BKU 2
Mladen Tubin 19017014
Igor Ostrowski 19122268
Onderhoud en
kostencalculatie
Inhoud
Inleiding ........................................................................................................................................................... 2
1
1.1
1.2
1.3
1.4
Probleem- en doelstelling ................................................................................................................... 3
Probleemstelling ........................................................................................................................................3
Doelstelling ................................................................................................................................................3
Plan van Aanpak .........................................................................................................................................3
Afbakening .................................................................................................................................................3
2
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
Systeembeschrijving en vaststellen systeemgrenzen .......................................................................... 4
Systeembeschrijving ..................................................................................................................................4
Vaststellen systeemgrenzen ......................................................................................................................5
Specificaties installatie ...............................................................................................................................5
Gedrag ........................................................................................................................................................5
Operationele context .................................................................................................................................6
3
3.1
3.2
Hiërarchische decompositie d.m.v. het hamburgermodel ................................................................... 7
Het hamburgermodel.................................................................................................................................7
Functionele specificaties ............................................................................................................................7
4
4.1
4.2
Failure Mode Effect & Criticality Analysis ........................................................................................... 8
FMECA uitwerking ......................................................................................................................................8
FMECA tabel ...............................................................................................................................................9
5
5.1
FTA ................................................................................................................................................... 11
Kriticiteitsmatrix .......................................................................................................................................12
6
Taakselectie ...................................................................................................................................... 13
7
Basis onderhoudsplan ....................................................................................................................... 15
8
Kostencalculatie ............................................................................................................................... 17
9
Literatuurlijst .................................................................................................................................... 18
1
Inleiding
Tegenwoordig kijkt men naar onderhoud meer als kosten besparing dan daadwerkelijke kosten. Het doel is om
de functionaliteit van een systeem zo lang mogelijk op hoge waardes te houden. Dit kan oor middel van
verschillende soorten onderhoud.
In dit rapport wordt een basisonderhoudsplan opgesteld voor een klimaatinstallatie van een filmhuis. Als eerste
wordt gekeken naar de functies van het systeem en vervolgens wordt deze nader m.b.t. functies en
componenten. Verder in het rapport wordt zowel FMECA, FTA en de kriticiteitsmatrix ingezet om beter begrip
te krijgen van het systeem en mogelijke storingen. Ook geeft dit een beeld van de kriticiteit van de storingen
en dus ook hun belang in het systeem.
Op basis hiervan wordt worde de onderhoudstaken bepaald en hieruit volgt het basisonderhoudsplan. Met een
aantal inschattingen wordt ook bepaald wat de mogelijke kosten zijn van het uitvoeren van bepaalde
onderhoudsactiviteiten.
2
1 Probleem- en doelstelling
1.1 Probleemstelling
Voor een filmhuis met een klimaatinstallatie ‘Verwarmde/gekoelde ventilatielucht, koeling d.m.v.
koelconvectoren’ (ISSO-publicatie 43, 1998) dient een basisonderhoudsplan opgesteld te worden. Dit
om de functionaliteit van de gehele installatie op hoog niveau te houden op een langer termijn. Ook
moet worden achterhaald welke risico’s er spelen en wat de daaraan verbonden kosten zijn. Dit zal
gedaan worden met behulp van faalanalyses, kostencalculatie en juiste taakselectie van de
onderhoudstaken.
1.2 Doelstelling
Het doel van dit rapport is om een klimaatinstallatie in stand te houden d.m.v. het opstellen van een
basis onderhoudsplan met in achtneming van de mogelijke storingen, de kansen daarop en de
mogelijke affecten. Verder moet worden achterhaald wat de mogelijke kosten van het onderhoud zijn
en hoe veel tijd in beslag de reparaties nemen.
1.3 Plan van Aanpak
Om de waarde van de installatie te behouden en de bedrijfszekerheid hoog te houden moet het falen
van de installatie tot het minimum beperkt worden. Dit wordt gedaan door het onderzoeken van de
normen, vaststellen van de kosten, berekenen van de onderhoudstijd en vaststellen van de
onderhoudsvormen.
1.4 Afbakening
De randvoorwaarden geven weer wat betrokken wordt van de installatie bij het opstellen van dit
rapport. Daarnaast worden bepaalde waardes vastgesteld die functioneren als de
standaard/gemiddelde omgeving waarin de installatie zich bevind en functioneert.
Randvoorwaarden:
- De koel- en verwarmingsbatterij, bevochter, ventilator en reiniger zijn de onderdelen van de
installatie die betrokken worden in rapport;
- De luchtbehandelingskast staat op het dak;
- Gemiddelde buitentemperatuur is 10oC;
- Gemiddelde binnentemperatuur is 20oC;
- De weersomstandigheden zijn droog, lage stofgehalte in de lucht, lage luchtvochtigheid (max.
20%) en windsnelheden rond de 5 m/s.
Factoren die invloed hebben op de installatie, zoals extreme temperaturen/weersomstandigheden (zie
paragraaf 3.2 voor meer info), het niet goed installeren van de installatie, wijzigingen brengen aan de
installatie en andere menselijke beïnvloedingen worden beschouwd als externe factoren en worden
niet meegerekend in de afbakening.
3
2 Systeembeschrijving en vaststellen
systeemgrenzen
2.1 Systeembeschrijving
Figuur 1 VOEG JE BESCHRIJVING TOE
De lucht B gaat via een buitenluchtrooster de installatie in. Een geluiddemper zorgt voor isolatie van
de thermische ruimte tegen het geluid. De kleppensectie zorgt voor de juiste volumestroom van de
lucht in de installatie. De lucht wordt door middel van een luchtfilter gefiltreerd/opgeschoond. Dit zorgt
ervoor dat er geen verontreinigingen in de thermische ruimte geventileerd worden. Een warmtewiel
stuurt warme of koude lucht uit de afzuiglucht naar de toevoerlucht toe (afhankelijk of het systeem
verwarmd of koelt).
Wanneer er sprake is van verwarming wordt de ketel ingeschakeld. De ketel verwarmt het water dat
door de toe- en afvoerleidingen stroomt tussen de ketel en de verwarmingsbatterij. Het warme water
verwarmd de lucht in de verwarmingsbatterij. Vanzelfsprekend blijft de koelmachine uitgeschakeld.
Hierdoor beïnvloed de koelbatterij de temperatuur van de verwarmde lucht niet.
Als er sprake is van verkoeling dan wordt de koelmachine ingeschakeld. De koelmachine verkoelt het
water dat door de toe- en afvoerleidingen stroomt tussen de koelmachine en de koelbatterij. De
koelmachine verkoeld de doorstromende lucht door middel van het koude water. Omdat er wordt
gekoeld blijft de ketel uitgeschakeld. Dit zorgt ervoor dat het gekoelde lucht niet beïnvloed wordt door
de verwarmingsmachine. Ook wordt het koude water door middel van gekoeldwaterleidingen naar de
koelconvector getransporteerd. Een koelconvector is op een plafond aangebracht element dat op
convectieve wijze koelt met water als energiedrager.
Nadat de lucht is verwarmd of gekoeld stroomt het door een druppelvanger en bevochtiger. Verwarmd
lucht wordt bevochtigd door middel van een waterverdamper en wordt niet beïnvloed door de
4
druppelvanger. Bij koude lucht wordt de druppelvanger gebruikt om het ventilatiesysteem tegen vocht
te beschermen. De bevochtiger wordt bij koude lucht niet ingeschakeld.
De toevoerventilator zuigt de lucht aan en transporteert het via het toevoerkanaal naar de
luchtinblaasrooster. Daarbij passeert het lucht een geluiddemper. De luchtinblaasrooster stelt in staat
dat de warme of koude lucht de thermische ruimte kan bereiken.
Wordt de lucht te koud of te warm dan wordt het via een afzuigkanaal afgezogen uit de thermische
ruimte door middel van een afzuigventilator. Ook hier passeert de afgezogen lucht een geluiddemper.
Het lucht wordt na het passeren van de ventilator gefiltreerd. Dit is noodzakelijk zodat het warmtewiel
(dat na de luchtfilter komt) schone warme en koude lucht kan aansturen naar de aanvoersectie van de
installatie. Door de gebruikte lucht als het ware te “recyclen” hoeft er minder lucht aan- en afgezogen
te worden in de aanvoer- en afvoersectie. De hoeveelheid gerecyclede lucht heeft dus ook invloed op
de volumestroom (dat geregeld wordt door de kleppensectie) van de lucht in de aanvoer- en
afvoersectie.
De overige lucht dat uit de kleppensectie stroomt (dus niet werd gerecycled) passeert nog een laatste
geluiddemper en verlaat via het buitenluchtrooster de installatie. De lucht dat de installatie verlaat
wordt aangegeven met A.
2.2 Vaststellen systeemgrenzen
Het totale systeemgrens beperkt zich tot het behandelen van lucht volgens de gestelde
randvoorwaarden en het onderhouden van de installatie. Invloeden die niet binnen de
randvoorwaarden gesteld zijn en voor een lagere luchtkwaliteit zorgen dan is toegestaan, zoals extra
ramen en deuren of meer personen per ruimte dan is toegestaan/aangeven, worden niet
meegerekend in dit rapport.
2.3 Specificaties installatie
FUNCTIE
OPLOSSING
GEDRAG
Lucht reinigen
Luchtreiniger
Lucth verontreinigen d.m.v een
filter in de reiniger
Lucht doorvoeren
Ventilator
Lucht aanvoeren en afvoeren
Lucht bevochtigen
Bevochtiger
Lucht vochtiger maken d.m.v.
waterdamp
Lucht verwarmen
Verwarmingsbatterij
Water verwarmen d.m.v. ketel
Lucht koelen
Koelbatterij
Water koelen d.m.v.
koelmachine
2.4 Gedrag
Gedurende warme dagen werkt het system harder om de ruimtes te koelen dan tijdens normale
(gemiddelde) dagen in Nederland. Dit zorgt voor een grotere energieverbruik en vermogen vraag van
de koelmachine en de koelbatterij, terwijl de ketel en de verwarmingsbatterij minder tot geen gedrag
vertonen gedurende deze periode.
Koudere dagen, meestal tijdens de winter, vragen juist meer van de ketel en de verwarmingsbatterij
terwijl de koelmachine en koelbatterij juist minder tot geen gedrag vertonen.
Extreem lage en/of hoge temperaturen kunnen zorgen voor een vertraging van de koeling/verwarming
van de ruimtes. In de zomer kan dit vaker voorkomen dan tijdens de winter, aangezien er relatief meer
extreme afwijkingen zijn in de temperaturen tijdens warme dagen dan tijdens koude dagen (in de
zomer is de temperatuur eerder te hoog, dan in de winter de temperatuur te laag/lager dan normal).
Daarnaast is het logisch dat het systeem overdag meer vermogen en energie verbruikt dan ‘s nachts
en meer energie en vermogen verbruikt wanneer er meer mensen aanwezig zijn in de ruimtes.
5
2.5 Operationele context
De installatie kan het beste op het dak geplaats worden. Dit zorgt voor een minimale geluidshinder.
Daarnaast wordt de filter niet direct naar de ‘hemel’ gericht, maar onder een hoek geplaats zodat er
minder vervuiling de installatie binnen stroomt.
Voldoende ruimte om de installatie heen maakt het ook gemakkelijker om het systeem te installeren.
Als laatste is het aantrekkelijker om het systeem zo te installeren dat onderhoud relatief makkelijk te
verrichten is. Dit zorgt op zijn beurt voor lagere en kortere onderhoudstiid en kosten.
6
3 Hiërarchische decompositie d.m.v. het
hamburgermodel
3.1 Het hamburgermodel
Het hamburgermodel geeft de functies, eisen en oplossingen (realisatie van de functie en eisen) weer
van de klimaatinstallatie. Daarnaast rangschikt het de hoofd- en deelfuncties van de klimaatinstallatie.
Figuur 2 Hiërarchische decompositie door middel van het hamburger model
3.2 Functionele specificaties
De installatie voldoet aan de volgende voorwaarden:
- Het moet kunnen functioneren bij temperaturen tussen de -15oC en +35OC (temperaturen die
daar boven of onder vallen worden beschouwd als extreme temperaturen en
weersomstandigheden);
- De luchtstroomsnelheid ligt tussen de 4m/s - 6 m/s;
- De luchtvochtigheid ligt tussen de 40% - 60%;
- De ruimtes moeten binnen anderhalf uur de gewenste temperatuur bereiken (20oC);
- Het systeem moet minimale geluidshinder produceren.
7
4 Failure Mode Effect & Criticality Analysis
4.1 FMECA uitwerking
Voor het maken van een FMECA is het hamburgermodel uit de vorige hoofdstuk geraadpleegd. In dit
model zijn de namen van de componenten van de installatie te zien, maar ook de functies daarvan.
Zowel de componenten als functies worden in het FMECA gebruikt. Voor elk functie dient een
gebruikstoestand bepaald te worden, In welk context wordt dit component gebruikt?
Voor elk functie dient bepaald te worden wat de mogelijke gevolgen zijn van het falen. Deze worden
verder in het tabel beoordeeld op basis van mogelijke ernst. Naast de gevolgen moeten ook de
oorzaken worden benoemd, wat zou dus een mogelijke oorzaak zijn van het falen van een onderdeel
van een installatie. Sommige storingen kunnen tijdig worden aangegeven door middel van monitoring.
Hiervoor worden verschillende detectie methodes gebruikt. Deze komen terug in het FMECA.
Verder moet in acht genomen worden wat de mogelijke effecten van het falen zijn. Dit zowel op het
systeem zelf als het subsysteem.
Uiteindelijk wordt bekeken wat de faalkansen zijn, wat de mogelijke ernst ervan is en de tijdig
detecteerbaarheid. Deze worden volgens het volgende structuur bepaald:
Faalkans
0
=
10
=
is de kans dat er een afwijking optreedt
onmogelijk
zeker
Detectiekans
0
=
10
=
is de kans dat een storing tijdig wordt opgemerkt
gemakkelijk en op tijd te detecteren
onmogelijk om op tijd te detecteren
Ernst
0
10
de ernst van de gevolgen
geen effect of probleem
ernstig letsel
=
=
Tenslotte worden mogelijke aanpassingen aan het ontwerp voorgesteld om de kansen op falen te
verlagen.
8
4.2 FMECA tabel
Hieronder is het uitgewerkte FMECA tabel te zien:
Tabel 1 FMECA gemaakt voor een klimaat installatie gebaseerd op gegevens uit de vorige hoofdstuk
9
Tabel 2 FMECA gemaakt voor een klimaat installatie gebaseerd op gegevens uit de vorige hoofdstuk
10
5 FTA
Figuur 3 FTA klimaatinstallatie
11
5.1 Kriticiteitsmatrix
Uit een FMECA kan een kriticiteitsmatrix gemaakt worden. Deze verhelpt het opmerken van storingen
waar meer rekening mee gehouden moet worden.
Onderaan de pagina is de kriticiteitsmatrix te zien. De mogelijk storingen werden volgens de volgende
waardes verdeeld:
Y - as E – ernst van de gevolgen
1. Geen/minimaal effect op de prestaties
2. Degradatie van de functionele opbrengsten van één onderdeel
3. Ernstige afname in functionaliteit
4. Compleet verlies van het systeem
X - as F – Waarschijnlijkheid van falen
1. Zeer lage waarschijnlijkheid
2. Lage waarschijnlijkheid
3. Gemiddelde waarschijnlijkheid
4. Kleine waarschijnlijkheid
Tabel 3 Kriticiteitsmatrix op basis van het FMECA
12
6 Taakselectie
De onderstaande tabel is samengesteld door de taakselectie te raadplegen uit het boek Asset
management en onderhoud pg. 47, Figuur 7.2 Taakselectie.
ONDERDELEN
Ventilator
Koelbatterij
Verwarmingsbatterij
Reiniger
Bevochtiger
Stroomuitval
ONDERHOUDSTAKEN
GAO
Visuele inspectie
TAO
Visuele inspectie & controle hard- en software
TAO
Visuele inspectie & controle hard- en software
TAO
Visuele inspectie & controle sensoren
TAO
Visuele inspectie & controle hard- en software
SAO
Visuele inspectie
Tabel 4 Basis onderhoudstaken op basis van het taakselectie schema
Ventilator:
V: Hoge prioriteit? A: Ja
V: Voorkomen stroring of aanpassen machine mogelijk? A: Ja
V: Afwegen voor- en nadelen voorkomen/aanpassen? A: Nee
V: Stijgende storingsgraad? A: Ja
V: Langzame stijging? A: Ja
V: Afwegen voor- en nadelen GAO? A: OK
GAO uitvoeren
Koelbatterij:
V: Hoge prioriteit? A: Ja
V: Voorkomen stroring of aanpassen machine mogelijk? A: Ja
V: Afwegen voor- en nadelen voorkomen/aanpassen? A: Nee
V: Stijgende storingsgraad? A: Ja
V: Langzame stijging? A: nee
V: Conditie detecteerbaar? A: Ja
V: Afwegen voor- en nadelen TAO? A: Ja
TAO uitvoeren
Verwarmingsbatterij:
V: Hoge prioriteit? A: Ja
V: Voorkomen stroring of aanpassen machine mogelijk? A: Ja
V: Afwegen voor- en nadelen voorkomen/aanpassen? A: Nee
13
V: Stijgende storingsgraad? A: OK
V: Langzame stijging? A: nee
V: Conditie detecteerbaar? A: Ja
V: Afwegen voor- en nadelen TAO? A: OK
TAO uitvoeren
Reiniger:
V: Hoge prioriteit? A: Ja
V: Voorkomen stroring of aanpassen machine mogelijk? A: Ja
V: Afwegen voor- en nadelen voorkomen/aanpassen? A: Nee
V: Stijgende storingsgraad? A: Ja
V: Langzame stijging? A: nee
V: Conditie detecteerbaar? A: Ja
V: Afwegen voor- en nadelen TAO? A: OK
TAO uitvoeren
Bevochtiger:
V: Hoge prioriteit? A: Ja
V: Voorkomen stroring of aanpassen machine mogelijk? A: Ja
V: Afwegen voor- en nadelen voorkomen/aanpassen? A: Nee
V: Stijgende storingsgraad? A: Ja
V: Langzame stijging? A: nee
V: Conditie detecteerbaar? A: Ja
V: Afwegen voor- en nadelen TAO? A: OK
TAO uitvoeren
Stroomuitval:
V: Hoge prioriteit? A: Nee
V: Afwegen voor- en nadelen SAO? A: OK
SAO uitvoeren
14
7 Basis onderhoudsplan
Het basis onderhoudsplan gaat dieper in op de onderhoud van de installatie. Er wordt besproken
welke onderdelen onderhoud nodig hebben en wat daar bij betrokken raakt. Elk van de onderstaande
onderdelen zijn deel van de componenten die opgenoemd zijn in de taakselectie in het vorige
hoofdstuk. De onderhoudstaken die gebruikt worden zijn vandaar hetzelfde als die uit de taakselectie,
want de onderdelen die deel uitmaken van dit onderhoudsplan zijn afkomstig van de onderdelen uit de
taakselectie.
De waaier komt uit de ventilator. Hier wordt meestal gelet op de bladen van de waaier en of er geen
slijtage plaats vind. Slijtage aan de bladen zou een verlies in de luchtstroom kunnen veroorzaken, wat
ervoor zorgt dat er meer energie en vermogen van de installatie kan worden gevraagd dan nodig is.
De stopbus is afkomstig uit de pomp die zowel in de ketel als in het koelelement voorkomt. Dit zijn op
de beurt weer onderdelen die de koelbatterij en verwarmingsbatterij ondersteunen. Een lekkende
stopbus kan zorgen voor een slechtere prestatie van de pomp die het warme en koude water pompt
naar de koel- en verwarmingsbatterij.
Een warmtewisselaar en ketel zorgen voor het warme en koude water in de installatie. De koel- en
verwarmingsbatterij pompen het water rond dat opgewarmd en/of afgekoeld wordt in de
warmtewisselaar en ketel. Mochten die kapot/defect raken dan kan dat zorgen voor onjuiste
verwarming en koeling van de ruimtes in de filmhuis. Daarnaast kan de schade over de tijd snel groter
worden als het verlies in rendement wordt genegeerd.
De filter is het belangrijkste onderdeel van de reiniger. Het zorgt voor het opvangen en scheiden van
verontreinigingen in lucht die de installatie in stroomt. Als de filter verstopt raakt of zelfs beschadigd
raakt, dan kan dat leiden tot een luchtkwaliteit dat niet voldoet aan de gestelde norm. Dit kan op zijn
beurt weer gezondheidsrisico’s opleveren voor de mensen die in zich in het filmhuis bevinden.
Assen/koppelingen en lagers komen vooral voor in de pompen en de ventilator. Dergelijke onderdelen
hebben altijd een norm voor de trillingen die vertoond mogen worden wanneer het systeem draait.
Wanneer de trillingen de norm overschrijden dan kan dit tot beschadiging leiden aan de onderdelen
zelf. Dit kan op den beurt weer de prestatie van de onderdelen beïnvloeden. Bij de ventilator zal dit
leiden tot een lagere luchtstroom en bij de pompen kan de volumestroom van het water verminderd
worden.
Als laatste kan nog altijd stroomuitval een probleem zijn. Dit kan zo simpel als kortsluiting zijn of een
blokkade in het elektrisch systeem. Meestal zijn zulke gevallen niet te voorspellen.
FM (failure mode)
waaier slijt
Herstelactie
GAO
Frequentie
Wekelijks
tijd
1,0
uur
door wie
W-monteur
stopbus lekt
TAO
dagelijks
0.5
uur
W-monteur
warmtewisselaar
kapot/defect
TAO
per 6
maanden
1,0
uur
W-monteur
/loodgieter
verwarmingselement
(ketel) kapot/defect
TAO
per 6
maanden
W-monteur
/loodgieter
filter kapot/verstopt
TAO
maandelijks
0,5
1,0
uur
0.5
uur
as/
koppeling trilt
TAO
dagelijks
per 6
maanden
0,25
–
0,5
uur
W-monteur
W-monteur
wat (norm)
volumestroom moet
binnen 10% van de
gevraagde/gestelde
waarde blijven
bij druppels
repareren
condensatie/zweten
mag
rendement moet
boeven de 85%
blijven
Rendement moet
boven de 85%
blijven
luchtkwaliteit moet
voldoen aan NENEN-ISO 16890
objecten boven de
5 mm verwijderen
trillingsniveau
minder dan 0.5
m/s2
15
lager trilt
TAO
per 6
maanden
stroomuitval
SAO
-
0,25
–
0,5
uur
-
W-monteur
trillingsniveau
niveau minder dan
0.25 m/s2
E-monteur
-
16
8 Kostencalculatie
Om functionaliteit van het kilmaatinstallatie te waarborgen wordt de onderhoud uitgevoerd. Voor het
uitvoeren van de onderhoudstaken heeft men niet alleen de juiste onderdelen nodig, maar ook moet gedacht
worden aan de monteur. Op basis van het boven opgestelde onderhoudsplan worden de kosten voor het
uitvoeren van de onderhoudsactiviteiten berekend.
Ieder maand wordt het systeem door de monteur gecontroleerd. Per visite is de monteur drie uur bezig.
Daarnaast is de verwachting dat bij een op drie visites daadwerkelijk een reparatie nodig is (uurloon monteur =
€40). Hierdoor ligt het systeem drie uur lang stil. Mocht de filmhuiseigenaar in die tijd het gebouw sluiten, dan
wordt door de DownTime verloren winst €3000, waarbij:
Prijs ticket
Max. aantal bezoekers per voorstelling
Duur voorstelling
Duur onderhoud
€15
100
1,5 uur
3 uur
€15 x 100 x 3/1,5 = €3000
Daarnaast worden de reserveonderdelen de onderhoudsmonteur. Deze zal over de benodigde onderdelen
beschikken op momenten van nood. De staat van de luchtfilters dient wekelijks te worden gecontroleerd. Dit
ter controle van stofophoping. Deze taak kan door een van de medewerkers van het filmhuis worden
uitgevoerd.
FM (failure mode)
Frequentie
Kosten
Slijtage Waaier
Lekkage Stopbus
warmtewisselaar kapot/defect
verwarmingselement (ketel)
kapot/defect
filter kapot/verstopt
Wekelijks
Maandelijks
per 6 maanden
per 6 maanden
±€650
±€150
±€750
±€1000
System
Down
3 uur
2 uur
3 uur
4 uur
maandelijks
±€450
3 uur
as/ koppeling trilt
dagelijks
per 6 maanden
per 6 maanden
-
±€600
2 uur
±€500
±€1500/h
2 uur
-
lager trilt
stroomuitval
Tabel 5 Kostenschatting op basis van het onderhoudsplan
17
9 Literatuurlijst
https://www.rivm.nl/bibliotheek/rapporten/609021071.pdf
18