Duurzame klimaatinstallaties in Etten-Leur Woonbond Kennis- en Adviescentrum 6-11-2015 Siem Goede
Vraagstelling Inventariseren van de WKO-installaties van de complexen Wachter-Valpoort en Contrefort-Chrispijn. Het verzoek is ze zodanig te beschrijven (met foto’s en/of illustraties) dat leken de werking kunnen begrijpen. Het is de bedoeling om de omschrijving(en) te gebruiken op bewonersbijeenkomsten op 18 november en eventueel in de procedure om het in rekening brengen van een warmtewisselaar ongedaan te maken.
Warmte- Koude Opslag (WKO), verwarmen met de zon Een WKO installatie maakt het mogelijk om gebouwen te verwarmen met een groot deel warmte van de zon. De zonnewarmte wordt in de zomer opgevangen en door middel van koeling opgeslagen in grondwaterlagen onder het gebouw. In de winter wordt de opgevangen warmte uit het grondwater omhoog gehaald en weer gebruikt om het gebouw te verwarmen. Om de warmte in de winter geschikt te maken voor verwarming moet deze eerst worden opgewerkt in een soort ‘warmtefabriek’. Behalve warmte voor verwarming van de woningen, wordt hier ook het warm tapwater bereid. Deze fabriekjes bevinden zich in Wachter-Valpoort in de kelder en in Contrefort-Chrispijn op de bovenste verdieping. In dit verslag wordt de installatie van Wachter-Valpoort beschreven. De verwarmingsinstallatie in Contrefort-Chrispijn werkt ongeveer gelijk. Het warm tapwater in Contrefort-Chrispijn wordt iets anders bereid, daarom is dat gedeelte wel apart beschreven.
Principe opbouw Opslagbron, warmtefabriek, woningen, zon
Winterbedrijf
Zomerbedrijf
Verwarming winterbedrijf (zie tekening 1) Uit de warme bron wordt relatief warm grondwater van 13° opgepompt. Via een warmtewisselaar (A) wordt dit overgedragen aan water in het opwerkingssysteem. Een aantal warmtepompen (B) werken de warmte in dit water op, met behulp van toegevoerde elektrische energie, naar een ander watercircuit, de temperatuur wordt dan 41°. Dit water wordt tijdelijk opgeslagen in een boilervat (C). Het vat zit er in om te zorgen dat de warmtepompen rustig door kunnen draaien terwijl de vraag naar verwarming soms een beetje verandert. Uit het boilervat gaat het warme water naar de verdelers (D) en vervolgens naar de vloerverwarming van de appartementen. De hier genoemde temperaturen zijn door mij aangetroffen op 28 oktober, deze kunnen afhankelijk van het seizoen steeds iets anders zijn. Het principe wordt hiermee hopelijk duidelijk.
Verwarming/koeling zomerbedrijf (zie tekening 2) In de zomer worden de warmtepompen niet gebruikt. Met kranen in de verdeler (D) wordt de installatie zo geschakeld dat het koude water uit de warmtewisselaar direct door de vloerverwarming leidingen in de woningen wordt gepompt. Die werken daardoor als koeling. De warmte die aan de woningen wordt onttrokken komt zo in de warme bron terecht. In de winter kan die weer worden gebruikt voor verwarmen. Voor een goede en duurzame werking van het hele systeem is het essentieel dat alle woningen gekoeld worden. Als de koeling niet wordt gebruikt wordt er ook geen warmte voor de winter opgeslagen. Het koelen van de woningen is heel goedkoop. Er is in principe alleen elektriciteit nodig om een paar waterpompen te laten draaien.
Warm tapwater complex Wachter-Valpoort (zie tekening 3) Voor het gebruik van warm tapwater in de woningen, in de douche en in de keuken, moet leidingwater worden verwarmd naar een geschikte temperatuur. In principe is 40°-50° hiervoor voldoende. Om besmetting met Legionella bacterie te voorkomen, moet de temperatuur regelmatig hoger dan 65° worden. In Wachter-Valpoort wordt drinkwater door twee warmtewisselaars (E) gevoerd. In de eerste warmtewisselaar wordt met water uit de warmtepompen de temperatuur verhoogd. Dit is de meest duurzame warmte, dus die wordt eerst gebruikt. De temperatuur van de warmtepompen staat afgesteld op de vloerverwarming en deze is dus niet hoog genoeg voor het warm tapwater. Daarom is er nog een tweede warmte wisselaar waar veel heter water uit een aardgasketel (F) doorheen stroomt. Hiermee wordt het water na verwarmd en daarna opgeslagen in een boilervat (G). Van hieruit wordt het warme tapwater verdeeld naar de woningen.
Warm tapwater complex Contrefort-Chrispijn (zie tekening 4) In Contrefort-Chrispijn wordt het na verwarmen van het drinkwater niet met een gasketel gedaan, maar ook met een warmtepomp. De temperatuur in het boilervat is iets lager dan in WachterValpoort. In het boilervat zit een extra warmtewisselaar waarmee dit vat incidenteel (bijvoorbeeld 1x in de week) kan worden opgestookt tot boven 65°. Dat is voldoende om Legionella besmetting tegen te gaan.
Afleverset In de woning wordt het water voor de vloerverwarming ingevoerd (H). Op de foto zijn drie kranen zicht baar:
Rood Toevoer warm water in winterbedrijf Blauw Toevoer koud water in zomerbedrijf Groen Retourleiding voor het afgekoelde2, of opgewarmde water. Op de retourleiding zit de GJ meter waarmee de afgenomen en geleverde hoeveelheid warmte wordt gemeten. Onderin is de invoer van het warm tapwater te zien. De hoeveelheid afgenomen water wordt gemeten met een watermeter.
Warmtewisselaar Een platenwarmtewisselaar is een specifiek type warmtewisselaar. Een platenwarmtewisselaar bestaat uit een aantal dunne, geribbelde platen. Deze platen worden tegen elkaar aangedrukt in een frame, waarbij de randen van de platen zijn voorzien van een pakking of waarbij de platen aan de randen aan elkaar worden gelast. Op deze manier ontstaan parallelle kanalen tussen de platen. De ene vloeistof wordt door de even kanalen geleid, terwijl de andere vloeistof door de oneven kanalen wordt geleid. Als er een temperatuurverschil bestaat tussen de twee vloeistoffen, zal warmte door de platen heen van de warme vloeistof naar de koudere vloeistof worden overgedragen. (bron: Wikipedia)
Warmtepomp Alle soorten warmtepompen nemen bij lage temperatuur warmte op die bij hoge temperatuur weer wordt afgegeven. Volgens de Tweede Hoofdwet van de thermodynamica gaat dat niet vanzelf, zodat er een of andere vorm van arbeid aan te pas moet komen. De meest voorkomende soorten warmtepompen werken door een vloeistof bij lage temperatuur te laten verdampen en de damp bij hoge temperatuur te laten condenseren. In het eerste geval moet het kookpunt dus worden verlaagd en/of in het tweede geval worden verhoogd. Het kookpunt kan worden verhoogd door de druk te verhogen met een compressor (pomp), aan de andere kant kan het kookpunt weer worden verlaagd door de druk te laten zakken in een smoorventiel. Het geheel van verdampen, comprimeren, condenseren en expanderen vormt een gesloten kringloop voor het rond stromende koudemiddel, de thermodynamische cyclus, maar niet voor de warmte en de arbeid: aan het systeem wordt netto arbeid toegevoerd (in de compressor) en er wordt warmte verplaatst van de verdamper naar de condensor. Er is energie nodig om de lage temperatuur-energie uit de bodem naar een hoger niveau te brengen. Omdat de benodigde energie lager is dan de geleverde energie dragen warmtepompen bij aan een grote vermindering van de CO2-uitstoot. Het rendement van een warmtepomp wordt uitgedrukt in COP (=geleverd energie/gebruikte energie) (bron: Wikipedia)
Foto A, Warmtewisselaar bij bodembronnen
Foto B, Warmtepompen
Foto C, boilervat
Foto D, verdelers
Foto E, warmtewisselaars in warm tapwater bereiding
Foto F, aardgasketel
Foto G, boilervat warm tapwater
Foto H, invoer in de woning.
