Energiebesparing door variabel debiet

Energiebesparing door variabel debiet Resultaten onderzoeksproject VALID Studiedag 9 september 2010

Studiedag VALID 09.09.2010

KdG - Energie & Duurzame Ontwikkeling

1

www.en-do.be

Energiebesparing door variabel debiet

Opportuniteit van variabel debiet doelstellingen van het onderzoeksproject „VALID‟ Eddy Janssen Studiedag VALID 09.09.2010

Eddy Janssen


www.en-do.be

2

E&DO | Situering VALID | Opportuniteiten | Constraints | Doelstellingen


Eddy Janssen


www.en-do.be

3



Eddy Janssen


www.en-do.be

4



Eddy Janssen


www.en-do.be

5



Eddy Janssen


www.en-do.be

6



Eddy Janssen


www.en-do.be

7


Onderzoeksgroep E&DO -

Luc Mertens (docent, onderzoekscoördinator M-EM)

-

Eddy Janssen (docent, leider onderzoeksgroep E&DO)

-

Roel Vandenbulcke (doctorandus,VALID)

-

Ward Denckens (onderzoeker VALID)

-

Gunter Helms (onderzoeker VALID)

-

Jan Van de Paer (docent, onderzoeker)

-

Havid El Khaoui (onderzoeker)


Eddy Janssen


www.en-do.be

8


Expertise en onderzoeksdomein SCHOORSTEEN (7%) 50°C TURBOKOELING (3%)

32°C 30°C

40°C OLIEKOELING (4%)

ROOKGASCONDENSOR (8%)

LUCHTINLAAT 35°C

120°C WATERKOELING (24%)

82°C 70°C

ROOKGASKOELER (18%) 77°C

BRANDSTOF 450 - 500°C V ~E=400 35%

ROOKGASSEN MOTOR

1% STRALING

WKK

HVAC

Indirecte koeling

Thermische zonne-energie


Eddy Janssen


www.en-do.be

9


Expertise en onderzoeksdomein Warmtetransport door vloeistofcirculatie

WKK

HVAC

Indirecte koeling

Thermische zonne-energie


Eddy Janssen


www.en-do.be

10


Expertise en onderzoeksdomein Warmtetransport door vloeistofcirculatie TETRA

UA-RIOFI

TETRA

TETRA

SIS

Phase Separator

VALID

Thermal Grid

REG

REG

2008-2010

2010-2013

expansie en afscheiding

afscheiding

2004-2006

2010-2011

KMO-innovatie

, contractonderzoek en advies


Eddy Janssen


www.en-do.be

11


TETRA: TEchnologieTRAnsfer

VALID Definitie:

(VAriabel debiet VALIDeren, 2008-2010)

debiet aanpassen aan behoeften

Doel: energiebesparing

Methode:

1. 2.

circulatiepompen warmte- of koude-opwekking

simulatie, labotests, veldonderzoek  conceptevaluatie


Eddy Janssen


www.en-do.be

12


1. Situering: gebouwen, processen Efficiëntie globaal te bekijken : • pompenergie • productie (thermisch)

+

-

• interactie tussen debiet en productierendement


Eddy Janssen


www.en-do.be

13


1. Situering Ontwerp voor vollastcondities, maar:

• gebouwen:

- dag/nacht-regime - buitentemperatuur • processen: - productieschommelingen - voorzien op mogelijke uitbreiding Studiedag VALID 09.09.2010

Eddy Janssen


www.en-do.be

14


1. Situering Efficiëntie in deellast onvoldoende: • verwarming:

- energiekost pomp relatief groot - ongewenste fenomenen in deellast (mengpunten…)

• koeling: - energiekost pomp groot (kleine ΔT)

- pompenergie verhoogt warmtelast Studiedag VALID 09.09.2010

Eddy Janssen


www.en-do.be

15


1. Situering Efficiëntie in deellast verbeteren: • brandermodulatie

• thermostaatkranen • cascaderegeling

• koudeopslag • toerentalgeregelde pompen

• variabel debiet :

wat is dat ?


Eddy Janssen


www.en-do.be

16


1. Situering Definitie “variabel debiet” ? Deellastgedrag ?

Constant debiet

? AB

Variabel debiet

AB

AB

B A

B

A

100% 50%

0%


Eddy Janssen


www.en-do.be

17


2. Opportuniteiten


Eddy Janssen


www.en-do.be

18


2. Opportuniteit 1: pompenergie H

pompkarakteristiek.

n1 (tr/min)

leidingkarakteristiek .

Hmanometrisch = f(V)

Hleiding = f(V)

n2 (tr/min)

. V . V x 1/2

→

H x 1/4

→

P x 1/8


Eddy Janssen


www.en-do.be

19


2. Opportuniteit 2: productierendement standaard ketel

Gelijk- of kruisstroom

condensatieketel

tegenstroom

20


2. Opportuniteit 2: productierendement .

Invloed V ↓ op ketelrendement ? • warmte-overdrachtscoëfficiënt • temperatuurcondities

?


Eddy Janssen


www.en-do.be

21


2. Opportuniteit 2: productierendement

Viessmann Vitocrossal 300 CM3 105 kW - vollast

70-40 60-50

70-50


Eddy Janssen


www.en-do.be

22


2. Opportuniteit 2: productierendement Verbrandingsrendement condensatieketel tov Hi (aardgas) 3

Tretour ↓ 2

dauwpunt ↑ (luchtovermaat ↓)

1

dauwpunt

rookgastemperatuur (°C) (= retourtemperatuur + 5 °C) Studiedag VALID 09.09.2010

Eddy Janssen


www.en-do.be

23


2. Opportuniteit 2: productierendement • dauwpunt

↑

• branderafstellling • λ-sonde

• T retour

(vaste afstelling) (regeling)

↓

a) dimensionering radiatoren b) radiatordebiet c) ongewenste mengpunten vermijden (lay-out) Studiedag VALID 09.09.2010

Eddy Janssen


www.en-do.be

24


2. Opportuniteit 2: productierendement a) dimensioneren radiatoren Verbrandingsrendement tov Hi

Uren per jaar

115

x

110

=

105

Warmte

100

95

90 10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

Retourtemperatuur (°C)

Buitentemperatuur (°C)

Regime: 80-60, 70-50 ? Economische afweging ! Studiedag VALID 09.09.2010

Eddy Janssen


www.en-do.be

25


2. Opportuniteit 2: productierendement b) debiet ↓ (afhankelijk van de belasting) 80 75

radiator 1 kW 70

65 60

Opgelet: vereenvoudigde berekening radiatorvermogen tov LMTD Studiedag VALID 09.09.2010

Eddy Janssen


www.en-do.be

26


2. Opportuniteit 2: productierendement c) Ongewenste mengpunten vermijden evenwichtsfles

Ketel of koelmachine 1

Ketel of koelmachine 2

mengpunten

Primaire pomp


Eddy Janssen


www.en-do.be

27


3. Constraints


Eddy Janssen


www.en-do.be

28


3. Constraints: verwarming • Noodzaak hydraulisch inregelen Radiatorkarakteristiek P/ P100

TSU = constant

Niet lineair

Tsu

1

radiator Tex

0 0

1

. . V/ V100

.

P = m . c . (Tsu – Tex)


Eddy Janssen


www.en-do.be

29


3. Constraints: verwarming • Noodzaak hydraulisch inregelen

Belang hydraulisch inregelen : - onevenwichtige warmteverdeling (comfort) - langere opstarttijd (energieverlies) Studiedag VALID 09.09.2010

Eddy Janssen


www.en-do.be

30


3. Constraints: verwarming • Noodzaak hydraulisch inregelen Warmteafgifte (kW)

1 1

1,2

2

1

1

2

0,8

0,6

0,4

0,2

V/ V100

0 0

0,5

1

1,5

2


Eddy Janssen


www.en-do.be

31



voetventiel

Hoe inregelen

Kv-instelbare (regel)afsluiters


Eddy Janssen


www.en-do.be

32



Voor het inregelen Studiedag VALID 09.09.2010

Eddy Janssen


www.en-do.be

33



Na het inregelen Studiedag VALID 09.09.2010

Eddy Janssen


www.en-do.be

34



Besluit: vermogenregeling door debietregeling hier niet toepasbaar Studiedag VALID 09.09.2010

Eddy Janssen


www.en-do.be

35


3. Constraints: verwarming • oververhitting / stoomvorming in cv-ketels met kleine waterinhoud • interactiviteit van regelkranen in het geval van slechte autoriteit • beperking regelbereik regelkranen in combinatie met slechte selectie → on/off regeling modulerende regelkranen • beperking regelbereik pompen Studiedag VALID 09.09.2010

Eddy Janssen


www.en-do.be

36


3. Constraints: indirecte koeling • idem ivm regelkranen • invriezen verdamper bij te klein debiet


Eddy Janssen


www.en-do.be

37


4. Doelstellingen VALID pompenergie

thermisch rendement +

-

VALID constraints


Eddy Janssen


www.en-do.be

38


4. Doelstellingen VALID • ontwikkelen modellen thermische netten (HYSOP, Hydronic Simulation and Optimization)

• uitvoeren van testcases • technische en economische analyse • aanbevelingen Studiedag VALID 09.09.2010

Eddy Janssen


www.en-do.be

39

Energiebesparing door variabel debiet

Recommend Documents