Er zijn drie mogelijke modi voor het regelen van plafondventilatoren:
- Manuel
- Automatisch beheer met thermostaat
- Volledig automatisch beheer
Deze drie modi hebben een invloed op de berekening van de graaduren, maar ook op de Cep- en Cepn,r-waarden.
Wat is het voordeel van deze reguleringsmethoden in de context van de RE2020-berekening? Dat is wat we in de rest van dit artikel willen verduidelijken.
De theorie verduidelijken en berekeningen presenteren
Deze publicatie begint met het presenteren van het theoretische kader voor de berekeningen, om deze te verduidelijken.
Het wordt aan het einde aangevuld met een reeks simulaties die bijzonder nuttig zijn voor ontwerpbureaus. Voor het gedeelte over berekeningen hebben we ons gebaseerd op het werk van Maxime Jaymond, hoofd van de ontwerpbureaus New Energie Concept & Carbone.
De simulaties meten de impact van rechtvaardigings– en reguleringsmethoden in reguleringsberekeningen voor een typisch gebouw in de mediterrane zone.
Drie modi, drie uitvoeringen
In de handmatige modus activeert de gebruiker de ventilator en past hij de snelheid aan op basis van zijn of haar gevoel. De thermische berekening wordt dan gebaseerd op conventionele waarden.
In de automatische beheermodus met thermostaat zal de thermostaat de plafondventilator eerst activeren bij een gemiddeld luchtdebiet (de berekeningsengine gaat uit van 60% van de maximale luchtdebietwaarde).
In de volledig automatische beheermodus heeft de gebruiker geen controle over de activering en de maximale snelheid van de plafondventilator. In bepaalde configuraties is de winst ten opzichte van de handmatige modus echter zeer aanzienlijk.
Ter herinnering: in RE2020 wordt het luchtdebiet gebruikt om de waarde van de luchtsnelheid te bepalen met de formule: [Luchtsnelheid]=0,0032 x [Luchtdebiet in m3/u / Volume van de gemengde ruimte in m3].
Figuur 1: keuze van de besturingsmodus in Pleiades
Wat is hysterese?
Hysterese is een fysisch fenomeen waarbij een systeem na een verandering niet onmiddellijk terugkeert naar zijn begintoestand, zelfs als de oorzaak van de verandering is weggenomen.
Het resulteert in een vertraging, een weerstand of een verschil tussen de gemaakte verandering en de reactie van het systeem. Het is alsof het systeem een ‘geheugen’ heeft van wat er eerder gebeurde.
Neem bijvoorbeeld een magneet en een haarspeld. Wanneer je de magneet naar de haarspeld beweegt, wordt de haarspeld aangetrokken door de magneet. Maar zelfs als je de magneet weghaalt, blijft de haarspeld nog enige tijd gemagnetiseerd voordat hij terugkeert naar zijn nietgemagnetiseerde staat.
In het geval van verwarmingsregelaars met thermostaten wordt er opzettelijk hysteresis in de regeling geïntroduceerd, zodat de ingestelde starttemperatuur verschilt van de ingestelde stoptemperatuur. Dit voorkomt veelvuldig in- en uitschakelen van het verwarmingssysteem. De verwarming kan bijvoorbeeld worden ingeschakeld als de temperatuur onder 19,0 °C zakt en worden uitgeschakeld als de temperatuur boven 20 °C stijgt, waardoor een hysteresis van 1 °C ontstaat. Er wordt gezegd dat de temperatuur wordt geregeld tot 19,5 graden (binnen 0,5 graden).
In de context van plafondventilatoren illustreert hysteresis het verschil tussen de gemeten temperatuur en de activering van een gebruikersreactie (zoals een handmatige actie) of een automatisch proces (zoals een thermostaat of volledig automatische modus), in relatie tot thermisch ongemak.
Wees niet bang voor de basisparameters van hysterese!
De onderstaande tabel, die de berekening van de impact van plafondventilatoren in RE2020 uitlegt, lijkt op het eerste gezicht misschien indrukwekkend, maar is toegankelijk met een paar eenvoudige toelichtingen.
Figuur 2: Tabel met de opening van het gedeelte over plafondventilatoren van het RE2020 Methodebesluit
Hier zijn de belangrijkste concepten die je zullen helpen om deze tabel te begrijpen.
- QVair : luchtstroom. max komt overeen met de maximumwaarde; int komt overeen met de tussenwaarde (60% van het maximum)
- θop: bedrijfstemperatuur. Deze is gebaseerd op de binnentemperatuur enerzijds en de stralingstemperatuur (straling van de muren) anderzijds.
- θop_arr : bedrijfstemperatuur
- θadap: adaptieve temperatuur (om rekening te houden met adaptief comfort[i])
- θv1 : bedrijfstemperatuur bij intermediaire snelheid
- θv2 : bedrijfstemperatuur bij maximale snelheid
- Δθop1 : verschil tussen de uitschakeltemperatuur en de temperatuur waarbij de tussenstroming wordt geactiveerd, zonder rekening te houden met adaptief comfort
- Δθop2 : verschil tussen de temperatuur waarbij de tussenstroomsnelheid wordt geactiveerd en de temperatuur waarbij de maximumstroomsnelheid wordt geactiveerd, zonder rekening te houden met adaptief comfort
- Δθop3 : verschil tussen de uitschakeltemperatuur en de temperatuur waarbij de tussenstroming wordt geactiveerd, rekening houdend met adaptief comfort
De basisparameters van de hysteresis zijn de laatste 3 hierboven vermelde waarden: ze drukken de waarden uit voor het activeren van de plafondventilator op gemiddelde en maximale snelheid, vertrekkend van de ingestelde temperatuur (en voor de 3e, het aanpassen van de ingestelde temperatuur om rekening te houden met adaptief comfort). Er moet worden opgemerkt dat de thermostaat niet gebaseerd is op een bedrijfstemperatuur, maar alleen op de luchttemperatuur in de ruimte (de stralingstemperatuur wordt niet meegerekend). De in te voeren waarden zijn de waarden die door de fabrikant worden geleverd, rekening houdend met de kenmerken van de thermostaatvoeler die op de ventilator is gemonteerd. Om een idee te krijgen van de verwachte waarden, worden deze 3 basisparameters in de handmatige modusberekening ingesteld op waarden van respectievelijk 2°C, 4°C en 1°C.
Welke waarden biedt de thermostaatversie van de Samarat?
De drie waarden die in de berekening moeten worden ingevoerd zijn :
- Δθop1 : 0°C
- Δθop2 : 2°C
- Δθop3 : 0°C
Figuur 3: In te voeren waarden voor hysteresisparameters (hier met Pleiaden)
De winst zal per project verschillen, maar automatisch beheer met een thermostaat geeft over het algemeen een beter resultaat in Gradenuren dan handmatig beheer.
Berekeningssimulaties voor een flatgebouw in zone H3
We hebben dezelfde aannames gebruikt voor de simulaties als in ons artikel “Collectieve huisvesting aan de Middellandse Zeekust: hoe te voldoen aan de RE2020 beperkingen”
Het referentiegebouw heeft een oppervlakte van 2.233 m² en bestaat uit 36 appartementen verdeeld over twee verdiepingen en 2 kelderverdiepingen. Het omvat ook 1 commerciële ruimte.
Aangezien onze acties geen invloed hebben op de Bbio, concentreren we ons op de volgende indicatoren: Graden-uren (in doorgaande en niet-doorgaande zones) Cep en Cepn,r.
Opgemerkt moet worden dat we geen significant verschil hebben gevonden tussen de Cep- en Cepn,r-resultaten. Daarom hebben we de twee resultaten samengevoegd in één kolom.
Het initiële scenario is gebaseerd op een lawaaierige zone (BR2/3) zonder airconditioning.
1) Impact van de rechtvaardiging van waarden in vergelijking met een eenvoudige verklaring
Vergeet niet dat om een gerechtvaardigde waarde te kunnen invoeren, het noodzakelijk is om een meting te kunnen voorleggen die het resultaat is van een test in een onafhankelijk laboratorium dat is geaccrediteerd volgens de norm NF EN ISO/CEI 17025 door COFRAC of gelijkwaardig. De geteste norm is NF EN IEC 60879 (luchtdebiet- en vermogensmeting).
Deze laboratoriumtest werd uitgevoerd voor Samarat en is beschikbaar voor ontwerpbureaus.
| Configuratie | Cep (max 71,7) & Cepn,r (max 71,6) |
Graden Uren door zone (max 1250) |
Graden Uren niet-doorgaande zone (max 1250) |
| Initieel: Basis met Samarat ventilator in alle slaapkamers (nacht) + alle woonkamers (dag) en versterkte isolatie (muren R=4.1; dak R=7.3; begane grond R=4.65 en Uc = 0.8) Ventilatordebiet 11882 m3/h verklaard en vermogen 42,4W verklaard |
58,3 | 669,6 | 1130,3 |
| Initieel met ventilatoren van 11882 m3/u, met 42,4 W opgegeven vermogen.[ii] |
57 |
616,7 |
1005,7 |
| Initieel met ventilatoren met een opgegeven debiet van 11882 m3/u en een verantwoord vermogen van 42,4W |
58,1 |
666,6 |
1119,4 |
| Initieel met ventilatoren van 11882 m3/u en 42,4 W. |
56,7 |
613,9 |
995,5 |
De resultaten laten een aantal zeer belangrijke punten zien:
- Rechtvaardiging heeft een aanzienlijke invloed op het aantal uren, vooral in niet-doorgaande gebieden,
- Het rechtvaardigen van het wattage heeft weinig invloed op de Cep-waarde. Plafondventilatoren zijn energie-efficiënt en hun invloed op energieverbruiksindicatoren is marginaal.
2) Invloed van de regelmodus van de plafondventilator
De simulaties zijn gebaseerd op de hierboven vermelde in te voeren hysteresiswaarden (Δθop1 : 0°C ; Δθop2 : 2°C et Δθop3 : 0°C) voor de regelmodi automatisch beheer met thermostaat enerzijds en volledig automatisch beheer anderzijds.
Voor de volledig automatische beheermodus is de temperatuur 26°C.
De waarden komen altijd overeen met de Samarat.
| Configuratie | Cep (max 71,7) & Cepn,r (max 71,6) |
Graden Uren door zone (max 1250) |
Graden Uren niet-doorgaande zone (max 1250) |
| Initieel: Basis met extra Samarat-ventilatoren in alle slaapkamers (nacht) + alle woonkamers (dag) en versterkte isolatie (muren R=4,1; dak R=7,3; begane grond R=4,65 en Uc = 0,8) Ventilatoren met een opgegeven debiet van 11882 m3/u en een opgegeven vermogen van 42,4 W |
58,3 | 669,6 | 1130,3 |
| Initieel met automatisch beheer met thermostaat | 57,3 (-2%) |
584,6 (-13%) |
1006,6 (-11%) |
| Initieel met volledig automatisch beheer | 57,3 (-2%) |
584,6 (-13%) |
1006,6 (-11%) |
| Initieel met automatisch beheer met thermostaat + gerechtvaardigd debiet en vermogen | 55,8 (-4%) |
533,2 (-20%) |
886,5 (-22%) |
| Initieel met volledig automatisch beheer + gerechtvaardigd debiet en vermogen | 55,8 (-4%) |
533,2 (-20%) |
886,5 (-22%) |
Opnieuw is aangetoond dat plafondventilatoren, als ze een verbeterde managementmodus krijgen, een zeer aanzienlijke vermindering van het aantal graaduren mogelijk maken.
Er moet ook worden opgemerkt dat zodra je gerechtvaardigde prestaties combineert met een geavanceerde beheermodus, de winst aanzienlijk is, ook in termen van Cep- en Cepn,r-verbetering.
Tot slot kunnen we opmerken dat met een gelijkwaardige hysteresisconfiguratie en een temperatuur van 26°C, de twee modi dezelfde waarden opleveren.
Bij het project dat we in een vorig artikel presenteerden, bedroeg de besparing bijvoorbeeld meer dan 20% op Graaduren en 4% op primaire energiecoëfficiënten.
Thermische ingenieurs wedijveren regelmatig in vernuft om tienden van Cepunten te behalen. Met dit type configuratie hebben ze er nu een nieuwe snaar bij.
[i] Zie ons artikel over dit onderwerp: “Thermisch comfort in de zomer en ventilatoren: kunnen we ons gevoel kwantificeren?“ : https://www.brasseurs-air-re2020.com/nl/thermisch-comfort-in-de-zomer-en-plafondventilatoren-kunnen-we-ons-gevoel-kwantificeren/
[ii] In de tabel tonen we configuraties waarin de luchtstroom wordt verantwoord en het vermogen eenvoudigweg wordt aangegeven. Het punt van deze aanpak is dat we ons concentreren op de berekening, zodat we de impact van elk van de twee grootheden kunnen meten. In de praktijk worden laboratoriumtests volgens de norm NF EN IEC 60879 gebruikt om beide waarden te verkrijgen. Nadat een test is uitgevoerd, zijn dus zowel de waarden voor het debiet als het vermogen gerechtvaardigd.