2‐2‐2015
Themabijeenkomst BodemenergieNL
BEHEER & ONDERHOUD Samenhang bovengrond en ondergrond
Themabijeenkomst BodemenergieNL ‐ 4 december 2014
Even voorstellen • Techniplan Adviseurs bv raadgevend ingenieursbureau; Installaties en Energie & Milieu ongeveer 40 fte focus op praktische, effectieve en duurzame oplossingen
• Rik Molenaar specialist bodemenergie docent BodemenergieNL (basiscursus en specialisatie bovengrond) materiedeskundige / auditor BRL 6000:21
Themabijeenkomst BodemenergieNL ‐ 4 december 2014
1
2‐2‐2015
Inhoud • Wat is beheer en onderhoud? – BRL 11000 en BRL 6000:21 – Doel en werkzaamheden
• Samenhang onder‐ en bovengrond – Temperaturen bron en gebouw – Voorraadbeheer – Waterverplaatsing – Maastoren Rotterdam Themabijeenkomst BodemenergieNL ‐ 4 december 2014
Beoordelingsrichtlijnen • BRL 11000 en protocol 11001 Ontwerp, realisatie en beheer van het ondergrondse deel van bodemenergiesystemen
• BRL 6000:21 Ontwerpen, installeren en beheren van energiecentrales van bodemenergiesystemen
individuele woningen (klein)
overig (groot)
Themabijeenkomst BodemenergieNL ‐ 4 december 2014
2
2‐2‐2015
Beheer en onderhoud • Doel: het bodemenergiesysteem langdurig binnen de ontwerpspecificaties laten functioneren • Eindverantwoordelijkheid bij vergunninghouder / eigenaar • Beheerder is niet (altijd) de onderhoudspartij Themabijeenkomst BodemenergieNL ‐ 4 december 2014
Beheer en onderhoud Beheer
Onderhoud
• Opstellen beheer‐ en onderhoudsplan • Eerste beoordeling • Laten uitvoeren van onderhoud en reparaties • Monitoring en registratie • Voldoen aan vergunningseisen
• preventief onderhoud (controleren, meten, visuele inspectie, vervanings‐ onderhoud, logboek bijhouden, etc.) • correctief onderhoud (oplossingen storingen, oorzaak analyse, etc.)
Themabijeenkomst BodemenergieNL ‐ 4 december 2014
3
2‐2‐2015
Samenhang onder‐ en bovengrond • voorraadbeheer • temperaturen gebouw en bron • waterverplaatsing Q = m * C * ∆T Q = Warmtehoeveelheid m = massa C = Soortelijke warmte ∆T = temperatuursverandering
Q (∆)T m
[J] [kg] [J/kg∙K] [K of C]
Themabijeenkomst BodemenergieNL ‐ 4 december 2014
Temperaturen bron en gebouw • winter – vollastbedrijf • consequenties uitgeputte warme bron? • consequenties setpointverstelling CV? LBK cv‐ketel
EWP
14°C
E 6°C 15°C
50°C
55°C
40°C
7°C E
Aquifer
Themabijeenkomst BodemenergieNL ‐ 4 december 2014
4
2‐2‐2015
Uitgeputte warme bron • winter – vollastbedrijf • consequenties uitgeputte warme bron? LBK cv‐ketel
EWP
14°C
E 6°C 15°C
50°C
55°C
40°C
7°C E
Aquifer
Themabijeenkomst BodemenergieNL ‐ 4 december 2014
Uitgeputte warme bron • warme bron = 11˚C (grondwatertemperatuur) • maximaal 50% warmtepomp vermogen • te lage temperatuur naar gebouw comfortklachten LBK
cv‐ketel
EWP
14°C 10°C
E 6°C
11°C 15°C
45°C
50°C
40°C
7°C E
Aquifer
Themabijeenkomst BodemenergieNL ‐ 4 december 2014
5
2‐2‐2015
Setpointverstelling aanvoertemperatuur CV • aanvoertemperatuur 65˚C i.p.v. 55˚C • retourtemperatuur stijgt, te hoog voor WP • CV‐ketel neemt verwarming over energiekosten en comfortklachten LBK cv‐ketel
EWP
14°C
E 6°C 15°C
50°C
65°C 55°C
50°C
7°C E
Aquifer
Themabijeenkomst BodemenergieNL ‐ 4 december 2014
Temperaturen bron en gebouw • zomer – vollastbedrijf • consequenties uitgeputte koude bron? • consequenties retourtemperatuur GKW? LBK
10°C
18°C 17°C
9°C
Aquifer
Themabijeenkomst BodemenergieNL ‐ 4 december 2014
6
2‐2‐2015
uitgeputte koude bron • maximaal 75% koelvermogen uit bron • te hoge temperatuur naar gebouw comfortklachten LBK
10°C 12°C
18°C 9°C 11°C
17°C
Aquifer
Themabijeenkomst BodemenergieNL ‐ 4 december 2014
Waterverplaatsing • waarom maximale waterverplaatsing? • waarom overschrijding? – retourtemperatuur GKW uit gebouw – onbalans bronnen – debietregeling bron (flow/flow, temperatuurgestuurd)
LBK
10°C
18°C 17°C
9°C
Aquifer
Themabijeenkomst BodemenergieNL ‐ 4 december 2014
7
2‐2‐2015
Debietregeling • temperatuurgestuurd zonder flow/flow‐ beveiliging • uitgeputte koude bron • verkeerde laadtemperatuur warme bron • te veel waterverplaatsing LBK
10°C 12°C
25%
100% 17°C 13°C
18°C 9°C 11°C
Aquifer
Themabijeenkomst BodemenergieNL ‐ 4 december 2014
Voorraadbeheer • waarom thermische balans? – vergunningseis? na 1 juli 2013 koudeoverschot toegestaan – technisch functioneren
• waarom moeilijk voorspelbaar? – afhankelijk van energievraag gebouw (gebouwgebruik, klimaat, etc.) – afhankelijk van prestaties installatie Themabijeenkomst BodemenergieNL ‐ 4 december 2014
8
2‐2‐2015
Energievraag gebouw Gebouw • • • • •
Bodemenergiesysteem
10.000 m² BVO kantoor nieuwbouw (goed geisoleerd) 40% glas / warmtewiel gebruik: 5 dgn / 8:00 ‐18:00 IWP (70% NVO):
Maximaal debiet: 50 m3/h Winter: 15˚C / 7˚C Zomer: 9˚C / 17˚C warmtelevering: 210 MWh koudelevering: 140 MWh Balans bronnen: 70 MWh warmtetekort • Droge koeler: 200 kW • SPF: 4,5
• • • • • •
– personen 10 W/m² NVO‐ 30% – apparatuur 15 W/m² NVO ‐ 20% – verlichting 10 W/m² NVO ‐ 55%
• verwarming: 470 kW / 300 MWh • koeling: 630 kW / 150 MWh
Themabijeenkomst BodemenergieNL ‐ 4 december 2014
Energievraag gebouw onbalans
warmte/koude
SPF
Basis
80 MWh
warmtetekort
4,5
Personen 30% 50%
40 MWh
warmtetekort
5,0
Apparatuur 20% 40%
15 MWh
warmtetekort
5,4
40 MWh
warmtetekort
5,0
100 MWh
koudetekort
6,1
Verlichting 55% 80% Nieuwe werken: personen 15 W/m² NVO‐ 50% apparatuur 20 W/m² NVO – 40%
MER/SER koeling – 20 kW (100%) Gebruik: 5 dgn / 6:00 ‐21:00 Klimaatjaar ‘64/’65 Luchtdichtheid (geen nieuwbouw)
100 MWh
koudetekort
6,4
90 MWh
warmtetekort
4,5
150 MWh
warmtetekort
4,0
500 MWh
warmtetekort
3,3
Themabijeenkomst BodemenergieNL ‐ 4 december 2014
9
2‐2‐2015
Regeneratie • Met regenerator: – Droge koeler / energydak / oppervlaktewater
• Regeltechnisch: – Warmteterugwinning LBK aan/uit – Vb. school: koelen in zomervakantie
• Met ‘pieklast’ opwekkers: – CV‐ketel / koelmachine Themabijeenkomst BodemenergieNL ‐ 4 december 2014
Maastoren Rotterdam Grondwater 15oC
3%
• • Koude‐invang in 3 maanden: 1.500 MWh (80 m3/h Maaswater, 750 kW) • 75% elektraverbruik door warmtepompen (monovalent systeem) • Deellastrendement warmtepomp(en)
Electricity use ‐ Simulation 2010 1%
1%
2%
1%
3% 6%
4%
3%
76%
Heat pumps (WP)
Pump CV transport
Pump GKW transport
Pump aquifer warm
Pump aquifer cold
Pump WP condensor
Pump WP evaporator
Pump loading aquifer
Pump Maas water
Pump Maas water building
Themabijeenkomst BodemenergieNL ‐ 4 december 2014
10
2‐2‐2015
Maastoren Rotterdam
Themabijeenkomst BodemenergieNL ‐ 4 december 2014
Conclusie • Samenhang boven‐ en ondergrond tijdens exploitatie: – Q = m * C * ∆T – (Energievraag) gebouw zeer bepalend voor waterverplaatsing, onbalans en SPF – Oplossingen (in beheersfase): regeltechniek / inregelen / setpointverstellingen / regeneratie
Themabijeenkomst BodemenergieNL ‐ 4 december 2014
11
2‐2‐2015
Bedankt voor uw aandacht Zijn er nog vragen?
Themabijeenkomst BodemenergieNL ‐ 4 december 2014
12