De hydronische paradox

“Hydronics” duidt op het gebruik van water voor het transport en de distributie van thermische energie bij verwarming of koeling. Je kent ongetwijfeld dergelijke installaties. Ik durf zelfs te wedden dat je thuis een hydronische verwarmingsinstallatie hebt.

Een hydronisch ontwerp is een lastige klus. Het is een complex proces met ontelbare variabelen en iteratieve berekeningen.

Hoewel  dat voor huishoudelijke centrale verwarming meestal meevalt, is het voor grotere installaties met ketelcascades, condensatieketels, warmtepompen, wkk,… (al dan niet gecombineerd), ontzettend gemakkelijk om een fout te maken die het energetische voordeel van de technologieën grondig verknoeit.

Ik ben een vragensteller. In onze cultuur lijkt dat wat gelijk te staan met “ignoramus”, maar ik leer altijd iets van anderen. Al is het maar dat ik niet de enige ben die niet veel weet. 🙂

In 2007 begon ik met een opleiding klimatisering aan een hogeschool. Ik werkte toen al 10 jaar als technicus bij één van de marktleiders voor het beheer van installaties in utiliteits- en industriegebouwen. Eén motief voor deze kostelijke en tijdrovende queeste naar inzicht was mijn verzameling onbeantwoorde vragen over hydronics.

Hoewel ik tijdens die jaren, aan één van de beste hogenscholen van het land, veel leerde en schitterende docenten had, kwam “hydronics” nauwelijks aan bod. Mijn vragen bleven onbeantwoord.

Uiteindelijk liep ik stage bij de afdeling “Gebouwen & Installaties” van een gerenommeerd studiebureau (opnieuw een marktleider). Ik werd omringd door erg bekwame ingenieurs, maar… je raadt het al: alweer geen antwoord op mijn vragen over hydraulisch ontwerp.

Er schijnt dus iets te bestaan als een hydronische paradox: de techniek is alomtegenwoordig, maar de kennis is slecht verspreid. Een goed gemaakte installatie is dan ook eerder een uitzondering.

De markt ervaart het onvoldoende als een probleem. Zolang de gebreken niet tot noemenswaardige comfortklachten leiden, blijven ze verborgen en verslinden ze enorme energiebudgetten. Er is dus een groot potentieel voor optimalisatie, zowel bij nieuwe als bij bestaande installaties.

Dr. Ing. Roel Vandenbulcke (foto bovenaan) zag de ernst van de situatie. Met een team ontwikkelde hij, aan de Universiteit Antwerpen, een indrukwekkende hydronische applicatie die elk ontwerp tot een peulschil herleidt en een plaats verdient in de tool box van ingenieursbureaus over de hele wereld.

Ik vroeg aan Roel waar het idee is ontstaan en hoe de software, die “Hysopt” heet, tot stand kwam.

Roel Vandenbulcke: Hysopt is ontstaan aan de KdG Hogeschool, terwijl we met een team onderzoek deden i.v.m. hydronische installaties. Omdat het een complexe materie is, begonnen we op een gegeven moment simulatiemodellen te maken.

Onze eerste modellen waren niet erg flexibel en het kostte ons veel moeite om ze telkens opnieuw aan te passen aan nieuwe hydraulische configuraties. Met de hulp van informatici en wiskundigen maakten we uiteindelijk een software waarmee we snel een willekeurig model konden bouwen uit elementaire bouwstenen.

Later, terwijl we veldwerk verrichtten op tientallen bestaande installaties in utiliteitsgebouwen, stelden we vast, dat hydraulische installaties dikwijls slecht zijn gemaakt. Toen realiseerden we ons dat installatiebedrijven en studiebureaus onze software goed kunnen gebruiken.

Ondertussen werd Hysopt gecommercialiseerd. Wat willen jullie bereiken?

Ik geloof dat opdrachtgevers, bij het gunnen van installatiewerken, te weinig zicht hebben op de effectieve energieprestaties van nieuwe hydronische installaties. Hysopt biedt hen de transparantie die momenteel bijna altijd ontbreekt.

Daarnaast begeleiden we installateurs en studiebureaus bij hun ontwerpopdrachten en we helpen hen om vaak voorkomende fouten te vermijden.

Ing. Tom Havermans coördineert energie-gerelateerde projecten voor ZiekenhuisNetwerk Antwerpen (ZNA). Hij werkte al vaker met Hysopt samen, o.a. voor optimalisatie in het ziekenhuis ZNA Jan Palfijn. Dat is een complexe hydronische installatie met een combinatie van warmtekrachtkoppeling en condenserende ketels.

Tom havermans: We zagen in dat die installatie kon worden verbeterd, maar de samenwerking, enkel met een traditioneel studiebureau, verliep niet naar wens. De meeste ingenieurs lijken deze materie niet te beheersen.

Uiteindelijk kwamen we in contact met Hysopt. Hun software leek ons het geschikte instrument voor een analyse van onze centrale verwarming.

Het viel me op dat hun ingenieurs de tijd namen om de installaties grondig te leren kennen. Alles werd gedetailleerd in kaart gebracht en de werkingsprincipes van alle onderdelen werden uitvoerig met ons besproken.

Het resultaat is navenant. Omwille van de lagere temperaturen condenseren onze condensatieketels effectief, een heel jaar lang. Onze WKK heeft nu het optimaal aantal draaiuren. Het elektrisch verbruik van circulatiepompen daalde met 60% terwijl de installatie nu, in tegenstelling tot vroeger, geruisloos werkt.

Op gas en elektriciteit besparen we zo jaarlijks meer dan 46000€, waarmee de investering zich in amper 2 jaar terugbetaalt. Bovendien kregen we een subsidie die de rekening van de Hysopt-studie volledig vergoedde.

De Nederlandse energiedeskundige Theo Maessen is gevestigd in de buurt van Roermond. Met zijn Duitse partners van het baanbrekende ontwerpbureau BOB Efficiency Design, maakt hij virtuele modellen van duurzame gebouwen vóór de realisatie ervan. Theo heeft een achtergrond als scheepstuigwerkkundig ingenieur.

Theo Maessen: In de maritieme wereld simuleert men nagenoeg alles alvorens het te bouwen. Zo optimaliseert men het ontwerp van, bijvoorbeeld een schip of boorplatform, steeds in functie van de ‘total cost of ownership’. Het verwondert mij nog altijd dat dit, zelfs bij het ontwerp van zogenaamde ‘duurzame gebouwen’, niet vanzelfsprekend is.

Vaak genoeg hebben die gebouwen energieverslindende klimaat-installaties, gemaakt voor worst case scenario’s die zich nooit voordoen. Al te vaak kopieert men daarbij een onaangepast ontwerp uit andere projecten en worden de effectieve prestaties weinig of niet geverifieerd.

Hysopt vult onze eigen modellen goed aan om concepten te testen voor alle denkbare scenario’s. Alleen zo krijg je een gebouw met de best mogelijk prestaties op het vlak van energie en comfort.

Deel dit artikel met jouw LinkedIn contacten, Facebook vrienden, Twittervolgers en Google+ circles via de share knoppen hieronder, zodat mensen in jouw netwerk van deze informatie profiteren.