xx
Terug naar het begin
HC Groep is al meer dan 100 jaar actief op het gebied van binnenklimaattechniek. De allereerste vorm van binnenklimaattechniek was (natuurlijke) ventilatie. Om te kunnen voldoen aan de wensen om ook de temperatuur te kunnen regelen in gebouwen, zowel voor woningen als voor utiliteitsgebouwen, werd er mechanische koeling en centrale verwarming ontwikkeld.
De eerste vormen van centrale verwarming zijn al rond 1750 geïntroduceerd en werkten op basis van stoom. Rond 1830 werd het warmwatersysteem ontwikkeld, rond 1840 werd het eerste systeem in Nederland geïnstalleerd. Tot aan de eerste wereldoorlog werd centrale verwarming vooral toegepast in openbare gebouwen zoals kantoren, ziekenhuizen en hotels, particuliere toepassingen vond men slechts in villa's en herenhuizen.
De moderne ‘airconditioning’ is begin 20e eeuw uitgevonden door Carrier. Deze systemen kende in eerste instantie industriële toepassingen zoals drukkerijen en textielfabrieken. In 1914 wordt het eerste woonhuis voorzien van airconditioning in Minnesota. In 1926 wordt het T.W. Patterson Building in Fresno, Californië, het eerste (kantoor) gebouw met een koelinstallatie voor meerdere verdiepingen.
Met de introductie van ventilatie, koeling en verwarming in gebouwen ontstond de noodzaak voor het ‘meten’ van de relevante parameters om de verschillende installatieonderdelen te ‘regelen’, de introductie van een nieuw vakgebied, meet- en regeltechniek.
De introductie van regeltechniek
Om de verwamings-, ventilatie- en koelinginstallaties goed en efficiënt te laten werken moeten deze “geregeld” worden. Dit principe noemen we meet- en regeltechniek.
In de basis wordt steeds een bepaalde parameter gemeten, bijvoorbeeld de luchttemperatuur in de ruimte, die vervolgens wordt vergeleken met een preset of een door de gebruiker ingesteld waarde, de zogenaamde gewenste waarde. Bij een verschil tussen de gemeten en de gewenste waarde volgt er een regelactie om het verschil tussen deze twee waarden weer op te heffen. Bijvoorbeeld: er wordt in een ruimte een temperatuur van 22,5 °C gemeten, terwijl de door de gebruiker ingestelde -en daarmee gewenste- waarde 21,5 °C bedraagt. De ruimte is dus 1,0 °C warmer dan gewenst. De regelactie is erop gericht dit verschil op te lossen zodat de ruimtetemperatuur weer 21,5 °C. Dit gebeurt door minder warmte, meer koeling of een combinatie van beide aan de ruimte toe te voegen.
Dit principe kan alleen werken wanneer de te regelen ruimte of zone is uitgevoerd met een zogenaamd naregelsysteem voor ventilatie, warmte en koude. Voorbeelden van deze systemen zijn VAV of Variabel Volume units, plafond inductie units en klimaatplafonds.
Wat zijn digitale (na)regelingen?
De naam naregeling betekent dat de regeling centraal opgewekte energiestromen, ventilatie, warmte en koude in de te regelen ruimte of zone naregelt. Dit gebeurt door de volumestroom van geconditioneerde lucht en warm en koud water te vergroten of te verkleinen, waardoor er minder warmte of koude aan de ruimte wordt toegevoerd. Dit zijn wat we noemen standalone of lokale regelingen. Er is geen communicatie met de centrale installaties die lucht conditioneren en warm en koud water produceren. Beide systemen werken onafhankelijk van elkaar.
Een naregeling bestaat dus uit een temperatuuropnemer (thermostaat), mogelijkheid om gewenste temperatuur in te stellen (thermostaat of centraal) en een regelaar die steeds de gemeten waarde vergelijkt met de gewenste waarde en op basis van een vastgesteld verschil een corrigerende actie initieert (zoals het verder open op dicht sturen van een lucht- of waterklep).
De eerste bekende thermostaat in een uitvinding van de Nederlander Cornelis Drebbel in 1620 waarmee de temperatuur geregeld kon worden in een kippenbroedmachine. In 1830 heeft de Schotse chemicus Andrew Ure de bimetaal thermostaat gepatenteerd voor het regelen van stoomketels. Tenslotte heeft Warren Johnson in 1885 een patent geregistreerd voor de “moderne” thermostaat die meerdere zones tegelijk kon regelen.
Omdat engineers in die tijd nog meer kennis hadden van vloeistofleer dan van elektrotechniek, werkten de eerste regelaars pneumatisch. Alhoewel de pneumatische regelaars zeer betrouwbaar waren heeft de beperkte functionaliteit geleid tot de ontwikkeling van elektronische regelaars en servomotoren. Hiermee kon ook voor het eerst logica in een regeling ingebouwd worden. Eind jaren zeventig van de vorige eeuw had de techniek van klimaatsystemen in gebouwen zich zodanig ontwikkeld dat er behoefte ontstond aan meer complexere regelstrategieën en een integrale werking van de centrale klimaatinstallaties en de naregelingen in de ruimten. Binnen een paar jaar kwamen de eerste programmeerbare DDC regelaars op de markt, waarbij DDC voor Direct Digital Control staat.
DDC regelaars hebben meerdere zogenaamde digitale en analoge in- en uitgangen. Een digitale in- of uitgang verwerkt drie soorten signalen: geen, nul of één. Dit zijn bijvoorbeeld aan/uit, hoog/laag, open/dicht, donker/licht, etc. Een analoge in-of uitgang verwerkt modulerende mA- en V-signalen van specifieke grootheden, zoals temperatuur, relatieve vochtigheid, CO2 concentratie, lichtniveau, vloeistofniveau, etc. Verder zijn DDC regelaars voorzien van software. Elke functionaliteit heeft zijn eigen softwareblok, die het meten en regelen van zowel de naregelingen als de centrale installaties in hoge mate automatiseren. Daarnaast zijn DDC regelaars in staat om via een specifiek protocol met elkaar en met bovenliggende systemen te communiceren (informatie uit te wisselen). Als gevolg hiervan gingen klimaatinstallaties, zowel de centrale installaties als de naregelingen integraal en daardoor veel efficiënter met elkaar samenwerken.
Wat is een gebouwbeheersysteem?
Naast het integraal meten en regelen van de centrale klimaatinstallaties en regelingen in de gebruikersruimten ontstond er steeds meer behoefte om de hele installatie te managen en beheren. Door de komst van DDC regelaars kon er eenvoudig over het hele netwerk worden gecommuniceerd en informatie worden ontsloten en ontstond er een nieuwe systeemhiërarchie.
- Veldniveau (temperatuursensoren, afsluiters, naregelingen, etc.)
- Automatiseringsniveau (regelkasten met centrale regelapparatuur)
- Beheerniveau (GebouwBeheerSysteem of GBS)
Het GebouwBeheerSysteem is een platform om technische installaties in een gebouw te kunnen beheren en bedienen. In het GBS vinden visualisering, bewaking, bediening, evaluatie en analyse plaats, met als doel de volledige installatie te optimaliseren en het energiegebruik te minimaliseren.
In het GBS worden dus alle processen van de klimaatinstallatie gevisualiseerd, zodat in een overzicht de werking en de status is te zien. Verder worden alle (kritische) procesparameters bewaakt en wordt een alarm gegenereerd bij afwijkingen. Vanuit de GBS omgeving kunnen alle installaties worden bediend, bijvoorbeeld processen tijdelijk op handmatige bediening of uitzetten voor testen, onderhoud of het oplossen van een storing. Er worden bedrijfstijden, weekenden, vrije dagen en vakanties ingesteld, zodat installaties alleen werken wanneer dat daadwerkelijk noodzakelijk is. Daarnaast worden ook alle relevante procesparameters gelogd en opgeslagen, waardoor er te allen tijde een evaluatie plaats kan vinden om de installaties verder te optimaliseren of een storing te analyseren.
Een GebouwBeheerSysteem laat installaties optimaal werken, is een integratieplatform naar andere gebouwgebonden systemen en zorgt ervoor dat alle installaties vanuit één punt worden gemanaged en beheerd. Daarnaast is het GBS ook het portaal voor beveiligde toegang tot het internet.
Introductie in Nederland (1984)
Na in 1934 gestart te zijn met het importeren van temperatuurregelingen, heeft HC RT in 1984 de eerste DDC regelaars en het eerste GBS geïntroduceerd, geëngineerd, geïnstalleerd, geïntegreerd en inbedrijfgesteld. Ook dit nieuwe systeem was ontwikkeld en geproduceerd door Barber Colman, was zeer geavanceerd en werd lange tijd beschouwd als de standaard.
De eerste DDC regelaars en het GBS werden geïnstalleerd in het Atrium gebouw aan de Zuidas in Amsterdam. Het originele Atrium is in 1972 gebouwd aan een toen nog helemaal lege Zuidas voor de NMB bank (nu ING). Na het vertrek van de NMB naar het Zandkasteel in Amsterdam Zuidoost werd het gebouw gemoderniseerd tot het Atrium gebouw.
Het gebouw werd niet alleen bouwtechnisch gerenoveerd en geüpgraded maar ook installatietechnisch. HC Groep bedrijven HC RT en Barcol-Air kregen de opdracht voor het leveren en installeren van een compleet VAV (inductie)systeem (een andere innovatie van HC Groep die we in een aparte blog zullen beschrijven) met DDC regeltechniek en een GebouwBeheerSysteem, een noviteit. Het Atrium gebouw is door de tijd steeds verder geëvalueerd en de laatste jaren uitgebreid met een noord- en een zuidtoren. Al die tijd heeft HC RT de regelinstallatie uitgebreid en geüpdated, zodat deze steeds aan de laatste stand van de techniek voldoet, inclusief de uitbreiding met de twee nieuwe torens.
HC Groep is marktleider op het gebied van binnenklimaatetchniek, omdat we al meer dan honderd jaar innoveren en steeds de nieuwste kennis en technologie op de markt introduceren die het welzijn en de prestaties van gebruikers in gebouwen steeds verder verbeteren bij een steeds lager energiegebruik.