Gered door innovatie
Jarenlange uitbreiding van het Ziekenhuis Ludmillenstift heeft ertoe geleid dat het HVAC-systeem het niet meer aankon. De introductie van Belimo Energy Valves™ heeft het waterdebiet van het verwarmingsnetwerk aanzienlijk verminderd. Dit zorgt voor slimme, transparante en energie-efficiënte lastafhankelijke verwarmings- en koelsystemen, waarbij het comfort wordt verbeterd en het energieverbruik stabiel blijft.
Het Ziekenhuis Ludmillenstift bevindt zich in Meppen, een stad in Nedersaksen (Duitsland). Dit grote multidisciplinaire ziekenhuis vormt de belangrijkste pijler van een uitgebreid gezondheidsnetwerk en kan bogen op meer dan 160 jaar zorgverlening in de regio Emsland. Het ziekenhuis is trots op het uitzonderlijke niveau van zorg voor zijn patiënten, ondersteund door een moderne infrastructuur en state-of-the-art medische technologie, met inbegrip van geavanceerde diagnostische en therapeutische expertise en andere gespecialiseerde services.
| Instelling: Ziekenhuis Ludmillenstift | Ziekenhuispatiënten: 20.000 per jaar |
| Locatie: Meppen (Duitsland) | Ambulante patiënten: 150.000 per jaar |
| Geopend: 1851 | Bedden: 420 |
Koude ruimten en moedige pogingen
Technologie speelt ook een belangrijke rol bij het waarborgen van functionaliteit, comfort, veiligheid en rendement van de gebouwen die deel uitmaken van de infrastructuur van het ziekenhuis. De patiëntvraag en gespecialiseerde voorzieningen zijn in de loop der jaren echter gegroeid tot boven de capaciteit, en meerdere uitbreidings- en renovatieprogramma's hebben geleid tot grote uitdagingen met betrekking tot de controle en het onderhoud van het hydronische distributiesysteem.
Het kan een uitdaging zijn om te zorgen voor een goed uitgebalanceerd HVAC-systeem in complexen met meerdere gebouwen, zoals ziekenhuizen. Dit was zeker het geval toen de situatie een hoogtepunt bereikte, waarbij veel medewerkers klaagden over koude kamers en zones in de wintermaanden. Het facilitaire managementteam van het Ludmillenstift was zich ervan bewust dat bepaalde delen van het terrein regelmatig te weinig warm water kregen en zag in dat de hydronica van de verwarmingsinstallatie moeite had om de comfortniveaus te beheren en te monitoren.
Het team ondernam moedige pogingen om de situatie te verbeteren door de temperatuur van de verwarmingsketel drastisch te verhogen, waarbij alle pompen werden ingesteld op vollast. Dit gaf echter maar beperkt succes: de klachten hielden aan en het overmatig pompen en genereren van extra stoomenergie leidde tot een enorme toename van de kosten, zodat het ziekenhuisbudget onder grote druk kwam te staan. Toen besloot het Ludmillenstift de hulp van experts in te roepen – in de vorm van het bedrijf G.U.T. August Brötje KG – om uit te zoeken wat de hoofdoorzaak was van het probleem en om een geschikte oplossing te bepalen.
Fluctuerende warmteaanvoer
De technici van August Brötje KG bekeken de reeds bestaande systeemtekeningen van de verwarmingsvoorziening en besloten dat alleen een centrale afstemming van de subverdeelstukken de hydronische problemen zou oplossen. Vervolgens voerden zij een uitgebreide evaluatie van het HVAC-systeem van het gebouw uit, waarin diverse tekortkomingen en knelpunten werden vastgesteld. De temperaturen die werden gemeten aan de hydronische schakelaar, waren bijvoorbeeld 90/86 °C (194/187 °F), en de warmtevoorziening van de afzonderlijke substations fluctueerde, waardoor de warmtevoorziening willekeurig was. Het gebrek aan warm water dat de warmtewisselaars bereikte, leidde er ook herhaaldelijk toe dat het ventilatiesysteem in de winter door het vorstbeschermingssysteem werd uitgeschakeld, wat vooral in de operatiezalen voor problemen zorgde. Over het algemeen was de verwarmingsinstallatie niet in hetzelfde tempo gemoderniseerd als de rest van het ziekenhuis.
Om de enorm hoge verwarmingsketeldebieten en systeemretourtemperaturen gedurende het hele jaar aan te pakken, moest Peter Meier, controls expert
bij August Brötje KG, de langetermijnomvang van het verbeteringsproject definiëren; dit omvatte de volgende specificaties:
– Alle verwarmingsverdeelstukken moeten op hun nominale debiet worden afgesteld om ervoor te zorgen dat alleen de exacte hoeveelheid water wordt aangevoerd die nodig is voor de hydronische inregeling.
– De momenteel benodigde thermische energie moet worden geregistreerd en gekwantificeerd bij de respectieve distributievoedingen.
– De retourtemperatuur van het systeem moet worden beperkt om het rendement van de energieconversie van de warmteterugwinning naar de verwarmingsketel te verbeteren (en als voorbereiding voor later
gepland gebruik van een gecombineerde warmte-/voedingseenheid).
– Het debiet door de gehele installatie moet lastafhankelijk zijn om ervoor te zorgen dat het systeem efficiënt kan worden bediend, en dat de maximale hoeveelheid water niet permanent door de gebouwen wordt gepompt.
Gered door innovatie
Belimo had Peter Meier al laten kennismaken met zijn nieuwste innovatie – de Belimo Energy Valve™ – en dit leek de ideale oplossing voor het complex van het Ziekenhuis Ludmillenstift. Deze elektronische regelkogelkraan combineert drukonafhankelijke aansturing, debiet- en energiemetingen, automatische hydronische inregeling en datamonitoring, allemaal in één apparaat. Door voortdurend het waterdebiet en de temperatuur van de aanvoer en retour (temperatuursverschil) te meten, bepaalt de Belimo Energy Valve™ de thermische energie die wordt verbruikt. De automatische debietregelingsfunctie zorgt er vervolgens voor dat uitsluitend de benodigde hoeveelheid energie wordt aangevoerd, ongeacht fluctuaties van de Delta-P (verschildruk).
De Belimo Energy Valves™ werden van februari tot en met maart getest en bleken een compleet succes te zijn bij de heersende weersomstandigheden met temperaturen die tot -12 °C (10 °F) bedroegen. Ze regelden en bewaakten dynamisch alle hydronische verdeelcircuits door continu het debiet en de watertemperaturen te meten, vanaf het allereerste moment dat ze in bedrijf werden gesteld. Problemen met de verwarmingsvoorziening waren eindelijk gelokaliseerd en opgelost. Vanaf dat moment werden alle kamers en zones die op verdeelstuk 1 waren aangesloten, voorzien van precies het juiste volume en het juiste debiet van het water dat werkelijk nodig was voor verwarmingsdoeleinden. Hierdoor werd de hoeveelheid water die het ziekenhuis moest aanvoeren aanzienlijk verminderd. De gegevens die de Belimo Energy Valves™ hebben gemeten en geregistreerd, hebben ook een diepgaand beeld opgeleverd van wat er werkelijk in het systeem gebeurde; dit heeft geleid tot aanbevelingen voor verdere potentiële verbeteringen van de energie-efficiëntie.
De energierapporten die automatisch door de Belimo Energy Valves™ worden gegenereerd, worden door het Ludmillenstift erg gewaardeerd omdat ze een transparant beeld geven van het debiet, de temperatuur en de algemene prestaties van de warmtewisselaar. Een bijkomend voordeel is dat het ziekenhuis de gegevens van de warmwaterbereiding nu gebruikt voor de verplichte rapportage aan de gezondheidsautoriteit.
Het Ziekenhuis Ludmillenstift handhaafde het comfort en het energieverbruik in 2020 op het niveau van 2013/2014, ondanks het feit dat het vloeroppervlak ondertussen met 40 procent was uitgebreid.
De succesvolle voltooiing, de informatieve resultaten en de transparantie van de gegevens van de testfase toonden aan dat de Belimo Energy Valves™ perfect geschikt zouden zijn voor het volledige HVAC-systeem in het ziekenhuis, met inbegrip van andere toepassingsgebieden waar thermische energie en volumestroom moesten worden bewaakt en geregistreerd.
Combineer energiemeting en -beheer, gecertificeerde energiemeting en -facturering
De Belimo Energy Valve™ brengt energiemeting, energiebeheer, de Delta T-manager en indien nodig IoT-gebaseerde facturering samen in één apparaat. De reeks biedt een naadloze en directe integratie in het gebouwbeheersysteem of op IoT gebaseerde bewakingsplatforms, samen met op IoT gebaseerde bewaking, tools voor prestatieverbetering en factureringsgegevens. De twee aparte werelden van "energiebeheer" en "gecertificeerde thermische-energiemeting en -facturering" worden nu verenigd. Door prestatiegerichte functies samen te brengen, bespaart u tijd en geld.
Bekroond met het Solar Impulse Efficient Solution Label
De Solar Impulse Foundation heeft een portfolio van 1000 innovatieve oplossingen opgesteld die voldoen aan hoge eisen op het gebied van duurzaamheid en winstgevendheid. We zijn er trots op dat wij u kunnen meedelen dat de Belimo Energy Valve™ is geselecteerd als een van de 1000 oplossingen en het Solar Impulse Efficient Solution Label heeft gekregen.
De Belimo Energy Valve™ stapsgewijs instellen
De Belimo Energy Valve™ kan op diverse manieren worden geconfigureerd. Volg deze reeks van video's met stapsgewijze instructies zodat u de Energy Valve kunt instellen op basis van de informatie die u beschikbaar hebt. Deze interactieve video's omvatten een beslissingsondersteunende tool die alle opstellings- en configuratie-opties behandelt, terwijl rekening wordt gehouden met mogelijke onbekende factoren zoals het debiet van de uitvoering of het vereiste minimumtemperatuurverschil.
Modulair ontwerp voor een snelle vervanging van meters
De thermische energiemeter van de Energy Valve bestaat uit een sensormodule, aangesloten temperatuursensoren en bevat bemetering en logische functies. Datacommunicatie via bus en NFC. De sensormodule is beschikbaar als reserveonderdeel. Sommige landen vereisen periodieke vervanging voor herkalibratie volgens de nationale voorschriften. De logische module kan worden losgekoppeld van de sensormodule (waarbij alle kabels aangesloten blijven), zodat de onderste sensormodule gemakkelijk kan worden vervangen.