af en vervang hem door een condenserende ketel met 50-60% van het totaal benodigd vermogen. De beste van de resterende ketels blijft (blijven) staan om enkel bij te komen bij lage temperaturen of uitval (redundant).

    Zoals reeds gesteld zal de nieuwe ketel het grootste gedeelte van het benodigd vermogen veel rendabeler leveren. De “bijkomende” ketel zal geen topprestaties leveren maar zal een zeer beperkt aantal bedrijfsuren tellen, wellicht te weinig om een nieuwe ketel economisch af te kunnen schrijven. Aangevuld met een goede regeling (weersafhankelijk en cascade) en gemotoriseerde afsluiters per ketel wordt dit een behoorlijk werkend geheel.

    groeten, JP

    • Naam bedrijf of organisatie: Ambos technieken
  2. Richard Ectors

    Goede morgen Walter,
    De belastingsgraad zal in dit geval ook heel laag zijn. Zeker in 85% van het stookseizoen is één ketel voldoende!
    Maar het kan nog slechter, 4 condenserende wandketels van 94 kW in cascade, evenwichtsfles en daarna een 3-weg klep voor verlaging van de vertrektemperatuur naar de radiatoren!!! Origineel van de fabrikant. Er is maar 1 kring. Ketel 1 42°C, ketel 2 42°C, ketel 3 72°C, ketel 4 64°C.
    Vertrek naar radiatoren 52°C na menging. Belastingsgraad 6,03%
    Een ideale situatie ben ik nog niet tegen gekomen. De meeste sturingen zijn niet aangepast voor condensatie, geen retour temperatuur meting en geen sturing toerental pompen.

    Vriendelijke groeten,

    Richard Ectors

    • Naam bedrijf of organisatie: Richard Ectors
  3. Dieter

    Toch vind ik dat 2 ketels in cascade hun nut hebben, als er 1 ketel in storing valt neemt de 2de over en valt het gebouw niet zonder CV, meestal met tientallen bewoners. Dit geeft de onderhoudstechnieker en of storingstechnieker meer tijd om ter plaatse te gaan en de nodige herstellingsonderdelen te bekomen.

      • Walter Van Noten

        Je hebt gelijk hoor Dieter.

        Dit was dan ook geen betoog tegen ketelcascades.

        Ik stel alleen maar vast dat ze zelden doen wat we ervan verwachten.

        Groeten,
        W

      Geef een reactie

      Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Verplichte velden zijn gemarkeerd met *