6/10/2014
Antwerpen, 8 oktober 2014
Inhoud 1. Toelichting INNERS 2. VLARIO-project in Leuven - Beschrijving van het project 3. Haalbaarheidsstudie en technische randvoorwaarden 4. Concept en plan 5. Overzicht van de werkzaamheden 6. Ecologische impact
1
6/10/2014
• • •
11 Europese partners 6 landen 1 gemeenschappelijk doel
De waterketen te verduurzamen door:
• • •
Energie terug te winnen Hergebruik van energie Energiebesparing
Looptijd: 4-2011 tot 12-2015 Budget: EURO 6.579.208
Waarom dit project? …een paar feiten en cijfers op een rij •
Meer dan 85% van het energiegebruik In de waterketen komt van verwarming van afvalwater
•
Gemeentelijk afvalwater bevat 10x de hoeveelheid energie die nodig is voor de zuivering
•
Slechts 20% van de benodigde energie in de afvalwaterketen is van “teruggewonnen” oorsprong
2
6/10/2014
INNERS; 13 projecten gericht op 1. Onderzoek naar de werking van de waterketen op het gebied van energie 2. Demonstratieprojecten 3. Het beïnvloeden van belanghebbenden 4. Het identificeren van barrières voor innovatieve technieken
Actions
Samenwerken in work packages Energy Balance of the UWC
Thermal energy recovery
Chemical and operat. energy
Enabling implementation
Inventory of data, models for UBC
Compilation of relevant energy data
Benchmark study: operational energy
Disseminate INNERS results to decision makers
Identify lack of data for UWC
Feasibility studies on thermal energy
Feasibility studies for improvement of energy balance
Disseminate technical knowledge to future specialists
Energy balance assessment tool (EBAT)
Implementation of thermal energy systems
Demonstration project on energy neutral WWTP
Study the legal and organisational barriers for implementation
Development of modules for EBAT (EOS / CO2-footprint)
Demonstration project on new sanitation concept
Collecting data for EBAT
Pilot: energy online system (EOS)
3
6/10/2014
A central heating system based on the heath of waste water from public sewers
• Locatie: Monseigneur Van Waeyenberghlaan 12-30, Leuven, België
• Aantal wooneenheden: 93 • Eigenaar: Sociale huisvestingsmaatschappij Dijledal
4
6/10/2014
Betrokken partijen: • Vlario: Bouwheer & coördinator en wetgeving/regelgeving rond rioolwarmte recuperatie uitklaren. Haalbaarheidsstudie Coördinatie werken in het openbaar domein (riolering, pompput en connectie naar de technische ruimte van de appartementsblok) • Dijledal: Eigenaar en bouwheer • Blue Heat: Installateur rioolwarmte recuperatie technologie • Kumpen: Aannemer werken in het openbaar domein
3. Haalbaarheidsstudie De volgende parameters dienen te worden onderzocht: vereiste input voor het project Analyse van het bestaande gebouw Warmtevraag in de winter
5
6/10/2014
3. 1 Analyse bestaand gebouw Gevel appartementsblok Appartementsblokken zijn ingedeeld in blokken J tot A
3. 1 Analyse bestaand gebouw EPB studie – warmtevraag appartementsblok Primary Energy Demand (MWh) Primary Energy Demand - Heating (MWh)
Primary Energy Demand - Sanitary water (MWh)
180
160
159 155
136
140
127 119
120
100 86 80 66 60
42 40
20 20 8
8
8
8
8
9
8
8 0
8
8
8
8
8
0
0 January
February
March
April
May
June
July
August
September
October
November
December
6
6/10/2014
3. 1 Analyse bestaand gebouw Analyse van het gebouw (EPB) en de warmtevraag In verschillende appartementen dienen de radiatoren te worden geherdimensioneerd. Radiatoren dienen voorzien te worden met een thermostatische kraan. Temperatuur niet onder 16° Uniforme verdeling van het stookwater over de verschillende appartementen.
3. 1 Analyse bestaand gebouw Berekening van warmteverliezen per appartement (kW)
Buiten temperatuur = -10°C J
I 5,6 4,3 4,3 4,3 4,5 5,5
5,7 4,0 4,0 4,0 4,0 5,8
H 4,6 3,6 3,6 3,6 3,8 4,8
5,4 3,9 3,9 3,9 5,5
G 5,6 4,3 4,3 4,3 4,5 6,1
6,4 5,9 5,5 5,5 6,4 7,2
F 5,3 4,5 4,5 4,5 4,8 6,1
5,2 4,4 4,4 4,4 4,4 6,2
E 5,0 4,2 4,2 4,2 4,5 5,3
4,8 4,0 4,0 4,0 4,0 7,3
D 4,8 4,0 4,0 4,0 5,8
4,8 4,1 4,1 4,1 5,8
C 4,5 3,9 3,9 3,9 5,4
4,7 5,7 5,3 5,9 5,6
B 6,2 7,3
6,2 6,6
A 6,2 7,2
5,5 6,0
5,4 6,4
6,9 7,4
7
6/10/2014
3. 1 Analyse bestaand gebouw Geïnstalleerd vermogen aan radiatoren [kW]
Regime 80°C/60°C J
I 8,1 6,5 6,5 6,5 6,7 7,4
H
7,5 5,9 5,9 5,9 5,9 7,8
6,5 5,3 5,3 5,3 5,5 5,6
G 8,8 6,8 6,8 6,8 6,8 7,2
7,2 5,8 5,8 5,8 6,8
8,5 8,1 7,7 7,7 8,2 8,4
F 8,7 6,8 6,8 6,8 7,0 7,9
7,7 5,9 5,9 5,9 5,9 7,6
E 6,8 6,2 6,2 6,2 6,2 6,7
7,5 5,9 5,9 5,9 5,9 7,3
D 6,0 6,2 6,2 6,2 6,4
7,6 5,7 5,7 5,7 6,3
C 7,2 5,7 5,7 5,7 7,2
7,6 8,1 7,6 8,1 6,9
B
A
9,158 10,442 8,919 9,213 7,846 10,452 8,984 8,350 8,488 7,726 7,965 9,387
3. 1 Analyse bestaand gebouw Verhouding Warmteverliezen/Geïnstalleerd vermogen J
I 0,685 0,654 0,654 0,654 0,674 0,745
0,761 0,688 0,688 0,688 0,688 0,745
H 0,698 0,676 0,676 0,676 0,696 0,864
0,756 0,674 0,674 0,674 0,804
G 0,636 0,626 0,626 0,626 0,666 0,840
0,755 0,733 0,719 0,719 0,788 0,859
F 0,611 0,666 0,666 0,666 0,688 0,773
0,674 0,750 0,750 0,750 0,750 0,815
E 0,733 0,674 0,674 0,674 0,719 0,795
0,634 0,678 0,678 0,678 0,678 1,011
D 0,793 0,652 0,652 0,652 0,907
0,636 0,709 0,709 0,709 0,924
C 0,621 0,677 0,677 0,677 0,756
0,624 0,707 0,704 0,722 0,809
B
A
0,673 0,592 0,691 0,600 0,690 0,664 0,812 0,791 0,845 0,770 0,809 0,784
8
6/10/2014
3. 1 Analyse bestaand gebouw Extra te installeren vermogen aan radiatoren = Grotere radiatoren plaatsen J
I 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,6
H
0,8 0,0 0,0 0,0 0,0 0,6
0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,4
G 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,6
0,6 0,0 0,0 0,0 1,2
0,8 0,4 0,4 0,4 1,2 2,0
F 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,0
E
0,0 0,6 0,6 0,6 0,6 1,4
0,4 0,0 0,0 0,0 0,2 1,0
0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 3,4
D 1,0 0,0 0,0 0,0 2,0
0,0 0,2 0,2 0,2 2,2
C 0,0 0,0 0,0 0,0 0,6
0,0 0,2 0,2 0,4 1,2
B 0,0 1,6
0,0 1,2
A 0,0 1,8
0,0 0,8
0,0 1,4
0,0 1,2
3. 1 Analyse bestaand gebouw Nieuwe verhouding Warmteverliezen/Geïnstalleerd vermogen = Homogeen
J
•
Verhouding max. 0,7
•
Een homogene verhouding optimaliseert de aansturing van de stooktemperatuur op basis van de retourtemperatuur
I 0,685 0,654 0,654 0,654 0,674 0,689
0,687 0,688 0,688 0,688 0,688 0,691
H 0,698 0,676 0,676 0,676 0,696 0,691
0,697 0,674 0,674 0,674 0,683
G 0,636 0,626 0,626 0,626 0,666 0,688
0,690 0,698 0,683 0,683 0,687 0,694
F 0,611 0,666 0,666 0,666 0,688 0,686
0,674 0,681 0,681 0,681 0,681 0,688
E 0,692 0,674 0,674 0,674 0,697 0,692
0,634 0,678 0,678 0,678 0,678 0,689
D 0,680 0,652 0,652 0,652 0,690
0,636 0,685 0,685 0,685 0,685
C 0,621 0,677 0,677 0,677 0,697
0,624 0,689 0,686 0,688 0,689
B
A
0,673 0,592 0,691 0,600 0,690 0,664 0,689 0,692 0,697 0,698 0,688 0,696
9
6/10/2014
3. 2 Rioolwarmte recuperatie
Meetresultaten in openbare riolering 1. Beschikbare warmte Waterhoogte: 2 tot 22 cm Gemiddelde: 5 cm Snelheid: 0,25 tot 2,5 m/s Gemiddelde: 0,44 m/s Debiet: 4,6 upto > 100 m³/h Gemiddelde: 45 m³/h of 12l/s Temperatuur: 15,2 tot 22,5 °C Gemiddelde: 19,4 °C
3. 2 Rioolwarmte recuperatie Debiet [m³/h] 120
100
80 19/jun 20/jun 21/jun 60
22/jun 23/jun 24/jun 25/jun
40
26/jun 27/jun
20
0
10
6/10/2014
3. 2 Rioolwarmte recuperatie
Waterhoogte (m) 0,16
0,14
0,12
0,10
19/jun 20/jun 21/jun
0,08
22/jun 23/jun 24/jun
0,06
25/jun 26/jun 27/jun
0,04
0,02
0,00
3. 2 Rioolwarmte recuperatie
Stroomsnelheid (m/s) 1,80
1,60
1,40
1,20 19/jun 20/jun 1,00
21/jun 22/jun
0,80
23/jun 24/jun 25/jun
0,60
26/jun 27/jun
0,40
0,20
0,00
11
6/10/2014
3. 2 Rioolwarmte recuperatie
Watertemperatuur(°C) 25,00
20,00
15,00
19/jun 20/jun 21/jun 22/jun 23/jun 24/jun
10,00
25/jun 26/jun 27/jun
5,00
0,00
4. Concept en plan: Pompput op openbaar domein (naast riolering) Gefilterd rioolwatercircuit naar warmtewisselaar stookplaats 250 kW warmtepomp met een 45°C stooklijn (max. 55°C) Bestaand verwarmingssysteem (op mazout) is vervangen door back-upsystem (500 kW gascondensatieketels, kan autonoom functioneren) Toevoeging warmtebuffer (exact volume tbd) Herdimensioneren van verschillende radiatoren Mininum temperatuur in de appartementen = 16°C
12
6/10/2014
4. Concept en plan: Conclusies haalbaarheidsstudie Technical realisatie Concept en plan : Pompput in openbaar domein- KLIP
Gas
Middenspanning
Laagspanning
Telenet
4. Concept en plan: Technical Technische realization realisatie Technische realisatie Concept en plan van aanpak: onttrekken rioolwarmte
• Vermogen 250 kW: gemoduleerd in 4 vermogenstappen • Ontwerpefficiëntie: COP = 4,5 (Regime 45-35°C) • Opgenomen debiet uit de riolering: Q = 45 m³/h • Temperatuursdaling = 4,5°C (wanneer de warmtepomp op vol vermogen draait) • Gemiddelde jaartemperatuur = 15°C
13
6/10/2014
• Wat: Rioolwarmte recuperatie • PID – Installatie
4. Concept en plan: 2D inplanting van de warmterecuperatie installatie in de technische ruimte
14
6/10/2014
4. Concept en plan: Technical realisatie 3D inplanting van de warmterecuperatie installatie in de technische ruimte
5. Overzicht van de werkzaamheden
• Afzinken pompput in het openbaar domein
15
6/10/2014
5. Overzicht van de werkzaamheden
5. Overzicht van de werkzaamheden
Aansluiting persleidingen technisch lokaal
Aansluiting retourleiding op bestaande put
16
6/10/2014
5. Overzicht van de werkzaamheden
Wateropvangbak met rooster
6. Ecologische impact • Voeding warmtepompen met groene energie geen CO2 uitstoot voor het deel van de jaarlijkse warmtevraag die ingevuld wordt door rioolwarmte. • Hoeveel % van de jaarlijkse warmtevraag effectief ingevuld zal worden door rioolwarmte – afhankelijk van de duur en strengheid van de winter resultaten uit de monitoring Verwachtingen: minimum 50-60% is. De overige 40-50% zal door de gascondensatieketel geleverd worden
17
6/10/2014
Heat recovery from public sewage to heat a residential building (BE) Wendy Francken Antwerpen, 8 oktober 2014
18
