Pompen en leidingen in theorie en praktijk - Lowara

Pompen en leidingen
in theorie en praktijk
De opbouw van een aangenaam
en kosteneffi ciënt binnenklimaat

2
Inleiding
Voor de eigenaren of beheerders van een gebouw is het comfort van de huurders
niet het enige aandachtspunt. Het fi nanciële aspect over de langere termijn en
milieuaspecten zijn minstens zo belangrijk. En als u aannemer of adviseur bent,
zal uw klant deze verantwoordelijke benadering graag met u delen.
Deze handleiding is bedoeld om antwoord te geven op een aantal fundamentele
vragen over warmteverdeling en circulatiesystemen – van basisinformatie over pompen
en energiebesparing tot het ontwerp van het leidingsysteem en het kiezen van de
juiste pomp, afgestemd op de taak.
Ons streven is algemene kennis te verstrekken over conventionele verwarmingssystemen,
maar er komen ook andere onderwerpen aan bod, zoals vloerverwarmings-,
zonnepaneel- en koelsystemen.
Kijk voor meer informatie op www.lowara.nl of neem contact op met uw lokale
ITT-vertegenwoordiger.
INHOUDSOPGAVE
Een aangenaam binnenklimaat creëren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Basisinformatie pomp. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Het regelen van het debiet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Pompkosten en zorg voor het milieu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Ontwerp leidingsysteem. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Vloerverwarmingssystemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Zonnepaneelsystemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Koelsystemen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Warmwatersystemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Pompen in verwarmings- en koelsystemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
De juiste pompkeuze. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Een aangenaam binnenklimaat creëren
Er zijn verschillende manieren om een aangenaam binnenklimaat
te creëren. In deze brochure worden gesloten verwarmings-/koelsystemen
beschreven waarbij de gewenste
kamertemperatuur wordt gerealiseerd door warm of koud
water via leidingen door het pand te laten circuleren.
Dit soort systemen bestaan normaal gesproken uit een ketel
of een koeler, een leidingsysteem, aansluitingen, een pomp,
verspreiders (bijv. radiatoren) en een regelsysteem. Aangezien
water bij verwarming uitzet, moet het systeem ook zijn
uitgerust met een expansievat, afgestemd op het opvangen
van het variërende watervolume in het systeem.
Het systeem moet over voldoende capaciteit beschikken
om eventuele warmte- en koudeverliezen in het gebouw te
compenseren. Deze verliezen worden met name beïnvloed
door de binnen / buitentemperatuur, de isolatie en de te
verwarmen ruimte in het gebouw.
Vereist debiet bepalen
Het debiet dat nodig is in een verwarmings- / koelsysteem
hangt af van:
– het verschil in temperatuur tussen druk- en retourleiding.
– de warmte-eisen, die gedurende het jaar en de dag
variëren door zowel omstandigheden binnenshuis als
buitenshuis.
In klimaatzones met variërende temperaturen is de maximale
systeemcapaciteit slechts gedurende een zeer korte periode
per jaar nodig (zie het belastingsprofi el). De uit kostenoogpunt
meest effi ciënte manier voor het ondervangen van dergelijke
variaties is het combineren van thermostaatgeregelde
radiatoren en snelheidsgeregelde pompen. Voor het berekenen
van het energieverbruik van een warmtepomp en het
uitvoeren van een LCC-analyse (life cycle cost; levensduurkosten)
kan een belastingsprofi el worden gebruikt.
4
Durchfluss Debiet
100 %
75%
50 %
30 %
0 %
Warmtewinst en -verliezen
in een gebouw
De behoefte aan verwarming en koeling varieert
en het binnenklimaat wordt beïnvloed door allerlei
factoren, zoals de buitentemperatuur, de zon, het
aantal mensen in de ruimte, eventuele warmteverspreiders
(lampen, tv) enz.
19 22 6 3 2
Weken
Belastingsprofi el
Het donkere gebied toont de daadwerkelijke pompbehoefte
gedurende het jaar. Door snelheidsgeregelde
pompen te gebruiken, wordt onnodig pompen voorkomen
en wordt energie bespaard. Dit profi el is
gebaseerd op een gemiddeld verwarmingssysteem in
Noord-Europa. Voor een goede pompeffi ciëntie moet
de werking van de pomp zo goed mogelijk worden
afgestemd op de eisen.

Vereiste opvoerhoogte bepalen
Bij het dimensioneren van een verwarmings- of koelsysteem,
moeten zowel de systeemdruk als de drukverliezen in de
berekening worden meegenomen.
De systeemdruk is het deel van de druk, dat niet wordt
gecreëerd door de pomp. Deze druk ontstaat door het gewicht
van de waterkolom in het systeem en de extra druk door het
expansievat. Als deze druk te laag is, kan het leidingsysteem
geluid maken wat (vooral bij hoge temperaturen) tot cavitatie
in de pomp leidt. Controleer om die reden altijd of de pomp
bestand is tegen de maximale systeemdruk.
De systeemdruk wordt bepaald door
– de hoogte van het gebouw
– de temperatuur van de vloeistof
– de vooraf ingestelde druk in het expansievat
– de vloeistofdichtheid
In een circuitsysteem hoeft de pomp alleen maar de drukverliezen
te ondervangen, omdat er geen geodetische
opvoerhoogte hoeft te worden overwonnen (geodetische
opvoerhoogte = het hoogteverschil tussen het gemiddelde
waterniveau in het leidingsysteem en het hoogste punt in het
systeem). Al het water dat omhoog gaat, stroomt ook weer
naar beneden.
De pomp moet eventuele drukverliezen in het systeem compenseren.
De verliezen hangen af van de grootte en de componenten
in het systeem (zie volgende bladzijde voor de
systeemcurve).
Open en gesloten circuitsystemen
De meeste verwarmings-/koelsystemen zijn zgn. gesloten
circuits, wat betekent dat steeds weer hetzelfde water door
het leidingsysteem stroomt en dat het expansievat onder druk
staat. Een rubber membraan scheidt het gecomprimeerde
gas van het water in het systeem.
Open systemen zijn zeldzaam, maar verdienen de voorkeur als
de warmtebron een ketel op bijvoorbeeld vaste brandstof is. In
dit geval wordt de systeemdruk bepaald door de waterkolom
in het expansievat.
Statisch
druk
systeem
Expansievat
(vat met gecomprimeerd gas)
Doorvoerleiding
Retourleiding
Gesloten circuitsysteem
Dit ontwerp wordt veel in moderne
gebouwen toegepast.
Expansievat
(open atmosferische druk)
Doorvoerleiding
Retourleiding
Open circuitsysteem
Dit ontwerp wordt met name gebruikt bij
ketels op vaste brandstof of vergelijkbare
warmtebronnen.
5

Basisinformatie pomp
De systeemcurve laat de weerstand zien in het leidingsysteem,
d.w.z. alle verliezen in het leidingsysteem.
Aangezien een circulatiesysteem normaal
gesproken een gesloten circuitsysteem is, hoeft er
geen geodetische opvoerhoogte te worden overwonnen,
alleen maar de wrijvingsverliezen. De wrijvingsverliezen
in een leiding nemen in het kwadraat
toe met het toenemen van de snelheid. Dit verklaart
waarom het kiezen van de juiste leiding met de
juiste diameter afgestemd op het debiet zo belangrijk
is.
Reuzenrad
Het principe kan het best
worden geïllustreerd aan
de hand van een reuzenrad.
Als het rad draait, worden
de bakjes die omhoog gaan
in balans gehouden door
de bakjes die naar beneden
gaan. De motor hoeft alleen
de wrijving te overwinnen.
6
H
Opvoerhoogte
3000 tpm
1500 tpm
1000 tpm
Het hydraulische vermogen wordt als
volgt berekend:
Phydr = Q H ρ g
waarbij
Q = het debiet van de pomp
H = de opvoerhoogte van de pomp
ρ = de dichtheid
g = de gravitatieconstante
De resultaten zijn als volgt aan
elkaar gerelateerd:
P1 = P2 P2 = Phydr ηmotor ηhydr waarbij
P1 = voeding
P2 = asvermogen
Phydr = nuttig vermogen (van de pompwaaier
overgebracht op het water)
ηmotor = motor rendement
ηhydr = pomp rendement
Debiet Q
QH-curve
De pompcurve (QH-curve) laat de eigenschappen
van de pomp zien en geeft het
debiet van de pomp aan bij een bepaalde
druk.
Effi ciëntie/benodigd vermogen:
Een andere manier om de
vermogensconcepten met elkaar
te verbinden, is het bekijken van
de vermogensverliezen in de
motor en de pomp.
P 1 P 2 P hydr
P 1
Motor
verliezen
Pomp
verliezen
In een circuitsysteem wordt het gewicht van de stijgende
vloeistof in balans gehouden door de dalende
vloeistof. Om die reden is de geodetische opvoerhoogte
in het gebouw (ongeacht de hoogte ervan)
bij een compleet gevuld systeem nul. De benodigde
pompcapaciteit wordt bepaald door de totale
lengte, de diameter en de installatie van het pompsysteem.
Zie de illustratie van het reuzenrad hieronder.
P 2
P hydr
H
Opvoerhoogte
Pompcurve
Systeemcurve
Bedrijfspunt
Debiet Q
Bedrijfspunt
Het punt waar de pompcurve en de
systeemcurve elkaar kruisen, wordt het
bedrijfspunt genoemd.
Hoeveel vermogen hebt u nodig?
De effi ciëntie-/vermogenseisen geven de
effi ciëntie van de pomp aan, d.w.z. hoe goed
een pompeenheid de elektrische voeding weet
om te zetten in geproduceerd vermogen.

Hoeveel energie gaat er verloren
in het leidingsysteem?
Om een systeemcurve te berekenen, moet u eerst
de wrijvingsverliezen (hf) in het leidingsysteem berekenen.
Deze verliezen treden op bij bochten en in
kleppen (puntverliezen of hfp) en in rechte leidingsegmenten
(hfr). De puntverliezen hangen af van
het aantal bochten en kleppen in het leidingsysteem
en nemen in waarde toe met de vloeistofsnelheid.
Verliezen in rechte leidingsegmenten hangen af van
de vloeistofsnelheid en van, de lengte en de diameter
van de leiding en de gladheid van het oppervlak.
H
Opvoerhoogte
H
Opvoerhoogte
Q1 Q2 =
n1 n2 H1 H2 n 2
n 1
n 2
n2 = ( )
n 1
P1 P2 n 3
1
n2 = (
)
Debiet
Affi nity laws
Met de term affi nity laws (affi niteitswetten) wordt de immer
aanwezige relatie bedoeld tussen draaisnelheid, debiet,
opvoerhoogte en benodigd vermogen. Deze relatie laat direct
zien wat er gebeurt in een systeem als het bedrijfspunt van
bijvoorbeeld snelheidsgeregelde pompsystemen verandert.
n 2
Debiet
Als de pomp op halve snelheid draait:
wordt 50% op het debiet bespaard
wordt 75% op de opvoerhoogte bespaard
wordt maar liefst 87,5% op het energieverbruik
bespaard
Q
Q
H
Opvoerhoogte
Effi ciëntie en het optimale
werkpunt (BEP)
Het optimale werkpunt (best effi ciency point of BEP)
of nominale punt is het punt waarbij het maximale
effi ciëntieniveau wordt bereikt. De effi ciëntiecurve
laat de variatie van de effi ciëntie zien bij verschillende
debieten.
Bij het dimensioneren van de pomp zijn voor het
kosteneffi ciënt pompen twee parameters van essentieel
belang: het vereiste vermogen en het bedrijfspunt
(zie vorige pagina). Dit geldt vooral als de pomp moet
worden afgesteld op verschillende bedrijfspunten,
bijvoorbeeld in het geval van een verwarmingssysteem
dat niet het hele jaar door wordt gebruikt.
Efficiëntiecurve
η
Debiet
Optimaal werkpunt (BEP)
Het BEP wordt vaak met een klein hoekje
in de QH-curve aangegeven.
Onderdelen Drukverlies
Ketel 1 – 5 kPa
Compacte ketel 5 – 15 kPa
Warmtewisselaar 10 – 20 kPa
Warmtemeter 15 – 20 kPa
Waterverwarmer 2 – 10 kPa
Warmtepomp 10 – 20 kPa
Radiator 0,5 kPa
Convector 2 – 20 kPa
Radiatorklep 10 kPa
Regelklep 10 – 20 kPa
Terugslagklep 5 – 10 kPa
Filter (schoon) 15 – 20 kPa
Voorbeeld van de geschatte puntverliezen van onderdelen
in het verwarmingssysteem. Zie de specifi catie
van de fabrikant voor de precieze gegevens.
Q
7

H
Opvoerhoogte
Het regelen van het debiet
De capaciteit van een circulatiesysteem kan op
verschillende manieren worden geregeld, bijvoorbeeld
met snelheidsgeregelde pompen, smoorkleppen,
een omloopsysteem of het verkleinen
van de waaierdiameter.
Snelheidsregeling
Het variëren van de snelheid kan handmatig met
vaste pompen met verschillende snelheden of automatisch
met elektronisch geregelde pompen. Een
snelheidsgeregelde pomp verbruikt niet alleen
minder energie, maar draait ook altijd met een optimale
differentiële druk. Dit minimaliseert lawaai in
het leidingsysteem en verbetert het wooncomfort.
Bij pompen waarvan de snelheid handmatig wordt
bediend, moet het debiet met de hand worden
geregeld door één van de vaste snelheden te kiezen.
Het debiet zal nooit precies aan de eisen voldoen.
Bij een elektronisch geregelde pomp wordt de
snelheid automatisch aangepast aan de benodigde
snelheid om het vereiste debiet te realiseren (variabele
snelheidsregeling). De door de pomp opgewekte
druk wordt continu gecontroleerd en de
pompsnelheid wordt afgestemd op het leveren
van de vereiste druk.
8
Constante druk
Curve pomp
volle snelheid
Debiet Q
Lineair variabele druk
Drukregelcurves
De relatie tussen de verschillende modi bij het regelen van de druk.
H
Opvoerhoogte
Als de vraag toeneemt, zal de druk afnemen,
waarna de pomp ter compensatie de snelheid
zal verhogen. Als de vraag afneemt, zal de druk
toenemen, waarna de pomp de snelheid zal
terugbrengen om de druk op het juiste niveau
te houden.
Er zijn verschillende manieren om de pompen
te regelen:
Een constante druk ( Δ pc ) zorgt ongeacht het
debiet voor een gelijke druk tot aan de maximumsnelheid.
Een lineaire variabele druk ( Δ pv ) levert bij
maximumsnelheid de vooraf ingestelde druk. Als
de snelheid (en het debiet) afnemen, wordt ook de
druk verlaagd. Dit is bedoeld om de curve van het
pompsysteem te simuleren. Bij een laag debiet,
is de drukvraag ook lager.
De volledig variabele druk ( Δ pv ) is gelijk aan de
lineaire met dit verschil dat de druk een tweedegraadscurve
(i.p.v. een lineaire) volgt, waardoor het
energieverbruik nog verder afneemt en beter voldoet
aan de actuele behoefte.
Curve pomp
volle snelheid
Debiet Q
H
Opvoerhoogte
Volledig variabele druk
Curve pomp
volle snelheid
Debiet Q

H
Opvoerhoogte
H
Opvoerhoogte
Andere manieren om het debiet
te regelen
Hieronder volgen enkele andere manieren om
het debiet in uw systeem te regelen, zonder een
snelheidsregelunit te gebruiken. Op die manier
zijn de initiële kosten weliswaar lager, maar het
verlagen van het debiet brengt noch het energieverbruik
noch de levensduurkosten terug.
Smoren van het debiet verandert de verliezen in het
systeem en dus het debiet van de pomp. Bij een laag
debiet produceert de pomp veel onnodige warmte,
wat leidt tot een overmatig energieverbruik (als
getoond in de fi guur hieronder).
Gesloten
terugslagklep Openstaandeterugslagklep
Bedrijfspunt
Debiet Q
Smoren
Als de klep sluit, verschuift het bedrijfspunt
met de systeemcurve langs de pompcurve.
Maximale
waaierdiameter
Gereduceerd
Debiet Q
Kleinere waaierdiameter
Als de waaierdiameter wordt verkleind, verschuift
de curve en wordt het debiet teruggebracht.
In een omloopsysteem draait de pomp altijd
op volle snelheid. Het debiet heeft een omloopcircuit
en wordt geregeld door een deel van het
debiet aan de drukkant van de pomp terug naar
de aanzuigkant te leiden. In sommige koelsystemen
is een omloopcircuit nodig om problemen met de
koeler te voorkomen.
Met een kleinere waaierdiameter nemen zowel
de opvoerhoogte als het debiet in verhouding tot de
verkleining af. Het energieverbruik neemt met een
kleinere waaierdiameter aanzienlijk af, omdat hierop
de affi nity laws van toepassing zijn. Het nadeel t.o.v.
snelheidsregeling is dat het niet mogelijk is om het
debiet in het systeem af te stellen. Als de diameter
eenmaal is bepaald, zal de pomp altijd hetzelfde
vermogen leveren.
Omloopsysteem
Het debiet wordt geregeld via een
omloopcircuit dat direct naar de
aanzuigkant van het systeem loopt.
9

Pompkosten en zorg voor het milieu
De totale pompkosten worden voor het grootste deel al
bepaald in de allereerste fase, d.w.z. de ontwerpfase van
het circulatiesysteem. Intelligent systeem ontwerp kan
helpen de door de pomp te overbruggen weerstand van
onderdelen en wrijving in leidingen te verlagen. Dit brengt
op zijn beurt de benodigde hoeveelheid energie terug om
het water te laten circuleren. Dit is uw allerbeste kans om
de effi ciëntie van de pomp te optimaliseren. Een voorbeeld:
de wrijvingsverliezen nemen in het kwadraat toe
met het toenemen van de snelheid. Dit betekent dat een
leiding met een kleine diameter veel grotere wrijvingsverliezen
zal hebben dan een leiding met een grotere
diameter.
De werkelijke kosten van
te grote pompen
Veel eigenaren en beheerders van gebouwen installeren
te grote pompen “voor het geval dat”. Dit is een bijzonder
dure strategie, omdat dit soort pompen veel meer warmte
en debiet opwekken dan nodig is, zonder dat deze warmte
ten goede komt aan de ruimte. De curve hiernaast laat zien
hoe een debiettoename van 10 % de warmteafgifte
met slechts 2 % laat toenemen. Verdubbeling van het
debiet leidt tot een toename van de warmteafgifte met
slechts 12 %. Het hogere debiet zorgt bovendien voor meer
lawaai in het leidingsysteem. Gelukkig zijn er veel effi ciëntere
oplossingen, zoals verderop wordt getoond.
Minstens zo belangrijk is het feit dat de extra energie voor
het regelen van het binnenklimaat een aanzienlijke invloed
heeft op ons milieu. Maar liefst 30 % van alle in de EU
verbruikte elektriciteit wordt gebruikt door elektromotoren
en miljoenen van deze motoren worden toegepast in
circulatiesystemen. Kijkend naar de korte- en langetermijnbedreigingen
voor ons klimaat, is het enorme
potentieel voor effi ciënt systeem ontwerp en de optimale
pompkeuze nog belangrijker.
Het enige verstandige alternatief:
Levensduurkosten (LCC)
De LCC zijn de totale kosten van een pomp over een tijdsperiode,
waaronder de kosten voor de aanschaf, de installatie,
de inbedrijfname, het stroomverbruik, het in werking
zijn, de stilstandtijd, het onderhoud en de uitbedrijfname.
Er zijn verschillende manieren om de LCC terug te brengen:
10
Warmte Wärme
112 %
100 %
83 %
0 %
LCC
100 %
50 %
Radiatorcurve
De warmteafgifte verhogen door het
debiet te verhogen, is uit kostenoogpunt
geen effi ciënte oplossing.
Electrical
motors:
30 %
Energieverbruik in de EU
30 % van het totale elektriciteitsverbruik
in de EU komt voor rekening van elektromotoren.
Een groot deel van deze motoren
is geïnstalleerd in circulatiesystemen.
Energie
Onderhoud
Aanschaf
50 % 100 % 200 % Q Debiet
Durchfluss
Handbediende
pomp met vaste
snelheden
Electronisch
geregelde pomp met
variabele snelheid
Bespaar geld met een snelheidsregeling
De aanschaf van een pomp zonder een snelheidsregeling
betekent lagere initiële kosten. Als je
echter naar de levensduurkosten kijkt, worden
de voordelen van de snelheidsregeling een stuk
duidelijker. 85 % van de totale kosten over een
periode van 10 jaar kunnen worden herleid naar
het energieverbruik (van een pomp die continu
op volle snelheid draait).

Kosten stroomverbruik terugbrengen
Elektriciteit is de grootste, afzonderlijke kostenpost
gedurende de levensduur van de pomp. De grootste
winst is dus te behalen door het stroomverbruik terug
te dringen:
1. Gebruik pompen met een variabele snelheidsregeling,
aangezien deze tot 70 % minder
energie verbruiken dan niet-geregelde pompen die
continu op volle snelheid draaien. Dit is absoluut
de meest effi ciënte manier om de totale bedrijfs
kosten terug te brengen. De terugverdientijd voor
de investering in een snelheidsregeling is over het
algemeen minder dan 2 jaar.
2. Ga op zoek naar de meest effi ciënte pompen en
motoren. Denk bijvoorbeeld aan EFF1-motoren
(geleverd door ITT). Deze motoren zijn 3 – 5 %
effi ciënter dan EFF2-motoren. Een andere factor
die van vitaal belang is, is de effi ciëntie van het
hydraulische systeem. Dit is vaak nog belangrijker
voor de energie-effi ciëntie dan de pompmotor.
De ITT-experts besteden veel tijd en energie aan
het behouden van hun toppositie op dit gebied,
zowel wat betreft productontwikkeling als
moderne productiemethoden.
3. Stop de pomp als er geen behoefte is aan
verwarmen of koelen.
Installatie- en onderhoudskosten terugbrengen
Door pompen met geïntegreerde regelaars met
variabele toerenregeling, zoals de Hydrovar van
ITT, te gebruiken, zijn de installatie- en onderhoudskosten
lager dan bij een systeem met een aparte variabele
toerentalregeling. Het verschil is dat de geïntegreerde
unit al is uitgevoerd met componenten zoals variabele
toerentalregeling, drukzender, regelsoftware enz.
Bij een variabele toerentalregeling moeten al deze
functies door aparte units worden uitgevoerd, wat de
installatie- en onderhoudsprocedure niet alleen complexer
maar ook duurder maakt.
Onderhoudskosten terugbrengen
Aangezien een snelheidsgeregelde pomp zelden op
volle snelheid zal draaien, is de mechanische stress
van de pomp een stuk lager dan bij volle snelheid. Dit
resulteert in langere onderhoudsintervallen, omdat de
pomp- en motoronderdelen langer meegaan. Door de
pomp uit te schakelen als deze niet nodig is, worden
de onderhoudskosten nog verder teruggebracht.
Lowara Hydrovar – binnen
een jaar break-even
De Lowara Hydrovar-snelheidsregeling bespaart
geld en belast het milieu minder, doordat het
energieverbruik wordt teruggebracht.
Referentie
In dit boek kunt u meer informatie vinden
over het onderwerp. Het boek is het resultaat
van een samenwerking tussen het Hydraulic
Institute en Europump, waarbij ook medewerkers
van ITT zijn betrokken.
11

Ontwerp leidingsysteem
In de allereerste fasen van het ontwerpproces is het
van belang om de potentiële zonering, alternatieve
verwarmings- of koelbronnen en regelstrategieën te
overdenken. Op basis van de verzamelde informatie
over het gebouw moeten de warmteverliezen in
de ruimte worden berekend, moet de vraag van het
warmwatersysteem worden beoordeeld en moet
rekening worden gehouden met uiteenlopende
ventilatieaspecten. Voordat het leidingsysteem kan
worden ontworpen, moet worden bepaald of u de
meest geschikte verspreiders en koppelingen voor
ieder punt hebt gekozen, moet de beste distributielayout
worden bepaald en moet rekening worden
gehouden met alle vereiste balans- en regeleisen.
2-pijps systemen
In een 2-pijps systeem wordt de aanvoerleiding
gebruikt voor de aanvoer van het verwamde of
gekoelde water naar de verspreiders. De retourleiding
wordt gebruikt om het gebruikte water
terug te sturen naar de verwarmer of koeler.
Een groot voordeel van 2-pijps systemen is dat de
waterstroom kan worden gevarieerd en geregeld
zodat pompvermogen kan worden bespaard. Een
ander voordeel is dat alle radiatoren water met
dezelfde temperatuur ontvangen, omdat de aanvoerleiding
het water direct vanuit de ketel aanvoert
(Bij aanvoer vanuit de vorige radiator, gaat wat
warmte verloren en koelt het water iets af).
De condensvaten moeten regelmatig worden
gecontroleerd. Als de vaten open blijven staan,
ontsnapt stoom uit de radiator richting de retourleiding.
Dit voorkomt een effi ciënte warmteafgifte
en kan zelfs de balans in het complete distributiesysteem
verstoren.
Afhankelijk van de verwarmingsbehoefte wordt
een thermostaatklep gebruikt om het debiet door
de radiator te regelen. Als de klep sluit, zal de druk
in het systeem toenemen. Een snelheidsgeregelde
pomp is een goede manier om deze toename te
compenseren.
Oplossingen in grote gebouwen
In hybridesystemen is het principe erop gericht
om een warmtecircuit te creëren met lage verliezen
en aparte verwarmingscircuits met ieder een eigen
pomp. Dergelijke systemen worden gebruikt om
hydronische systemen van elkaar te scheiden. Dit
maakt het makkelijker om bestaande hydronische
systemen uit te breiden, zonder de drukvoorwaar-
12
2-pijps systeem
Het 2-pijps basissysteem maakt het
mogelijk de waterstroom te variëren
en te controleren om pompvermogen
te besparen. Dit systeem distribueert
de warmte nog gelijkmatiger dan een
1-pijps systeem.
den te wijzigen, aangezien de verschillende subsystemen
onafhankelijk van elkaar zijn. Een ander voordeel is het feit dat
sommige ketels gevoelig zijn voor lage temperaturen en een
minimale debietbegrenzer hebben. Om de benodigde tijd om
het water de gewenste temperaturen te laten bereiken zo
klein mogelijk te houden, circuleert het water alleen in het
warmtecircuit met lage verliezen. Als de gewenste temperatuur
is bereikt, opent het radiatorcircuit. De 3-wegklep regelt
het debiet naar het radiatorcircuit (of de circuits) of naar
de ketel. Een andere manier om energie te besparen is het
systeem te vervangen door een smoorsysteem waarbij een
2-wegklep wordt gebruikt in het radiatorcircuit en snelheidsgeregelde
pompen.

2-pijps omgekeerd retoursysteem
Het grootste voordeel van het omgekeerde
retoursysteem is dat het warmteverlies in
alle circuits hetzelfde zal zijn.
2-pijps hybridesysteem
Het grootste voordeel van het hybridesysteem is dat
het primaire warmtecircuit met lage verliezen het eenvoudig
maakt om het systeem uit te breiden. De 3-wegklep sluit en
stuurt water terug in het systeem dat nog warm genoeg is
om de verspreiders op te warmen. De klep opent als het
water opnieuw moet worden verwarmd.
Constant of variabel debiet
De 2-pijps categorie kan worden opgedeeld in systemen met een constant
of variabel debiet en het systeem kan ontwikkeld zijn voor enkele of meerdere
belastingen.
Een 2-pijps systeem voor meerdere belastingen met een constant debiet
maakt een preciezere regeling van de temperatuur mogelijk en de temperatuur
naar iedere spoel blijft hetzelfde. Er kan ook energie worden bespaard door een
variabele snelheid te gebruiken met temperatuur-/differentiaaldruksensoren.
De belangrijkste voordelen van een variabel debiet zijn dat u een kleinere pomp
kunt gebruiken en dat u een betere controle hebt over de temperatuur en de
vochtigheid. Bovendien wordt iedere spoel gevoed met dezelfde temperatuur.
13

Vloerverwarmingssystemen
In een vloerverwarmingssysteem wordt de warmte via de
leidingen afgegeven aan de vloerconstructie. Een dergelijk
systeem kan op zich al voldoende zijn, maar kan ook worden
gecombineerd met normale radiatorverwarming.
Het belangrijkste verschil tussen radiator- en vloerverwarmingsystemen
is de temperatuur van de rondgepompte media.
Radiatorsystemen kunnen bedrijfstemperaturen tot wel 80 ° C
en een verschiltemperatuur van 20 – 40 ° K aan. In een vloerverwarmingssysteem
mag de bedrijfstemperatuur nooit meer
dan 40 ° C bedragen en moet de verschiltemperatuur op 5 – 8 ° K
worden gehouden. Het vloerverwarmingssysteem moet altijd
een mengcircuit hebben, om een te hoge aanvoertemperatuur
te voorkomen.
Een vloerverwarmingssysteem kan op verschillende manieren
worden vormgegeven en iedere fabrikant heeft zijn eigen
richtlijnen die moeten worden gevolgd. Enkele uitgangspunten
zijn echter universeel, zoals:
– Iedere ruimte moet een eigen regelsysteem hebben.
– Alle circuits moeten zo zijn afgesteld, dat het warmteverlies
overal hetzelfde is en de pomp moet worden gespecifi ceerd
en gekozen op basis van het circuit met het hoogste
warmteverlies.
– Een leidingcircuit mag nooit langer zijn dan 120 m.
– Een vloerverwarmingssysteem heeft een hogere pompcapaciteit
nodig dan een radiatorsysteem voor hetzelfde
type gebouw. De reden hiervoor zijn de relatief grote
warmteverliezen en lage verschiltemperatuur in vloerverwarmingssystemen.
Zonnepaneelsystemen
Evenals de hierboven beschreven systemen zijn zonnepaneelsystemen
gebaseerd op water en is een pomp nodig. Deze
systemen werken op een hogere temperatuur die meer varieert
dan normale verwarmingstoepassingen. Aangezien zonnepanelen
op het dak worden geplaatst, is het gebruikelijk een soort antivries
aan het water toe te voegen. De meest gebruikte antivries
is glycol. Het toevoegen van antivries zorgt ervoor dat de dichtheid
en viscositeit van het water toeneemt. Hiermee moet
rekening worden gehouden bij de pompkeuze.
In de nabije toekomst zijn zonnepanelen vooral interessant als
aanvulling op de reguliere watercirculatie systemen.
14
Regelaar
Een vloerverwarmingssysteem
Iedere ruimte heeft zijn eigen regelsysteem nodig
en alle leidingsystemen moeten zo zijn gebalanceerd
dat de warmteverliezen hetzelfde zijn.
Een zonnepaneelsysteem
Het zonnepaneel vormt een aanvulling op de
reguliere warmtebron.

Een koelsystem
Het koelsysteem werkt op dezelfde manier
als een hybride verwarmingssysteem, met
dit verschil dat er koude media in plaats van
warme media worden rondgepompt.
Een warmwatersysteem
Een secundair retoursysteem garandeert
een beter gebruikerscomfort door direct
warm water te leveren.
Koelsystemen
Het ontwerp van een koelsysteem hangt in belangrijke mate
af van de gekozen koudedrager. De verschillende koudedragers
hebben stuk voor stuk een andere dichtheid en creëren
verschillende wrijvingsniveaus in de leidingen. Om die reden moet
u altijd rekening houden met de koudedrager bij het kiezen van
een pomp.
De meest gebruikte koudedragers zijn zoutwateroplossingen
of water met glycol. Naarmate de koudedrager afkoelt, ontstaat
meer wrijving in de leidingen. Hiermee moet rekening worden
gehouden bij het dimensioneren van de pomp. Informatie over
de vereiste pompgrootte voor de verschillende koudedragers is
verkrijgbaar bij de aanschaf van de koudedrager.
Een koelsysteem is normaal gesproken een hybridesysteem.
Koelsystemen hebben vaak een minimumdebiet nodig van bijv.
30% om de kans op ijsvorming te voorkomen. Als de klep sluit,
wordt het warmteverschil over de verdamper teruggebracht.
Dit wordt geregistreerd door een regelaar die de omloopklep
opent om een minimumdebiet aan te houden en om koud
aanvoerwater te mengen met warm retourwater.
Warmwatersystemen
Het opvallendste verschil tussen warmwatersystemen en andere
verwarmingssystemen is het feit dat eerstgenoemde zgn. ”open
systemen” zijn. Om snel warm water aan een willekeurige kraan
in het gebouw te kunnen leveren, wordt het warmwatersysteem
vaak ontworpen als een circuitsysteem met een secundaire retourleiding.
Op deze manier wordt bovendien warm water en dus
energie bespaard.
Het debiet in het retourcircuit is over het algemeen zeer laag,
zodat een kleine pomp al voldoende is. Door een te grote pomp
te kiezen, zal het energieverbruik toenemen en treedt lawaai op
in het systeem door de onnodige hoge watersnelheid.
Gebruik altijd een pomphuis van brons of roestvaststaal om
corrosie te voorkomen. Zoet water, dat altijd aanwezig is in
warmwatercircuits, bevat zuurstof.
15

Pompen in verwarmings- en koelsystemen
In een verwarmings- of koelsysteem wordt een centrifugaalpomp gebruikt
om de vloeistof van de bron naar de verspreiders in het gebouw te verplaatsen
en daarbij de debietweerstand in het leidingsysteem te ondervangen.
De pomp bestaat in essentie uit een pomphuis,
een waaier en een elektromotor.
Pompen met natte rotor
– de goedkope en eenvoudige keuze
In een pomp met “natte rotor” of “canned motor”
circuleert het te verpompen media in de rotorbus waardoor
de motor wordt gekoeld en de lagers worden
gesmeerd. Pompen met natte rotor zijn eenvoudig,
lekken niet en hebben een relatief lage aanschafprijs.
De eindberekening ziet er echter minder gunstig uit,
omdat deze pompen korter meegaan en minder
energiezuinig zijn. Bovendien zijn pompen met een
natte rotor gevoelig voor vuil in de te pompen vloeistof
en zijn ze niet in staat agressieve media te pompen.
Pompen met natte rotor moeten altijd met een horizontaal
geplaatste motoras worden geïnstalleerd. De
motor wordt namelijk gesmeerd door het gepompte
medium en een verticale installatie heeft onvoldoende
smering. Om verstopping te voorkomen moet dit type
pomp bovendien minimaal elke twee weken worden
geactiveerd.
Over het algemeen zijn pompen met natte rotor goedkoper
in aanschaf, maar minder energiezuinig dan
pompen met een droge motor. De EU is een energieclassifi
catiesysteem overeengekomen voor pompen met
natte rotor tot 2,5 kW. Er zijn pompen verkrijgbaar die
aan energieklasse A voldoen, maar deze zijn meestal
duurder.
Droge motor – de uit kostenoogpunt
meest effi ciënte keuze
De motor is een standaard luchtgekoelde IEC-motor
met een verlengde as en direct bevestigde waaier of
met een asstomp en een koppeling of asverlenging.
De pompas is afgedicht met een mechanische afdichting
die bestaat uit twee ringen en een veer die de
ringen tegen elkaar drukt. Een dunne fi lm van water
smeert en koelt de afdichting.
16
Een pomp met natte rotor
Een pomp met droge motor
Stator
Rotorbus
Glijlager
Rotorwiel
Waaier
Pomphuis
Motor
Mechanische
asafdichting
Pomphuis
Waaier

De aanschafprijs van deze pompen is hoger, maar
vergeet niet: de aanschafprijs is normaal gesproken
maar zo’n 5% van de totale levensduurkosten. Droge
motoren zijn energiezuiniger en betrouwbaar en de
lagers gaan langer mee. En aangezien de gepompte
vloeistof niet in de motor komt, is dit ontwerp minder
gevoelig voor vuil en agressieve media.
Over het geheel bezien hebben droge motoren een
robuuster ontwerp en zijn ze beter voor de effi ciëncy
op de lange termijn.
Dubbele pompen – meer dan
een back-upoplossing
Zowel de pompen met natte rotor als pompen met
droge motor zijn verkrijgbaar als dubbele pompen.
In-line pompen zijn normaal gesproken verkrijgbaar
in enkele of dubbele versies.
Oorspronkelijk werden dubbele pompen vooral
gebruikt als back-up in geval de pomp kapot zou gaan.
Tegenwoordig wordt de dubbele versie steeds vaker
gebruikt om de effi ciëncy te verbeteren en de invloed
op het milieu te minimaliseren, omdat de tweede pomp
alleen bij pieken wordt geactiveerd. De huidige kwaliteitspompen
gaan zelden kapot, maar mocht het toch
gebeuren, dan is er altijd een back-up aanwezig. En
hoewel de ene pomp iets meer dan de helft van het
vereiste debiet levert voor het handhaven van het
binnenklimaat op de koudste dagen, is de warmteafgifte
nog steeds voldoende voor 83% van de vraag (zie
de radiatorcurve hieronder). De pompregeling voor
een dubbele pomp wisselt de pompen af, zodat beide
pompen evenveel draaien.
Het is dus mogelijk besparingen te realiseren in vergelijking
met een leidingsysteem met twee enkele pompen.
Voor een dubbele pomp is maar één serie leidingen
nodig, terwijl enkele pompen dubbele leidingen nodig
hebben. Bovendien heeft de dubbele pomp een hogere
capaciteit dan een enkele pomp en kan het systeem
worden bijgewerkt met relatief kleine ingrepen aan
het leidingsysteem.
In koelsystemen of systemen met vloeistoftemperaturen
7,5 kW 70 % 80 %
50 % 100 %
Debiet
Q
Radiatorcurve
Het is mogelijk 83% van de maximale warmteafgifte
te bereiken met slechts één van de pompen.
17

De juiste pompkeuze
Kies pompen op basis van het vereiste debiet en de weerstand
in de leidingen. Kies bij het gebruik van snelheidsgeregelde
pompen altijd een pomp waarvan het bedrijfspunt zo dicht
mogelijk bij het optimale werkpunt ligt. Vaak zijn er meerdere
alternatieven beschikbaar. Houdt als stelregel aan een pomp te
kiezen die binnen ±10% van het optimale werkpunt ligt. Bij het
gebruik van een snelheidsgeregelde pomp moet het bedrijfspunt
altijd binnen 10% van het optimale werkpunt liggen. Op die manier
bent u verzekerd van een voldoende breed debiet om de pomp
af te kunnen stellen. Kies geen te grote pomp – de warmteafgifte
verandert niet noemenswaardig en de pompen verbruiken veel
meer energie. (Zie het radiatordiagram).
In verwarmingssystemen leidt een kapotte pomp tot een minder
comfortabel binnenklimaat. Om die reden is het in grote gebouwen
aan te raden om meerdere pompen te gebruiken in plaats van één
om een back-up en een zeker comfortniveau te hebben in geval
één van de pompen het begeeft. U kunt kiezen uit één pomp die in
staat is om het totale debiet af te handelen en een twee pomp als
back-up, of u laat het volledige debiet afhandelen door meerdere
pompen die allemaal op vol vermogen draaien als daarom wordt
gevraagd.
Software kiezen
Door gekwalifi ceerde pompselectiesoftware te gebruiken, wordt het
bepalen van de meest effi ciënte pomp voor de taak een peuleschil.
Lowara biedt Loop 4U-selectiesoftwarepaketten die zijn afgestemd
op uw specifi eke behoeften. Met deze software kunt u de juiste
pompsysteemspecifi caties berekenen, de beste pompoplossing
bepalen en de vereiste documentatie samenstellen om het systeem
op te bouwen en te onderhouden.
Oude pompen vervangen
Watersnelheid / lawaai in de leidingen kunnen erop duiden dat
de geïnstalleerde pompen moeten worden vervangen. Vraag altijd
of het gebouw sinds de installatie van de oude pomp is aangepast
of gerenoveerd. Zo kunnen bijvoorbeeld nieuwe, beter isolerende
ramen zijn geïnstalleerd. In dat geval is de warmte-eis lager en kan
een kleinere, energiezuiniger pomp worden gebruikt. De motortechniek
kan ook zijn doorontwikkeld, waardoor het vereiste debiet
op een energiezuiniger manier kan worden gerealiseerd. Kijk voor
complete vervangingshandleidingen in de catalogi en op internet.
Oude systemen upgraden
Soms is het upgraden van oude pompen vanuit kostenoogpunt een
betere oplossing dan gewoon vervangen. In dat soort gevallen kunnen
de pompen eenvoudig worden geüpgraded met een elektrische pompregelunit.
Het regelen van de pompsnelheid en terugbrengen van onnodig
pompen bespaart veel geld en ontziet het milieu. Lowara Hydrovar is
een pompregelunit die eenvoudig op oude pompen kan worden gemonteerd.
Deze unit is ideaal voor standaard IEC-motoren en de terugverdientijd
is vaak minder dan 2 jaar.
18
H
Opvoerhoogte
Efficiëntiecurve
η
BEP
±10%
Debiet Q
Optimaal werkpunt (BEP)
Het BEP wordt vaak aangegeven met een
klein hoekje in de QH-curve. Het bedrijfspunt
van de pomp moet zo dicht mogelijk
bij het BEP liggen.
Een upgrade van een oud systeem
De Loware Hydravar is een eenvoudige, kosteneffi -
ciënte manier om een oud systeem te moderniseren.

Lowara-pompen in circulatiesystemen
Type systeem Systeemontwerp TLC TLCB TLCK TLCSOL FLC FC
Verwarmingsinstallaties
ATLC/
ETLC EFLC FCH
Kleine systemen 1-pijps systeem ▲ ●
2-pijps systeem ● ▲
Vloerverwarmingssysteem ● ▲
Ketels op vaste brandstof ● ▲ ●
Zonnepaneelsystemen ▲ ● ●
Geothermische systemen ● ▲ ●
Grote systemen 1-pijps systeem Primaire pompen ● ▲ ▲
Secundaire pompen ▲ ▲ ● ●
2-pijps systeem Primaire pompen ● ▲ ▲
Secundaire pompen ● ● ▲ ▲
Ketels op vaste brandstof ● ● ▲
Ventilatie ▲ ▲ ▲ ● ● ●
Shuntpompen ● ▲ ▲
Warmterecirculatie ▲ ▲ ▲ ● ● ▲
Warmwatercircuits
Kleine systemen Circulatiesysteem ▲ ▲
Grote systemen Circulatiesysteem ▲ ●
Koelsystemen
▲ = Meest geschikt
● = Geschikt
Primaire pompen ● ▲ ● ▲ ▲
Secundaire pompen ● ● ▲
Koeltorens ▲ ●
Koelers ▲ ●
Lowara-pompen in woonhuizen
Voor gebouwen tot een bepaalde grootte worden de volgende pompen aangeraden:
Verwarmings
gebied
Radiatorsysteem Vloerverwarmingssysteem
Standaardpomp Elektronische pomp Standaardpomp Elektronische pomp
80 – 200 m2 Lowara TLC xx-40 Lowara ATLC xx-40 Lowara TLC xx-60 Lowara ATLC xx-60
150 – 200 m2 Lowara TLC xx-40 Lowara ATLC xx-40 Lowara TLC xx-70-Q –
200 – 250 m2 Lowara TLC xx-60 Lowara ATLC xx-60 Lowara TLC xx-80 –
Voor grotere gebouwen zijn complexere systemen nodig en is een grondige analyse nodig
om de beste pompoplossing te bepalen.
19

ITT Lowara, onderdeel van ITT Corporation en hoofdvestiging van “Residential and Commercial Water – EMEA”.
Wereldwijd toonaangevend in het aanbieden van uiterste betrouwbare vloeistofbehandelingsoplossingen voor gebouwentechniek,
irrigatie- en industriële toepassingen. Wij leveren een complete reeks kwalitatief hoogstaande pompen, systeem-
en controlepakketten en zijn gespecialiseerd in de engineering en productie van roestvast stalen producten.
Het hoofdkantoor van ITT Lowara bevindt zich in Vicenza, Italië. Wij zijn wereldwijd actief in meer dan 80 landen en hebben
eigen fabrieken in Italië, Oostenrijk, Polen en Hongarije. Het bedrijf telt 1300 medewerkers en heeft in 2008 een omzet
gegenereerd van meer dan $ 440 miljoen. ITT Lowara is volledig eigendom van ITT Corporation,White Plains, New York,
en is het hoofdkantoor van de divisie “Residential and Commercial Water” van ITT in EMEA. ITT Corporation is een veelzijdig
bedrijf dat in alle zeven werelddelen opereert op het gebied van engineering en geavanceerde technische productie.
Het bedrijf speelt een belangrijke rol op drie vitale markten: Fluid Technology, Defense Electronics & Services en Motion
& Control. ITT Corporation heeft in 2008 een omzet van $ 11,7 miljard behaald.
LOWARA NEDERLAND B.V.
Zandweistraat 22
4181 CG Waardenburg
Tel. (+31) 0418 65 50 60
Fax. (+31) 0418 65 50 61
e-mail: sales.nl@itt.com
http://www.lowara.nl
Voor meer adressen, bezoek
www.lowara.com
cod. 191000078 P 09/09
Lowara behoudt zicht het recht voor om wijzigingen
aan te brengen zonder bericht vooraf.
ITT RESIDENTIAL AND COMMERCIAL WATER DIVISION – EMEA