ESC-14
OPT~ MALE KARAC~TEIT VAN WARMTEPOM PSYSTEM E N VOOR KOLLEKT~EVE RU~MTEVERWARM~NG
OPTIMALE KAPACITEIT VAN WARMTEPOMPSYSTEMEN VOOR KOLLEKTIEVE RUIMTEVERWARMING
T. Kram (E.S.C.) A.M.W. van der Sanden (TEBODIN) R.J. Visser (TEBODIN)
Opdrachtgever: Energie Studie Centrum (Energieonderzoek Centrum Nederland) Westerduinweg 3 Postbus 1 1755 ZG Petten Tel. 02246-6262 Adviseur
: TEBODIN, Advies- en Constructiebureau B.V. Laan van Nieuw Oost In~ië 25 Postbus 16029 2500 BA Den Haag Tel. 070-814881
Rapport no. : U i0943-9001
Omslag
Foto ter beschikking gesteld door Nederlandse Vertegenwoordiging van MoAoNo-Augsburg~ Rollo BoVo te Den Haag°
SUMMARY This report analyzes the optimum capacity of district heating schemes with gasengine-driven heatpumps in the Netherlands.
Total discounted cost of the heating system over it’s lifetime bas been calculated for sixteen different cases: existing single-family and multi-family houses, newly built single-family houses with two levels of thermal insulation and five system-sizes between forty and thousand dwellings.
The results show that for single-family houses the optimal size lies about two hundred houses. For multy-family houses the optimal solution is the application of a heatpump in every housing-bloek. However, the differences in total cost for various sizes are relatively small, so specific local circumstances may justify the application of heatpumps for almost all other system-sizes.
INHOUDSOPGAVE
Pagina
Samenvatting
1
Inleiding l.i 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6
Doel van de studie Opzet en uitvoering Typen warmtepompen Warmtebronnen Karakterisering woningen Verzorgingsgebied
5 5 6 7 9 13
2.
Systeemopbouw
24
3.
Warmtecentrale
26
3.1 3.2 3.3 3.4
26 28
4.
Systeem Warmtevermogen Warmtebron: lucht Rendement
32
Distributie
39
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5
39 39 40 41 47
Systeem Leidingmateriaal 2- en 3-1eidingsysteem Leidingverliezen Regelkamers
De huisinstallatie
49
5.1 5.2
49 53
Verwarming Warmtapwatervoorziening
55 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6
Uitgangspunten Investeringen Onderhoudskosten Brandstofkosten Overige kosten Totale kosten
55 55 55 55 55 65
7.
Konklusies
72
8.
Referenties
73
KEYWORDS
HEAT PUMPS DISTRICT HEATING COST ANALYSIS NETHERLANDS
-i-
SAMENVATTING In deze studie is voor een aantal typen woonwijken de ekonomisch optimale wijkgrootte bepaald bij toepassing van een gasmotor gedreven kompressiewarmtepomp ten behoeve van woningverwarming en warmtapwatervoorziening. De verwachting is hierbij geweest, dat een optimum gevonden kan worden. Immers is bij toenemende wijkgrootte enerzijds een groter en duurder distributienet nodig, maar anderzijds neemt het rendement van de warmteproduktie toe, doordat het door de warmtepompen geleverde deel van de totale warmtevraag toeneemt. Het rendement van de warmteproduktie wordt hoger, waardoor de brandstofkosten dalen. Specifieke investeringskosten per geinstalleerde kW zullen dalen bij toenemende vermogens waardoor de kapitaalslasten, de onderhouds- en verzekeringkosten lager worden. De studie is in het ESC-programma opgenomen als deelstudie binnen het programma-onderdeel Energie Besparing in de Gebouwde Omgeving, dat als doel heeft de konsekwenties van de introduktie van energiebesparende technieken te kwantificeren. Kriteria hierbij zijn: energieverbruik, kosten, werkgelegenheid en milieu. De mate waarin en de snelheid waarmee technieken op de markt kunnen komen, hangt mede af van het deel van de markt waarin zij kunnen penetreren. Algemeen kan gesteld worden dat een groter deel van de markt afvalt, naarmate een kollektief systeem groter wordt: er zijn minder woningen in aaneengesloten wijken van i000 woningen dan in clusters van b.v. 40 woningen. Het is dus van belang te weten welke eenheidsgrootte optimaal is bij de afschatting van marktaandelen, een belangrijk onderdeel van het werk van het ESC op het gebied van Energie Besparing in de Gebouwde Omgeving. Het verzorgingsgebied van het kollektieve verwarmingssysteem is zodanig gekozen, dat het qua bebouwingsdichtheid, indeling en woningtypen representatief geacht kan worden voor Nederland. Eet rapport geeft op deze wijze resultaten, die geldig zijn voor de gemiddelde omstandigheden. Ten aanzien van de technische/ekonomische uitgangspunten dient bedacht te worden, dat deze gelden voor momenteel op de markt beschikbare komponenten. Aan te nemen valt, dat door verdere ontwikkeling van de komponenten en optimalisatie van het gehele systeem de resultaten beinvloed worden. Hetzelfde geldt voor lokaties waar de plaatselijke omstandigheden sterk afwijken van de hier gehanteerde representatieve woonwijk. De studie is voor een belangrijk deel uitgevoerd door bureau Tebodin in opdracht van het Energie Studie Centrum (ESC). Het werk van Tebodin heeft met name betrekking op de technische opzet van warmte-centrale, distributienet en huisinstallaties, kosten, rendementen en verliezen van komponenten en de ekonomische evaluatie van de uitgewerkte systemen. De uitgangspunten zijn voor wat betreft omvang en samenstelling van het verzergingsgebied, wijkgrootte, karakterisering van de woningen met de bijbehorende energievragen en de te hanteren energieprijzen bepaald door het ESC.
-2-
De keuze is gevallen op gasmotorgedreven kompressie-warmtepompen met lucht als warmtebron. Deze warmtepomp is momenteel het meest geschikte type dat in de beoogde vermogensrange op elke lokatie in Nederland toegepast kan worden. Het verzorgingsgebied bestaat uit een wijk van 1000 eengezinswoningen, aangevuld met meergezinswoningen in flatbloks van 40 woningen. Als woningtypen zijn onderscheiden bestaande- en nieuwbouwwoningen, eengezins- en meergezinswoningen. Bij de nieuwbouw zijn twee isolatieklassen verondersteld. De maximaal gevraagde warmtevermogens per woning zijn opgenomen in onderstaande tabe! (in kW) : Soort woning:
¯
bestaand
Isolatieklasse:
geisoleerd
Eengezinswoning
11,5
Meergezinswoning
9
nieuwbouw geZsoleerd huidige norm *
ge[soleerd Deense norm **
12
5,6
5,4
3
Isolatie konform huidige norm: zoals voorgeschreven in huidige Model Bouw Verordening (MBV). (Spouw-)muur- en dakisolatie, dubbel glas in keuken en hoofdwoonvertrekken. Isolatie konform Deense norm: kleiner glasoppervlak met 100% dubbel glas, afwijkend gekonstrueerde muren, dak en vloer met zeer hoge warmteweerstand.
De grootte en samenstelling van de onderzochte wijken is als volgt gekozen: bestaande eengezinswoningen in wijken van 40 tot i000 woningen, bestaande meergezinswoningen in I en 5 blokken van 40 woningen, gekombineerde bestaande wijken met 80% eengezins- en 20% meergezinswoningen van 200 tot i000 woningen en nieuwbouw eengezinswoningen in wijken van 120 tot 400 woningen, zowe! met isolatie konform de huidige Model Bouw Verordening als isolatie konform de veel zwaardere Deense norm. In onderstaand overzicht zijn de onderzochte wijken d.m.v, stippen aangegeven: Aanta! woningen: Bestaande bouw
Nieuwbouw
Eengezins (BG) Meergezins(MG) Gekombineerd (80% EG, 20% MG) EG met isolatie konform huidige MBV EG met isolatie konform Deense norm
40
120
200
400
i000
¯ ~
¯
¯ ¯
¯
¯
¯
¯
¯
~
¯
~
~
¯
¯
-3-
De keuze van de wijkgroottes bij nieuwbouw eengezinswoningen is gemaakt in overleg tussen Tebodin en ESC, nadat voor de bestaande eengezinswoningen de optimale wijkgrootte bepaald was. Door ook wijken, die één stap groter en kleiner zijn te bekijken was het mogelijk te kontroleren of bij de nieuwbouw het optimum niet verschuift. Het rendement van de warmtecentrale en het verlies van het distributienet zijn op jaarbasis bepaald, op basis van aan- en afvoertemperatuur van het water, vollast- en deellast rendement van de warmtepompen, de omgevings-luchttemperatuur en de bodemtemperatuur. De resultaten zijn gebaseerd op de totale, kontant gemaakte kosten over een periode van 20 jaar bij een marktrente van 8% en 5% inflatie per jaar. De finale gas- en elektriciteitsprijzen zijn afgeleid van de primaire aardgasprijs (prijs af Gasunie), die in het hoge scenario met 8% en in het lage scenario met 4% reëel per jaar stijgt. De voornaamste konklusies zijn: de optimale grootte van een wijk met uitsluitend eengezinswoningen ligt bij 200 woningen; meergezinswoningen kunnen beter voorzien worden van een warmtepomp per flatblok, dan van een grotere warmtepomp die meerdere flatblokken van warmte voorziet; aansluiten van meergezinswoningen naast eengezinswoningen leidt tot een verschuiving van het optimum naar de grootste wijk van ~000 woningen, bestaande uit 800 eengezins- en 200 meergezinswoningen; de ligging van het optimum is niet afhankelijk van het brandstof prijsscenario; het verschil in totale kosten tussen de optimale wijkgrootte en de andere wijkgrootten is betrekkelijk gering: de afwijking van het minimum bedraagt ten hoogste ~0%. Als de ekonomische haalbaarheid van een konkreet warmtepompprojekt met gegeven wijkgrootte is aangetoond za! deze haalbaarheid ook gelden indien er een relatief kleine verandering optreedt in de gegeven wijkgrootte. De wijkgrootte za! in het algemeen geen belemmering zijn voor de toepasbaarheid van warmtepompen.
-4-
Uit een nadere analyse van de opbouw van de kosten blijkt, dat er sprake is van een st&psgewijze verhoging van de totale kosten tussen wijken van 200 en van 400 won±ngen, zie onderstaande figuur:
75.000 70.000 65.000 60.000’ 55.00050.000-
---~--~ hoog prijs scenario --~ laag prijs scenario 40
120 200
400
i000
Totale kosten voor woonwijken met bestaande eengezinswoningen.
De oorzaak hiervan is de wenselijkheid om bij wijken van 400 woningen en groter, aparte regelkamers in het distributienet op te nemen. Het net gaat daardoor bestaan uit een hoofddistributienet, regelkamers en de rest van het distributienet. De investeringen voor distributienet en regelkamers per wooneenheid in een wijk van 400 bestaande eengezinswoningen zijn bijvoorbeeld 27% hoger dan de investeringen voor het distributienet in een wijk van 200 bestaande eengezinswoningen. Bij kleinere wijken kunnen de regelvoorzieningen in de warmtecentrale ingebouwd worden en van daaruit kan de warmte direkt gedistribueerd worden. Met andere woorden: de totale kosten, uitgezonderd die voor de distributie, nemen af bij toenemende wijkgrootte. De noodzaak om vanaf een bepaalde wijkgrootte aparte regelkamers met een uitgebreider distributienet aan te brengen onderbreekt de dalende tendens in de kosten.
-5-
INLEIDING i.i
Doel van de studie Deze studie heeft tot doe! de optimale grootte van het verzorgingsgebied te bepalen bij het gebruik van een warmtepomp voor centrale warmteopwekking. Optimaal is in dit verband gedefinieerd als de laagste totale kosten, bestaande uit kapitaalslasten, onderhoudskosten, brandstofkosten en overige kosten. Het verzorgingsgebied is een woonwijk, gedifferentieerd naar grootte en type, die representatief geacht wordt voor Nederland. Het is nadrukkelijk niet de bedoeling van deze studie geweest een optimalisatie van de installaties op zich uit te voeren. Een dergelijke systeemstudie valt buiten het kader van door het Energie Studie Centrum uit te voeren werk. Evenmin is gestreefd naar een iteratief proces van optimalisatie, waarbij de hier gevonden resultaten dienen om de technische uitgangspunten bij te stellen. Gezien deze doelstelling zal het duidelijk zijn, dat de resultaten niet zonder meer toegepast mogen worden bij beoordeling van konkrete projekten. In de werkelijke situatie kunnen é4n of meer faktoren anders uitvallen, wat een afwijkend resultaat tot gevolg kan hebben.
1.2
Opzet en uitvoering De momenteel op de markt verkrijgbare warmtepompen zijn, op elektrische warmtepompen na, qua vermogensrange niet geschikt voor toepassing in individuele woningen. De in deze studie beschouwde gasmotorwarmtepompen lenen zich voor verwarming van flatgebouwen of als centraal opgestelde produktie-eenheid voor wijkverwarmingssystemen. In beide gevallen is dus sprake van kollektieve verwarmingssystemen. De te hanteren uitgangspunten zijn door het Energie Studie Centrum vastgesteld, dee!s in overleg met bureau Tebodin. De uitgangspunten betreffen: de keuze van het type warmtepomp, de te gebruiken warmtebron, omvang en samenstelling van het verzorgingsgebied, karakterisering van de typen aan te sluiten woningen, energieprijzen, e.d. Aan de hand van deze uitgangspunten heeft Tebodin de technische opzet van de warmtecentrale, het distributienet en de huisinstallaties bepaald, alsmede rendementen en optredende verliezen. De technische en ekonomische gegevens zijn gebaseerd op momenteel verkrijgbare komponenten en materialen, er is geen rekening gehouden met ingrijpende wijzigingen in deze gegevens op langere termijn.
-6-
De ekonomieche evaluatie van de op deze wijze verkregen systemen is eveneens door Tebodin uitgevoerd. De uitleg van het distributienet en de plaats voor de warmtecentrale zijn bepaald door een zogenaamd dummy-project. Een momenteel in aanbouw zijnde woonwijk heeft daarbij gediend als representatief voorbeeld van in het recente verleden gebouwde of in de nabije toekomst te bouwen Nederlandse wijken. In een aantal gevallen is het daarbij noodzakelijk gebleken enige wijzigingen en/of uitbreidinqen aan te brengen in het gekozen voorbeeld. In de hierna volgende paragrafen wordt ingegaan op de diverse uitgangspunten van de studie. 1.3 .Typen warmtepompen Er bestaat een zeer groot aantal typen warmtepompen: kompressiewarmtepompen, aangedreven door elektromotoren, verbrandingsmotoren, turbines en met zuiger-, schroef- of turbokompressors uitgerust; thermische warmtepompen als absorptie- en resorptie-machines; warmtepompen met oppervlaktewater, grondwater, bodem, lucht of afvalwarmte als warmtebron; warmtepompen die hun geproduceerde warmte afstaan aan lucht of aan water; warmtepompen in monovalent, bivalent-alternatief of bivalentparallel bedrijf. Voor toepassing in de Nederlandse situatie, gekenmerkt door een uitgebreide gas-infrastruktuur en een groot prijsverschil per kWh voor de konsument van gas en elektriciteit (ca. een faktor 5 in 1980), ligt het gebruik van elektrisch gedreven warmtepompen niet voor de hand. Thermische warmtepompen komen momenteel wel op de markt, maar verkeren feitelijk nog in het experimentele stadium. Er vindt momenteel onderzoek plaats aan geschikte stoffenparen en goede, technische koncepten. Turbines als aandrijving en turbo-kompressoren zijn alleen beschikbaar voor grotere vermogens, zodat voor toepassing op de schaal als in deze studie beoogd wordt, verbrandingsmotorgedreven kompressiewarmtepompen met zuigerkompressoren in aanmerking komen. Ten aanzien van de warmtebron is de keuze gevallen op lucht, zie hiervoor par. 1.4. Aangezien de warmte door een wijk getransporteerd moet worden, komt alleen afgifte aan warm water in aanmerking. Gezien de prijsverhoudingen en rendementen van warmtepompen en ketel is monovalent bedrijf voor warmtepompen meestal zeer onrendabel. Gekozen is voor bivalent-parallel bedrijf, d.w.z, dat beneden een bepaalde temperatuur een of meer ketels bijdragen aan de warmtelevering, terwijl de warmtepomp in bedrijf blijft.
-7-
Samenvattend kan gesteld worden, dat biv&lent-parallel bedreven gasmotor-kompressiewarmtepompen met lucht als warmtebron en warmteafgifte aan water voor deze studie het meest geschikte type vormen. 1.4
Warmtebronnen Als warmtebron voor warmtepompen zijn behondens incidentele gevallen waar kunstmatige bronnen als afvalwarmte van gebouwen of bedrijven beschikbaar zijn, de volgende mogelijkheden aanwezig: oppervlaktewater, grondwater, de bodem en de omgevingslucht. De kwaliteit van een warmtebron wordt door een aantal eigenschappen bepaald. Deze eigensohappen beinvloeden de keuze van de warmtebron. De voornaamste daarvan zijn: -a-
De gemiddelde temperatuur en het temperatuurverloop over het
-b-
De aanwezigheid van de bron en de mogelijkheid erover te beschikken;
-o-
De kosten die gemoeid zijn met ontsluiting van de bron en de benodigde energie voor benutting ervan;
-d-
Neveneffekten als bodem- of watervervuiling, geluidsoverlast, ruimtebeslag en de daarmee samenhangende bestuurlijk-juridische problemen.
Het rendement van een warmtepomp is globaal gesproken omgekeerd evenredig met het verschil in temperatuur tussen de war1~tebron en het te leveren medium. Het gunstigst zijn daarom bronnen, waarvan het temperatuurverloop tegengesteld verloopt aan die van de omgevingslucht. De gemiddelde temperatuur van alle natuurlijke bronnen verschilt niet veel van de gemiddelde omgevingstemperatuur in het stookseizoen. Sommige bronnen zijn overal aanwezig in Nederland, zoals lucht en bodem en er kan vrij over beschikt worden. Oppervlakte- en grondwater zijn niet overal op korte afstand aanwezig en/of beschikbaar. De kosten voor ontsluiting van de diverse bronnen verschillen sterk en zijn bovendien afhankelijk van de plaatselijke omstandigheden. De benodigde energie voor pompen, ventilatoren en ontdooiingsinrichtingen varieert eveneens en bedraagt één à enkele procenten van de door de warmtepomp geleverde energie. Bodem- en watervervuiling kunnen ontstaan door lekkage van olie of koelmedium uit de warmtepomp naar de bron. De verplaatsing van een aanzienlijke hoeveelheid lucht veroorzaakt geluid. Voorkoming van geluidshinder is vereist en brengt extra kosten met zich mee voor geluiddempende maatregelen. In veel gevallen za! een vergunning verleend moeten worden voor het gebruik van de beschikbare warmtebronnen.
-8-
Oppervlaktewater Op voldoende diepte varieert de temperatuur niet zeer sterk, de bufferwerking zorgt voor een vertraagde reaktie op variaties in de omgevingsluchttemperatuur. Ondanks het waterrijke karakter van Nederland is het aantal plaatsen, waar in de direkte omgeving van woonwijken oppervlaktewater van redelijke kwaliteit in grote hoeveelheden en van voldoende diepte voorkomt, beperkt. Per kW vermogen van de warmtepomp dient 0,i tot 0,2 m~ water per uur verpompt te worden. De daarvoor benodigde energie is sterk afhankelijk van de afstand tot de bron, uitvoering van de warmtewisselaar e.d. Grondwater De temperatuur hiervan is vrijwel konstant over het jaar. Grondwater is in principe overal aanwezig, echter niet overal dicht bij het oppervlak. Onttrekking ervan zal veela! op bezwaren stuiten, gezien de toch a! sterke bedreiging van de grondwaterhuishouding door andere gebruikers. De kans op vervuiling za!, met name in of nabij natuurgebieden het gebruik als warmtebron niet toelaten. Volgens een schatting van de afdeling WKT van TNO is slechts in 15 à 20% van de lokaties grondwatergebruik mogelijk voor warmtepompen. Bodem Het temperatuurverloop is vertraagd en gedempt ten opzichte van de omgevingslucht. Grondwaterstand en bodemsamenstelling beinvloeden de bruikbaarheid als warmtebron. Per kW door de warmtepomp te produceren warmte beslaan bodemwarmtewisselaars in horizontale uitvoering 25 à 45 m2. Voor grootschalige toepassing vormt het ruimtebeslag dus een beperkende faktor. Toepassing van vertikale bodemwarmtewisselaars vermindert het ruimtebeslag met minimaal een faktor twee. De benodigde energie voor het rondpompen bedraagt i à 2% van de door de WP geleverde energie. De kosten voor aanleg van een warmtewisselaar in de bodem zullen relatief hoog zijn. Eventuele reparaties zijn zeer moeilijk uitvoerbaar. Lucht Qua temperatuurverloop is lucht de minst aantrekkelijke warmtebron: de hoogste warmtevraag treedt op bij de laagste omgevingsluchttemperatuur. Gezien het relatief milde klimaat in Nederland is dit bezwaar niet zeer groot; in vergelijking met grondwater als warmtebron treedt een rendementsverslechtering van ca. 10% op. Het grootste voordeel van lucht is de aanwezigheid en beschikbaarheid op iedere plaats en ieder moment. De kosten voor de lucht-warmtewisselaar zijn relatief laag, ondanks de kosten van bouwkundige maatregelen ter voorkoming van geluidsoverlast.
-9-
De energie nodig om de lucht te gebruiken is 1,5 à 3% van de door de WP geleverde energie, zie hiervoor ook par. 3.3 van dit rapport. In verband met ijsvorming bij lage temperaturen en hoge vochtigheidsgraad zal een ontdooi-inrichting noodzakelijk zijn. In tabel i zijn de vier warmtebronnen gerangschikt naar de eerder genoemde eigensehappen. Lucht lijkt hieruit het gunstigst naar voren te komen, met name op het punt van aanwezigheid en beschikbaarheid op elke plaats. Er is dan ook besloten in deze studie alleen lucht als warmtebron te kiezen. 1.5
Karakterisering van de woningen Woningen kunnen worden verdeeld in bestaande en nieuwbouwwoningen, en in eengezins- en meergezinswoningen. Alle typen woningen kunnen voorzien zijn van diverse klassen van warmte-lsolatie. Bij bestaande woningen worden twee isolatieklassen onderscheiden: - niet geisoleerd; geen (spouw)muurisolatie, enkel glas, geen dakof vloerisolatie; - ge[soleerd; voorzien van (spouw)muurisolatie en gedeeltelijk voorzien van dubbel glas. Nieuwbouwwoningen kennen drie klassen: - niet geZsoleerd; (spouw)muur- en dakisolatie en gedeeltelijk dubbel glas, zoals voorgeschreven in de huidige Model Bouw Verordening; - geïsoleerd; zeer goede muur-, dak- en vloerisolatie en 100% dubbel glas; - Deense norm, d.w.z, nog verdergaande muur-, dak- en vloerisolatie, kleiner glasoppervlak met 100% dubbel glas en zeer goede kierdichtheid. Het gevraagde verwarmingsvermogen varieert lineair met de omgevingsluchttemperatuur en wel zó, dat bij -I0°C het vermogen 100% is en bij + 15,5°C (de stookgrens) het vermogen tot 0% afneemt. Alle woningen vragen naast warmte voor ruimteverwarming (hoeveelheid is afhankelijk van type en isolatieklasse), ook warmtapwater en wel 2900 k~~ per jaar, gelijkmatig verdeeld over het jaar. Het verband tussen warmtevermogen en jaarlijkse warmtevraag, het aantal vollasturen, is berekend op basis van de belastingduurkromme, zie fig. I.
Tabel i Eigenschappen van warmtebronnen voor warmtepompen.
Bron
Temperatuur gemiddeld verloop
Aanwezigheid
Beschikbaarheid
Kosten voor ontsluiting
Energie bij benutting
Oppervlaktewater
o
o
+
o/+
+/-
+
Grondwater
o
+
++
o
-
+/-
Bodem
o
o
++
o
o/-
+/o
Lucht
o
++
++
+
o/-
++ = zeer gunstig + = gunstig o = gemiddeld = ongunstig
Milieubezwaren
TOTAAL
o1+
+++ +
o
++ ++++
TEBODIN
-11-
FIG. 1 JAARBELASTING DUURKROMME
100 90 8O 7O 6O 5O 40 3O 20 10 0
2
3
456
103 ur’en jaar
8 8,76
-12-
De warmtegegevens van de diverse woningen zijn in tabel 2 opgenomen. Tabel 2. Warmtegegevens woningen
Isolatie
niet ge[soleerd/ huidige norm
nageisoleerd/ extra gelsoleerd
Deense norm
Type woningen Bestaand eengezins
16 24.000 2.900
11,5 17.250 2.900
Nieuwbouw eengezins
12 18.000 2.900
9 13.361 2.900
Bestaand meergezins
10,8 16.187,5 2.900
9 13.480 2.900
Nieuwbouw meergezins
5,4 8.100 2.900
3,9 8.845 2.900
5,6 8.400 2.900
3 4.500 2.900
Achtereenvolgens: Aansluitwaarde Verbruik t.b.v, verwarming per jaar Verbruik t.b.v, warmtapwater per jaar
(kW) (kWh) (kWh)
N.B. alles per woningequivalent. Om een indruk te geven van de potentiële markt voor warmtepompen, zijn in tabel 3 de aantallen woningen met gasgestookte C.V. opgenomen. De cijfers zijn ontleend aan de ESC-studie Energiebesparing in de Gebouwde Omgeving, Huishoudelijke Sector. Tabel 3. Aantallen woningen (x i000) met gasgestookte C.V.
Type Bestaand eengezins Nieuwbouw eengezins Bestaand meergezins Nieuwbouw meergezins
per i-i-1980 1894,9 0 792,6 0
per i-i-1990 2205,7 869,5 903,8 153,5
per i-i-2000 2216,5 1500,0 1015,0 223,0
-13-
1.6
Verzorgingsgebied Tabel 4 geeft de beschouwde wijken aan. Als uitgangspunt voor de struktuur van de wijken is de in Zwolle zuid geplande wijk "Gerenbroek" genomen, met een gemiddelde bebouwingsdichtheid van 25 woningen per ha, zie fig. 2. Deze wijk, bestaande uit ca. i000 laagbouwwoningen, is t.b.v, de gekombineerde wijken met meergezins- en eengezinswoningen, aangevuld met een 200 tal fiktieve meergezinswoningen, verdeeld in 5 blokken van 40 woningen. De aldus ontstane verzorgingsgebieden kunnen representatief worden geacht voor bestaande- zowel als nieuwbouw in Nederland.
Aantal woningen Bestaande bouw
Nieuwbouw
40
Eengezins (E.G), geisoleerd ¯
120
200
400
¯
¯
¯
¯
¯
Meergezins(M.G), geisoleerd ¯
¯
Gekon~ineerd (80% EG,20% MG) geisoleerd
¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
Eengezins (EG) geisoleerd volgens huidige norm Eengezins (EG) geisoleerd volgens Deense norm Tabel 4 - Verzorgingsgebieden
Ongeisoleerde bestaande bouw is niet beschouwd daar i.h.a, isolatie plaats zal vinden alvorens warmtepompen te installeren.
i000
FIG.2 refePentiewijk schaall:4650
-15-
48 w.e.
I warmtecentra~e
FIG. 2a 48eengezinswoningen bestaande bouw,
o£
~ I vv~rmtecentrale~ I regelkamer 400 w.e
gebied. zonder w.e.
N
1000 w.e. ~er wijk deel
lOOw.e.
I war mtec entrale [] regelkarner
L_
í~ ~w~rmtec,entr~le ...... Iregelkarner
,
: "" ~..~~
-21-
FIG 2g 1000 won~ng en, gekombineerd 1000 e 800eg.w 200 m gw
~~ j~ ¢ ~ueell:c 3~.~m9 100eg.w 2 200m gw
schaaJl:4 6 50
-22-
(-90 ~ ¢--
:!
J lm.m~ lm
[] war mt ecentral e FIG. 2 j 100 eengez.wo n. meuwbouw 5,6KW per w.e.
-24-
SYSTEEMOPBOUW Ieder kollektief verwarmingssysteem is opgebouwd uit drie hoofdonderdelen met elk hun eigen funktie, (zie fig. 3): de warmtecentrale waar de produktie van warm water plaatsvindt; het transport- en distributienet, waarmee de geproduceerde warmte van de centrale naar de woonwijk getransporteerd en binnen de wijk verdeeld wordt over de verbruikers; de huisinstallatie, waarin de aangevoerde warmte overgedragen wordt aan de woning. In deze studie bestaat de warmtecentrale uit een gebouw, waarin één of meer gasmotorgedreven kompressiewarmtepompen staan opgesteld alsmede één of meer ketels met een pieklast- en reserve-funktie. Aangenomen is, dat de warmtecentrale in of nabij de wijk gevestigd wordt, zodat de transportleiding komt te vervallen. Er resteert dan een distributienet met in een aantal gevallen aparte regelkamers. De huisinstallatie regelt en meet de warmtestroom, die behalve voor ruimteverwarming met radiatoren, benut wordt voor warmtapwateröereiding in een boiler. De drie genoemde hoofdonderdelen worden achtereenvolgens in de hoofdstukken 3, 4 en 5 nader beschouwd.
TEBODIN
-25-
OPBOUW KOLLEKTIEF RUIMTEVERWARMINGSSYSTEEM
WARMTECENTRALE
TRANSPORTLEIDING
DI$ TRII~UT[E NET
-26-
3.
WARMTECENTRALE 3.1 Systeem Ten aanzien van het warmte-overdrachtsproces in de warmtecentrale kan gesteld worden dat dit optimaal zal zijn in de konfiguratie volgens figuur 4. De warmtepomp warmt als eerste het retourwater op, zodat bij een gegeven vermogen een zo laag mogelijke kondensortemperatuur verzekerd is en daarmee een zo hoog mogelijk rendement. Vervolgens staan de motor en de uitlaatgassen warmte af aan het verwarmingswater. Indien nodig, d.w.z, beneden een omgevingstemperatuur van 7°C, zal de ketelinstallatie (in serie met de gasmotor-warmtepomp) de nodige bijverwarming leveren.
~ WARMWATE Ro
AFGASSEN KETEL AMPER
~ GASMOTOR
WARMTEPOMP
~
KONDENSOR
~1 KOUDWATER
FIGA SCHEMA WARMTECENTRALE
-28-
3.2
Warmtevermogen De warmtecentrale bestaat uit een gasmotor gedreven warmtepomp met ketels voor bijverwarming. Als uitgangspunt is genomen dat het vermogen van de warmtepomp 30% van de aansluitwaarde bedraagt, zodat bij grote warmtevraag de ketels de rest van het benodigde vermogen leveren (bivalentparallel bedrijf). Zie voor verdere warmtegegevens Tabel 4A en B.
Bestaande bouw Aantal W.E.
40 E.G.
120 E.G.
200 ~.G.
400 E.G.
i000 E.G.
Aansluitwaarde (kW)
460
1.380
2.300
4.600
11.500
360
Gelijktijdigheidsfaktor *
0,9
0,87
0,855
0,835
0,81
Max. vraag (kW)
414
1.200
1.967
3.841
W.P. vermogen ** (kW)
138 (i)***
414 (i)
690 (i)
1.380 (3)
Warmteverbruik (~a~h)
806
Ketelvermogen (kW)
330 (i)***
2.418 940 (2)
4.030
8.060
1.530 (2)
3.500 (3)
40 M.G. 160 E.G.
80 M.G. 320 E.G.
200 800 E.G.
1.800
2.200
4.400
ii.000
0,9
0,855
0,855
0,835
0,81
9.315
324
1.539
1.881
3.675
8.910
3.450 (5)
108 (i)
540 (i)
660 (i)
1.320 (3)
3.300 (5)
20.150 9.660 (3)
N.B. Ketelvermogen = (max. vraag - vermogen W.P. bij -10°C)
40 M.G.
655,2
200 M.G.
3.276
257 (i)
3.879
1.200 (2)
7.758
1.464 (2)
( i + 0,i x aantal W.P.’n)
Gelijktijdigheidsfaktor, deze geeft aan welk deel van de aansluitwaarde maximaal gelijktijdig gevraagd wordt. 30% aansluitwaarde Aantal eenheden Tabel 4A - Warmtegegevens wijken
3.348 (3)
19.395 9.240 (3)
Nieuwbouw ongeisoleerd Aantal W.E.
Nieuwbouw Deense Norm
120 E.G.
200 E.G.
400 E.G.
Aansluitwaarde (kW)
1.440
2.400
4.800
Gelijkt±jdigheidsfaktor *
0,87
0,855
Max. vraag (kW)
1.253
2.052
W.P. vermogen ** (kW)
120 E.G
200 E.G.
400 E.G
672
1.120
2.240
0,835
0,87
0,885
0,835
4.008
585
958
1.870 o
432 (1)***
720 (1)
1.440 (3)
202 (1)
Warmteverbruik (~~)
2.508
4.180
8.360
1.356
Ketelvermogen (kW)
982 (2)***
1.597 (2)
3.650 (3)
458 (i)
336 (1) 2.260 745 (2)
672 (1) 4.520 1.441 (3)
Gelijktijdigheidsfaktor, deze geeft aan welk deel van de aansluitwaarde maximaal gelijktijdig gevraagd wordt. 30% aanslu±twaarde Aanta! eenheden Tabe! 4B - Warmtegegevens wijken
-31-
3.3
Warmtebron: lucht Lucht als warmtebron brengt de noodzaak van luchtverplaatsing door de verdampers met zich mee m.b.v, ventilatoren. Dit kost energie en resulteert in de noodzaak akoestische voorzieningen voor de demping van het ventilatorgeluid te treffen. De voor de aandrijving van de ventilatoren benodigde energie kan afgeschat worden - voor een toerengeregelde ventilator - als volgt: Om aan de lucht een hoeveelheid warmte Q (Joule) te onttrekken met een gemiddelde temper&tuurdaling ( T) van 4°C van de lucht geeft een benodigde hoeveelheid lucht van: ~ m, lucht = Cp. Q ~T
Q 1005.4
(kg)
waarbij Cp = soortelijke warmtefaktor (J!kg °C) Als we rekenen met een dichtheid van gemiddeld 1,2 (kg/m~), een drukval van de lucht van ca. 200 (Pa) en een overall ventilatorrendement van 0,65, dan bedraagt de benodigde ventilator aandrijfenergie: Wvent -
~ m, lucht 1,2
200 "
1 ~ 0,064 Q (J) " 0,6-----~=
Voor Q kunnen we schrijven:
QWP
= waarbij : ~ L GM, Tot ~GMWP QTot
= rendement leidingnet = totaal gasmotor rendement (mechanisch + thermisch), hier: 0,84 totaal thermisch rendement gasmotor-WP deel van de warmte opgewekt door gasmotor-WP.
QTot
= totale warmtebehoefte (J).
Wvent
~ 0,064. i ~
zodat: ( i
QWP ~GM, Tot) "QTot " QTot. GMWP
Uit het energiestroomdiagram, fig. 12, volgt, dat W ongeveer 2,2% van de totale hoeveelheid benodigde warmte (QTot) bedraagt. Beneden de ca. 5°C kan ijsaanslag op de warmtewisselaar ontstaan. Dit kan voorkomen worden door ofwel de installatie niet te bedrijven beneden de 5°C (alternatief bedrijf), ofwel periodiek te ontdooien.
-32-
Dit laatste kan gedaan worden door direkte elektrische verwarming van de verdamper. Een tweede mogelijkheid is omkering van de warmtepomp cyclus. Dus de verdamper wordt kondensor en omgekeerd. In dit geval zou het verwarmingswater gekoeld i.p.v, verwarmd worden. Om dit te voorkomen kan ofwel warmte, m.b.v.b.v, elektriciteit, aan de "verdamper" worden toegevoerd, ofwel de warmtepomp teruggeregeld worden, zover dat er geen warmte uit het verwarmingswater wordt opgenomen. Nu wordt alleen de mechanische kompressor-energie als warmte afgevoerd. Een derde mogelijkheid is het gebruiken van verwarming van de door de ventilatoren aangevoerde lucht t.b.v, ontdooien. Over de frekwentie van het optreden van ijs op de verdamper is op te merken dat dit slechts een gering aantal uren per jaar zal zijn, daar het verschijnsel pas dàn kan optreden, als voldaan wordt aan zowel de voorwaarde van lage temperatuur, als aan de voorwaarde van hoge relatieve vochtigheid. Het energieverbruik t.b.v, het ontdooien is verwaarloosd. 3.4
Rendement Voor de vaststelling van het rendement * van de warmtepomp installatie is uitgegaan van het volgende: Het rendement van de warmtepomp: wp
Quit~ = p--~--
7 c
’
f . c
waarbij: Quit = uitgaand warmtevermogen P. in = ingaand mechanisch vermogen Fc Tc fc
: "ideaal" carnot-rendement : Tc/(Tc-Tv) : kondensatie temperatuur; Tv = verdampingstemperatuur = faktor, 0 ~ fc < i
Voor fc is de waarde 0,55 voor vollast gebruikt. Dit is gebruikelijk voor zuigerkompressor gedreven warmtepompen van de hier beschouwde grootte, zie ook ref.2, blz.28. Bij deellast wordt deze faktor gekorrigeerd volgens figuur 5, zie ook ref.2, blz.ll8. Het deellast gedrag van de gasmotor is weergegeven in figuur 6. Het regelbereik van de totale gasmotor-warmtepompinstallatie loopt van 100 tot 30% vollast, wat inhoudt dat bij toepassing van ! warmtepomp de gehele belasting onder deze 30% door de ketelinstallatie wordt opgenomen, zie figuur 7a en b. Figuur 8 geeft de temperatuurverlopen weer van de totale installatie alsmede rendementen bij vollast. De omgevingstemperatuur afhankelijke retourtemperatuur is hier hoger dan zij zou zijn voor alleen ruimteverwarming, rekening houdend met warmtapwaterbereiding. Ook wel specifieke warmte-opbrengst of warmtefaktor genoemd; kan groter zijn dan i.
-33-
Met behulp van fig. 7 zijn de jaarlijkse gemiddelde rendementen bepaald: W.P. installatie (i W.P.) : 1,318; W.P. inst. voorziet in 81% van de warmte W.P. installatie (3 W.P.’n) : 1,330; W.P. inst. voorziet in 83% van de warmte W.P. installatie (5 W.P.’n): 1,346; W.P. inst. voorziet in 86% van de warmte. Hierbij is uitgegaan van een van de omgevingstemperatuur onafhankelijk maximaa! kompressorvermogen. De ketelrendementen zijn, afhankelijk van het vermogen, gesteld tussen 0,80 en 0,85, zie figuur 9. De rendementen van de installatie zijn gegeven in tabel 6.
TEBODIN
/
/
/
50
100
LAST (O/o) ~
FIG. 5 RENDEMENTSFAKTOR 100
totaal
thermisch 5O
mechanisch
0
50
FIG.6RENDEMENT GASMOTOR
100
-35-
TEBODIN
10o
90,
FIG.Ta BRANDSTOFVERISRUI K (lwar’mtepomp)
80 ~ opbrengst w.p. inst. ~ verbruik .... -~ 70,
40
30
20
omgew n g stemp (°c) -~~\ 10
0 0
~
4
5
15
6
10 3 UR E NI JAAR-------~
7
8,76
-36-
TEBODIN
100,
90,
FIG. 7b BRANDSTOEVERBRUIK ( 5warmtepompen )
rT~ opbrengst w.p.~nst. Eì~ verbrulk ....
5O
4O
10 I0 -5 omgevlngstemp.( °C)----10
5 2
7 103 uren/jaar------~
8
-37-
TEBODIN
TOEV©ER
7O
KETEL
6O
5O
2O
. \
’ -5
Ó
~
1’0
I0 omgev~ngstemp(°c~
TEMP.WARMT E POMPIN ST, 2,5
1 FIG.8 L
E RENDEMENTEN W.RINSTALLATIE ( VOLLAST )
E
F L
1,5
10 -10
- 5
0
5
10
15 20 omgevingstemp. (°C)--~
0.85
0,75
0,’7 1000
2000 ketelvermogen (KW) FIG. 9 KETELRENDEMENT
30 O0
-39-
4.
DISTRIBUTIE 4.1 Systeem De warmte wordt vanaf de warmtecentrale gedistribueerd naar de afnemers via distributieleidingen, zie fig. 2A t/m J. Het warmtedistributiesysteem kan worden onderverdeeld in het hoofddistributie- en distributienet. Er is van uitgegaan dat de warmtecentrale in of direkt naast de wijk is geplaatst; er is dus geen transportnet. In verband met de kontinuering van de warmtevoorziening bij leidingbreuk, is het leidingnet uitgevoerd volgens het maassysteem. Bij breuk van een leiding wordt de levering via het onbeschadigde deel verzorgd. Uitgegaan is van een direkt systeem. Het water stroomt, vanaf de warmtepomp, via de regelkamer door de huisinstallatie. Dit systeem is gekozen vanwege de lagere toe te passen temperaturen, hetgeen resulteert in een hoger rendement van de warmtepompinstallatie. Per i00 woningen wordt een regelkamer toegepast, van waaruit de distributie naar de woningen plaatsvindt. Het gedeelte vóór de regelkamer heet hoofddistributienet, het gedeelte tussen de regelkamer en de verbruiker distributienet. 4.2
Leidingmateriaal Door de keuze van een toevoertemperatuur van 73°C (deze temperatuur wordt in hoofdstuk 5 gemotiveerd) is toepassing van kunststof als binnenpijpmateriaal mogelijk. PE (Polyetheen, zoals toegepast in Almere-haven) is voor deze temperaturen niet geschikt. Geschikte materialen zijn: GVK (Glasvezel Versterkte Kunststof), PVDF (Poly Vinyl;Deert Fluoride), PP (PolyPropeen) en PB (PolyButeen), eventueel "vernet" PE. PVDF is gemiddeld het duurst van deze materialen, ongeveer 2 x zo duur als PP en PB bij de toegepaste temperaturen (zie rel.8). GVK is bij de grootste diameter op het prijsniveau van PP en PB, bij kleinere diameters echter op dat van PVDF. In vergelijking met de gewoonlijk toegepaste stalen le;dingen zijn PVDF en GVK iets duurder, PP en PB goedkoper. Het leggen is bij PP en PB eenvoudig en goedkoop; door de levering op rollen is het mogelijk lengtes tot i00 meter aan één stuk te leggen. Bij GVK zijn de legkosten iets hoger. De raming van onderhoudskosten dient te berusten op ervaring. De ervaring in Nederland met PE voor wijkverwarming beperkt zich tot Almere-haven; met PP en PB tot enige kleinschalige proefprojekten. Aan de hand hiervan is het vooralsnog niet mogelijk een betrouwbare raming te produceren. Staal is qua investering voordeliger dan GVK en PVDF. Door het onvoldoende zicht op de overige kosten van kunststof leidingsystemen is een afweging van de totale kosten niet met zekerheid te maken, maar het laat zich aanzien, dat op dit moment de kosten elkaar niet veel ontlopen; hoewe! kunststoffen voor de toekomst veelbelovend lijken, is in deze studie verder uitgegaan van staal als leidingmateriaal (d.w.z. stalen binnenpijp, PU (Poly Urethaan) isolatie, PE buitenmantel).
-40-
4.3
2- en 3-1eidingsysteem Voor de warmtedistributie kan een 2- of 3-1eidingsysteem worden gebruikt. Dit laatste, waarbij 2 toevoeren worden toegepast, zou voordeel kunnen bieden bij centrale warmtapwaterverzorging. Het 3-1eidingsysteem maakt het mogelijk de watertoevoer t.b.v, de verwarming te scheiden van die t.b.v, warmtapwaterbereiding. Hierdoor zouden de verliezen tijdens de distributie wellicht kunnen afnemen, terwijl de gescheiden opwekking, vanwege de lagere temperatuur van het verwarmingswater, het opwekkingsrendement doet stijgen. De kosten van het leidingnet zullen echter toenemen. In het volgende zullen deze faktoren, gekwantificeerd, worden afgewogen. De beschouwingen zijn betrokken op eengezinswoningen, bestaande bouw. Bij een konstante toevoertemperatuur van 73°C bedraagt het leidingverlies bij het 2-1eidingsysteem ca. 15% van de gevraagde warmte, nl. ca. 10,64% in de aanvoer en 4,36% in de retour. Het 3-1eidingsysteem, met glijdende temperatuur in de toevoer t.b.v, verwarming en vaste (73°C) temperatuur in de toevoer t.b.v, warmtapwatervoorziening, resulteert in ca. 18% verlies. De warmteproduktie zal vanwege de lage toevoertemperatuur van het verwarmingswater en de daaruit resulterende lagere kondensatietemperatuur in de warmtepomp, een hoger rendement bereiken, nl. ca. 7% hoger. Als wij ervan uitgaan dat de warmtepomp 80% levert van het warmteverbruik t.b.v, verwarming en warmtapwater en de ketels 20% bij het 2-1eidingsysteem, dan geeft dit voor het 3-1eidingsysteem een ca. 16% hoger brandstofverbruik. De toename van het brandstofverbruik wordt mede veroorzaakt door het ongunstiger rendement van de warmtapwaterbereiding, nl. m.b.v, een ketel met een rendement van ca. 83%. Omdat voor een 3-1eidingsysteem bovendien aanzienlijke extra investeringen gedaan moeten worden, verdient een 2-1eidingsysteem de voorkeur.
-41-
4.4
Leidingverliezen De warmteverliezen in de leidingen zijn bepaald m.b.v, grondtemperatuurgegevens over de periode 15 maart 1975 tot 15 maart i976 op een diepte van 80 cm. Door in relatie tot de bijbehorende luchttemperatuur de aanen afvoertemperaturen van het verwarmingswater uit te zetten (fig. I0) kan men, door bepaling van de ingesloten oppervlakken tussen de respektievelijke krommen, de verliezen over een jaar bepalen. De hiermede gevonden resultaten zijn weergegeven in tabel 5 en fig. 11.* Tabel 6 geeft de rendementen weer, tot en met de verbruiker. Figuur 12 geeft tenslotte het energiestroomdiagram van een totale installatie weer (i warmtepomp). * Zomerverhoging van de retourtemperatuur t.g.v, gering warmteverbruik is hier niet meegerekend; de invloed op het verlies is gering.
-42-
Aantal W.E.
Warmteverl±es ~h/jaar
Warmteverlies % *
48 EG
150
15,80
i00 EG
280
14,05
200 EG
570
14,05
400 EG
1.440
17,87
i000 EG
3.290
16,30
0
0
40 MG 200 MG
80
2,44
40 MG 148 EG
510
14,02
80 MG 300 EG
1.160
15,86
200 MG 800 EG
2.790
14,40
i00 EG
227
10,88
200
454
~0,88
100 EG
199
17,60
200 EG
398
17,60
400 EG
978
21,63
EG
Tabel 5 - Warmteverliezen leidingnet * Percentage van de door de woningen verbruikte warmte.
Bestaande bouw Aantal W.E.
40 EG
Bestaande bouw
120 EG
200 EG
400 EG
1000 EG
40 MG
Bestaande bouw
200 MG
40 MG 160 EG
80 MG 320 EG
200 MG 800 EG
W.P. inst.
1,318
1,318
1,318
1,330
1,346
1,318
1,318
1,318
1,330
1,346
Ketelinst.
0,800
0,803
0,809
0,815
0,850
0,800
0,805
0,808
0,814
0,848
Warmtecentrale
1,174
1,175
1,177
1,201
1,244
1,174
1,176
1,177
1,201
1,244
Leidingnet
0,864
0,877
0,877
0,848
0,860
1,000
0,976
0,877
0,863
0,874
Totaal
1,014
1,031
1,032
1,018
1,070
1,174
1,148
1,032
1,037
1,087
Nieuwbouw huidige norm
Nieuwbouw Deense norm
Aantal W.E.
120 EG
200 EG
400 EG
120 EG
200 EG
400 EG
W.P. inst.
1,318
1,318
1,330
1,318
1,318
1,318
Ketelinst.
0,803
0,810
0,815
0,803
0,802
0,804
Warmtecentrale
1,175
1,178
1,201
1,175
1,174
1,175
Leidingnet
0,902
0,902
0,880
0,850
0,850
0,822
Totaal
1,060
1,063
1,057
0,999
0,998
0,967
Tabel 6 - Rendementen op jaarbasis
TEBODIN
_~~_
75
TOE VOERWATERTEMP.
~0
5o ~FVOERWATER TEM P.
/.. 40 /
"U "
30’
2O
~ LUCHT TEMP. GRO N DWATERTEMP, GRONDTEMP.
X
mrt april
mei
junf
juli
aug.
sept okt.
FIG. !~O TEMP, VERLOOP GROND EN VERWARMINGSWATER
X
TEBODIN
_~~
t
EENGEZINS GRCOMBJNEERD (BESTAANDE BOUW)
0 5OO AANT WONINGEN~
1000
FIG. 11 WARMTEVERLIES IN LEIDINGEN IN % VAN DOOR WONINGEN VERBUIKTE WARMTE
bran d stof gasmotor £70)
v erli es ga s mot or ~11 ~
FIG.12 ENERGIE DIAGRAM
TOTALE INSTALLATIE (lWARMTEPOMP)
-47-
4.5 Regelkamers In de regelkamers wordt de druk geregeld en aangepast aan de huis±nstallaties. Tevens is opgenomen het beveiligingssysteem ter voorkoming van overbelasting van de huisinstallaties en van aanzienlijke waterverliezen bij eventuele leidingbreuk. Elke regelkamer is voorzien van een centrale warmtemeter, zie fig. 13. Bij stadsverwarmingsstudies is gebleken, dat bij aansluiting van i00 woningen op i regelkamer een minimum in de kosten wordt bereikt. Bij de hier geldende situatie zal dit minimum zich eveneens rond de i00 woningen bevinden. Ook hier is op één regelkamer een groep van ca. i00 woningen aangesloten. Waar mogelijk zijn de regelkamers van dicht bij de warmtecentrale gelegen groepen van woningen opgenomen in de centrale. In wijken van i000 woningen zijn boosterpompen in de retourleidingen geplaatst om bij breuk van een leiding de grotere drukval te overbruggen.
VERKLARING
0
DRUkREGE_AAR
TEHPERATUUR VOELER
DRUKVERSCH[LRE~ELAAR DRUKVERSCHILNETER
FIG.13
Schema van de regelkamer
-49-
5.
DE HUISINSTALLATIE Figuur 14 geeft schematisch de opbouw van de huisinstallatie weer. Gekozen is voor een boilerinstallatie voor warmtapwater, zodat de vermogensvraag t.b.v, warmtapwaterverwarming sterk gedempt wordt. Hierdoor is de aansluitwaarde gelijk te stellen aan het maximaal t.b.v, verwarming gevraagde vermogen. 5.1 Verwarming Bij bestaande bouw kan na isolatie de (door de ongewijzigde radiatoren) toegevoerde warmte bepaald worden m.b.v, de formule: Q geZsoleerd Q onge~solee~d :[ waarbij:
/ (TG - TK) geisoleerd ~o~ (TG TK) ~rd|r
_0 1,3 à 1,33, zie ref. 3,4,5; gewerkt is met o&= 1,3 gemiddelde radiator temperatuur Ttoevoer - Tafvoer ~ + TK = TK Tt°ev°er ~n Tafvoer - TK T K
:
T
toevoer + Tafvoer 2
kamertemperatuur = 20°C.
Uitgangspunt bij bestaande bouw is geweest, dat het maximale water debiet in geisoleerde eengezinswoningen gelijk is aan dat in ongeisoleerde. De huisinstallatie is voorzien van een circulatiepomp, die een konstant debiet door de radiatoren verzorgt en door recirkulatie van het retourwater de toevoertemperatuur naar de radiator aanpast aan de warmtebehoefte. De toe te voeren warmte wordt bepaald door de lineaire relatie met de omgevingstemperatuur. Hiermee kan bij iedere omgevingstemperatuur de toevoer- en afvoertemperatuur van het verwarmingswater bepaald worden, zie fig. 15 en 16. Hier is weergegeven wat de installatie moet kunnen leveren. Het 90/70°C systeem van de ongeisoleerde bestaande eengezinswoningen verandert dan in een 73/59°C systeem na isolatie. De aanvoertemperatuur van het water in het leidingnet wordt t.b.v. de warmtapwatervoorziening op konstant 73°C gehouden. Ook voor de nieuwbouw is uitgegaan van een 73/59°C systeem. In vergelijking met een konventioneel 90/70°C systeem zijn daarom radjatoren met een groter oppervlak toegepast.
-50-
AFSLUITER
TERUGSLAGKLEP
FILTER
~ ~
Q
THERMOSTAA~
GEST UURDE REGELAFSLUITER (~ HANDREGELAFSLUITER
@
VERSCH;LDRUKREGELAAR
CIRCULATIEPOMP
~~ WARMTEMETING
~
TEMR & DRUKMEETPUN’f
PRINCIPE SCHEMA HUISAANSLUlTING
FIGUUR 14
TEBODIN
-5i-
o 11,5
~o. >
0 -10
Ö
10
20
80 toevoer u~t net
~04o 20. ~~’
0
radiatortoevoer
ó
~
~o
0,2
o,12
0,04
-10
0 10 buitentemp.(°C ) ---~
FIG. 15 BESTAANDE EENGEZINSWONING
20
-52-
TEBODIN
10
L
-10
80
~
0
1’0
20
~J TE STOKEN DOOR KETE.L TOEVOER UJT NET
6O
40.
20.
O -10
Ö
10
20
16
20
1 0,06.
0,02 -10
buitentemp (0C)-~FIG. 16 BESTAANDE MEERGEZINSWONING
-53-
De verwarming van geisoleerde bestaande meergezinswoningen vereist bij minimale omgevingstemperaturen een toevoer van 80°C. Als uitgegaan wordt van eenzelfde retourtemperatuur als van eengezinswoningen, wordt de maximale toevoertemperatuur 85°C. Dit betekent dat onder ca. -4°C bijverwarming van het toegevoerde verwarmingswater moet plaatsvinden, van 73 naar 85°C. Dit kan m.b.v, de blokverwarmingsinstallatie. Het extra energieverbruik hiervoor is laag (gering aantal uren per jaar). 5.2
Warmtapwatervoorziening Voor de warmtapwatervoorziening zijn de volgende mogelijkheden overwogen t.a.v, de warmteproduktie. centraal, vanuit de warmtecentrale: - m.b.v, de warmtepompinstallatie - m.b.v, een ketelinstallatie individueel, - m.b.v, een - m.b.v, een - m.b.v, een
per woning: geiser gasboi$er elektrische boiler.
De voornaamste kenmerken van een centrale voorziening zijn de hogere rendementen voor de bereiding van het warmtapwater en de grotere transportverliezen. De leidingverliezen in het 2-1eidingsysteem nemen, t.g.v, de centrale warmtapwatervoorziening met ca. 5% van het totale warmteverbruik van de woningen toe t.o.v, individuele voorziening. Dit komt overeen met ca. 30% van het warmteverbruik t.b.v, warmtapwater. Als wij uitgaan van i14,5% totaal rendement (dus inkl. leidingverliezen) bij centrale opwekking t.b.v, alleen verwarming, en 107% t.b.v, verwarming en warmtapwater, dan is de benodigde hoeveelheid primaire energie, die nodig is t.b.v, centrale warmwaterbereiding t.b.v, verwarming en individuele warmtapwater bereiding, per eengezinswoning: i7.250 2900 + (kWh) 1,14 ~ t.w waarbij ~ t.w. het rendement is van het warmwaterapparaat. Indien bovenstaande waarde kleiner is dan: 17.250 + 2900 = 18.832 (kWh) 1,07 is individuele warmtapwaterbereiding energetisch aantrekkelijk; dit is dus het geval als: 17.250 + 2900 1,14 7 t.w. ofwel ~t.w.
<
18.832
~ 0,78
-54-
d.w.z, dat het rendement van het warmtapwaterapparaat tenminste 78% moet bedragen om energetisch te konkurreren met centrale warmtapwatervoorziening. In de praktijk is dit rendement lager (40 à 60% voor een gasboiler of geise~, ca. 30% voor een elektrische boiler, inklusief verliezen bij opwekking en transport), zodat na mede afweging van investeringkosten, gekonkludeerd kan worden, dat centrale voorziening de voorkeur verdient. Wat betreft de tapwatertemperatuur kan gezegd worden, dat deze zódanig moet zijn dat geen komfortverlies optreedt t.o.v, gangbare systemen (geiser, el. boilerl. ~ierdoor is de ondergrens van de warmwatertoevoertemperatuur vastgelegd, zoals gebruikelijk voor stadsverwarmingssystemen, op rond de 70°C. Hier is gekozen voor een konstante toevoertemperatuur van 73°C.
-55-
6o
KOSTEN 6.1
Uitgangspunten De gegeven kostencijfers zijn in guldens exkl. b.t.w., begin 1980 en gebaseerd op de nu verkrijgbare apparatuur. In de berekeningen is uitgegaan van een inflatie van 5% en een marktrente van 8%.
6.2
Investeringen Investeringen per begin 1980 zijn gegeven in tabel 7. De investeringen per kilowatt zijn betrokken op de totale aansluitwaarde van de betreffende wijk. De jaarlijkse kapitaalslasten zijn gegeven in tabe! 8. Bij de bepaling van de annuiteiten is van een marktrente van 8% uitgegaan. De investeringen voor de huisinstallaties bij de nieuwbouw zijn verminderd met de investeringen, die voor individuele warmtevoorziening zouden moeten plaatsvinden.
6.3
Onderhoudskosten Jaarlijkse ond~rhohdskosten zijn gegeven als percentage van de investeringen, zie ook tabel 9: Gasmotor W.P. installatie Ketelinstallatie Leidingnet Regelkamers Huisinstallatie
: : : : :
5% 3% 3% 3% 3%
Bij deze kosten zijn de kosten voor beheer en bediening inbegrepen. 6.4 Brandstofkosten Het jaarlijkse brandstofverbruik in tabel i0 is m.b.v, de rendementen van de totale warmtecentrale en die van de leidingnetten bepaald. Voor de energieprijzen scenario’s zijn reële prijsstijgingen van 4 en 8 procent per jaar verondersteld. De prijsstijgingen hebben betrekking op het primair gas (verkoopprijs van de Gasunie). Voor de aardgasprijs is een konstant verschil van f 0,1265 per m~ tussen het primair gas en het finale gas (gas voor de kons~~ent) verondersteld. 6.5
Overige kosten Onder de overige kosten vallen kosten voor elektriciteit t.b.v. de verdamper-ventilatoren, distributiepompen en pompen van de huisinstallaties, zie tabel ii, alsmede de kosten t.b.v, verzekering, zie tabel 12.
Bestaande bouw geÆsoleerd Aantal W.E.
40 EG
120 EG
200 EG
400 EG
i000 EG
W.P. inst. FI/kW
477
432
402
360
300
438
Ketelinst. FI/kW
140
130
124
135,4
130,3
Leidingnet FI/kW
920
819,9
819,9
1018,2 26,1
Regelkamers FI/kW Huisinst. FI/kW Totaal Fl/WE
40 MG
200 MG
40 MG 160 EG
80 MG 320 EG
200 MG 800 EG
418,5
405
360
321
139,2
125,4
124
135,4
131,7
998,4
-
179,1
830
900
919,2
58,3
-
-
13,1
27,3
60,9
176
176
176
176
176
225
225
185,8
185,8
185,8
19700
17916
17502
19731
19125
7220
8532
17138
17694
~17805
Per kw aansluitwaarde
Tabel 7A - Investeringen
Nieuwbouw huidige norm
Nieuwbouw Deense norm
Aantal WE
120
200
400
120
200
400
W.P.inst. FI/kW
1420 426 *
1330 399
1200 360
1540 463
1460 438
1340 402
Ketelinst. FI/kW
180 122,8 *
183 121,8
176 133,8
188 128
190 126,4
187 120,3
Leidingnet FI/kW *
338,1
338,1
483,7
636,1
636,1
869,8
25
-
Regelkamers FI/kW * Huisinst. * FI/kW Totaal FI/kW
-
7,4 879,5
-
7,4 851,5
-
-
40,8
7,4
34,1
34,1
34,1
995,1
1193,0
1166,4
1398,8
6681
6532
7833
*
Totaal FI/W.E.
10554
10218
11941
¯ Per kW aansluitwaarde
Tabel 7B - Investeringen
Bestaande bouw geisoleerd Aantal W.E.
Ekonomische Annufteit levensduur * (jaar)
40
120
200
400
EG
EG
EG
EG
i000
40
200
40 MG
80 MG
200 MG
EG
MG
MG
160 EG
320 EG
800 EG
47,30
42,05
37,49
108,04
116,98
121,59
85,29 98,49 155,34
159,03
159,08
W.P.inst.
15
0,1168
55,7~
50,46 46,95
42,05 35,04
Ketelinst. Leidingnet Regelkamers Huisinst.
25
0,0937
115,81
105,50 104,93
127,03 127,71
Totaal FI/kW
171,52
155,96 151,88
169,08 162,75
Totaal FI/W.E.
1972,52
1793,5 1746,67 1944,41 1871,66
¯ Gebaseerd op 8% rente per jaar. Tabel 8A - Jaarlijkse kapitaalslasten
51,16 48,88
34,13
49,61
767,57 886,45 1708,70
1749,38
1749,83
Nieuwbouw huidige norm Aantal W.E.
Ekonomische levensduur
Annuïteit
120
200
Nieuwbouw Deense norm 400
120
200
400
W.P.inst. FI/kW
15
0,1168
49,75
46,60
42,05
54,08
51,16
46,95
Ketelinst. FI/kW
25
0,0937
11,51
11,41
12,54
11,99
11,84
11,27
Leidingnet
25
0,0937
31,68
31,68
45,32
59,60
59,60
81,50
Regelkamer FI/kW
25
0,0937
-
3,82
Huisinst. FI/kW
25
0,0937
~l/kw
Totaal FI/kW
Totaal FI/W.E.
2,34 - 0,69
- 0,69
- 0,69
- 3,20
- 3,20
- 3,20
92,25
89,--
101,56
122,47
119,40
140,34
1068,-- 1218,72
685,83
668,64
785,90
ii07,--
Tabel 8B - Jaarlijkse kapitaalslasten
Bestaande bouw geisoleerd Aantal W.E.
40 EG
W.P.inst. FI/kW
23,85
21,60
20,10
18,--
15,--
21,90
Ketelinst. FI/kW
4,20
3,90
3,72
4,06
3,91
Leidingnet FI/kW
27,60
27,59
27,59
30,55
Regelkamers FI/kW
-
Huisinst. F1/kW
120 EG
200 EG
-
400 EG
i000 EG
40 MG
200 MG
40 MG 160 EG
80 MG 320 EG
200 MG 800 EG
20,93
20,25
18,--
16,05
4,18
3,76
3,72
4,06
3,95
29,95
-
5,37
24,90
27,--
27,58
0,78
1,75
-
-
0,39
0,82
1,83
5,28
5,28
5,28
5,28
5,28
6,75
6,75
8,57
5,57
5,57
Totaal FI/kW
60,93
58,37
56,69
58,67
55,89
32,83
36,81
54,83
55,45
54,98
Totaa! F!/WE
700,70
671,26
651,93
674,71
642,74
295,47
331,29
603,13
609,95
604,78
Tabel 9A - Jaarlijkse onderhoudskosten
Nieuwbouw huidige norm Aantal W.E.
120
200
Nieuwbouw Deense norm 400
120
200
400
W.P.inst. FI/kW
21,30
19,95
18,--
23,15
21,90
20,10
Ketelinst. FI/kW
3,68
3,65
4,01
3,84
3,79
3,60
Leidingnet
10,14
10,14
14,51
19,08
19,08
26,09
Regeikam~rs FI/kW
-
-
0,75
Huisinst. FI/kW
i~22
- 0,22
- 0,22
- 0,22
- 1,02
- 1,02
- 1,02
Totaal FI/kW
34,90
33,52
37,05
45,05
43,75
49,99
Totaa! Fl/WE
418,80
402,24
444,60
252,28
245,--
279,94
* kW aansluitwaarde
Tabel 9B - Jaarlijkse onderhoudskosten
Bestaande bouw geZsoleerd Aantal W.E. Warmteverbruik
40 EG
120 EG
200 EG
400 EG
i000 EG
40 MG
20. 150
20. 150
20. 150
20. 150
20. 150
16.380
16. 380
19. 395
19. 395
19.395
1,014
1,031
1,032
1,018
1,070
1,174
1,148
1,032
1,037
1,087
19.872
19.544
19.525
19.794
18.832
13.952
14.268
18.794
18.703
17.843
kWh/WE Totaal rendement Brandstofverbruik kWh/WE
Nieuwbouw huidige norm Aantal W.E. Warmteverbruik (kWh/WE)) Totaal rendement Brandstofverbruik (kWh!WE)
200 MG
Nieuwbouw Deense norm
120 EG
200 EG
400 EG
120 EG
200 EG
400 EG
20.900
20.900
20.900
11.300
11.300
11.300
1,060
1,063
1.057
0,999
0,998
0,967
19.717
19.661
19,773
11.311
11.323
11.686
Tabel i0 - Brandstofverbruik per jaar
40 MG 160 EG
80 MG 320 EG
200 MG 800 EG
Bestaande bouw geisoleerd Aantal W.E.
40 EG
120 EG
200 EG
400 EG
i000 EG
40 MG
200 MG
Ventilatoren kWh/WE
439
432
432
465
485
308
316
416
440
459
Distributie kWh!WE
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130
Huisinst. kWh/WE
500
500
500
500
500
500
500
500
500
500
1069
1062
1062
1095
1115
938
946
1046
1070
1089
Totaal kWh/WE
Nieuwbouw huidige norm
Nieuwbouw Deense norm
Aantal W.E.
120 EG
200 EG
400 EG
120 EG
200 EG
400 EG
Ventilatoren (kWh/W~)
436
436
465
250
250
258
Distributie kWh/WE
148
148
148
63
63
63
Huisinst. kWh/WE
522
522
522
243
243
243
1106
1106
1135
556
556
564
Totaal
Tabel ii - Elektriciteitsverbruik per jaar (overige kosten)
40 MG 160 EG
80 MG 320 EG
200 MG 800 EG
Bestaande bouw eengezins Aantal W.E. Verzekering F1/WB
40 EG 197,00
Bestaande bouw meergezins
120 EG
200 EG
400 EG
179,16
175,02
197,31
Nieuwbouw huidige norm Aantal W.E.
120 EG
200 EG
400 EG
Verzekering Fl/WE
105,54
102,18
119,41
1000 EG 191,25
40 MG 72,20
200 MG 85,32
Nieuwbouw Deense norm 120 EG 66,18
200 EG 65,82
400 EG 78,33
Tabel 12 - Jaarlijkse verzekeringskosten (overige kosten)
Bestaande bouw gekombineerd 40 MG 160 EG 171,38
80 MG 320 EG 176,94
200 MG 800 EG 178,05
-65-
6.6
Totale kosten De kostencijfers zijn geëvalueerd voor de verschillende wijken en kontant gemaakt naar begin 1980 m.b.v, het inflatiepercentage. In de tijd gezien verlopen de kontant gemaakte kosten als volgt: - investeringskosten dalen - onderhouds- en verzekeringskosten blijven gelijk - brandstof- en elektriciteitskosten stijgen. Hierdoor kan een zinvolle vergelijking van de kosten bij verschillende wijkgroottes niet gemaakt worden door slechts één jaar te bezien maar moeten zij over een periode geso~mneerd De periode die hier beschouwd is, is de ekonomische levensduur van de totale installatie die op 20 jaar is gesteld. Deze 20 jaar is gekozen tussen 1980 en 2000. De kapitaalslasten zijn berekend uit de investeringen door te vermenigvuldigen met de annufteiten. De onderhouds- en verzekeringskosten worden verondersteld gelijke tred te houden meh de inflatie, waardoor zij, kontant gemaakt, konstant zijn. De brandstof- en elektriciteitskosten zijn vastgesteld voor de periode 1980-2000 aan de hand van hiervoor bestaande scenario’s, zie rel. 7 en fig. 17 en 18. Bij een gelijkblijvend jaarlijks verbruik geven deze voor een hoog scenario effektieve kontant gemaakte waarden van 0,0679 en 0,287 Fl/kWh voor resp. gas en elektriciteit, beide exkl. b.t.w, en zonder vast recht, voor een laag scenario resp. 0,0474 Fl/kWh en 0,232 Fl/kWh. Bij een inflatie van 8% en een marktrente van 8% worden de totale kontant gemaakte kosten: I + D + B + E (Fl) I = D =
totale investeringskosten = a x 12,462; a = annuiteit in Fl. totale onderhouds- en verzekeringskosten = d x 20; d = jaarlijkse onderhouds- en verzekeringskosten in Fl. B = totale brandstofkosten = b x 20 x 0,0679 (hoog scenario); b - jaarlijks brandstofverbruik in kWh. E = totale elektriciteitskosten : e x 20 x 0,287 (hoog scenario); e = jaarlijks elektriciteitsverbruik in k~gh. Deze kosten zijn gegeven in tabel 13 (hoog scenario) en tabel 14 (laag scenario).
Bestaande bouw eengezins Aantal W.E. Brandstof
40 EG
120 EG
200 EG
400 EG
Bestaande bouw meergezins I000 EG
40 MG
Bestaande bouw gekombineerd
200 MG
40 MG 160 EG
80 MG 320 EG
200 MG 800 EG
26.986
26.541
26.515
26.880
25.574
18.947
19.376
25.522
25.399
24.231
6.136
6.096
6.096
6.285
6.400
5.384
5.430
6.004
6.142
6.251
Investering
24.582
22.351
21.767
24.231
23.325
9.565
11.047
21.294
21.801
21.806
Onderhoud en verzekering
17.954
17.008
16.539
17.440
16.680
7.353
8.332
15.490
15.738
15.657
Totaal
75.658
71.996
70.917
74.836
71.979
41.249
44.185
68.310
69.080
67.945
Elektriciteit
In Fl/WE. Tabel 13A - Totale kontant gemaakte kosten 1980 - 2000 (hoog scenario)
Nieuwbouw huidige norm Aantal W.E.
Nieuwbouw Deense norm
120 EG
200 EG
400 EG
120 EG
200 EG
400 EG
26.776
26.700
26.852
15.360
15.377
15.870
6.348
6.348
6.515
3.191
3.191
3.237
Investering
13.795
13.309
15.188
8.547
8.333
9.794
Onderhoud en verzekering
10.487
10.088
ii.280
6.382
6.206
7.165
Totaa!
57.406
56.445
59.835
33.480
33.107
36.066
Brandstof Elektriciteit
In Fl/WE
Tabel 13B - Totale kontant gemaakte kosten over 1980 - 2000 (hoog scenario)
Bestaande bouw eengezins Aantal W.E.
120 EG
200 EG
400 EG
18.839
18.528
18.510
18.765
17.853
4.960
4.928
4.928
5.081
Investering
24.582
22.351
21.767
Onderhoud en verzekering
17.954
17.008
Totaal
66.335
62.815
Brandstof Elektriciteit
40 EG
Bestaande bouw meergezins i000 EG
40 MG
Bestaande bouw gekombineerd
200 MG
40 MG 160 EG
80 MG 320 EG
200 MG 800 EG
13.227
13.526
17.817
17.731
16.915
5.174
4.352
4.389
4.853
4.965
5.053
24.231
23.325
9.565
11.047
21.294
21.801
21.806
16.539
17.440
16.680
7.353
8.332
15.490
15.738
15.657
61.744
65.517
63.032
34.497
37.294
59.454
60.235
59.431
In Fl/WE. Tabel 14A - Totale kontant gemaakte kosten 1980 - 2000 (laag scenario)
Nieuwbouw huidige norm Aantal W.E.
Nieuwbouw Deense norm
120 EG
200 EG
400 EG
120 EG
200 EG
400 EG
18.692
18.639
18.745
10.723
10.734
11.079
5.131
5.131
5.266
2.579
2.579
2.617
Investering
13.795
13.309
15.188
8.547
8.333
9.794
Onderhoud en verzekering
10.487
i0.088
11.280
6.382
6.206
7.165
Totaal
48.105
47.167
50.479
28.231
27.852
30.655
Brandstof Elektriciteit
In Fl/WE Tabel 14B - Totale kontant gemaakte kosten over 1980 - 2000 (laag scenario)
1,0
hoog scenario 8%stijging/jaar O,B
0,6 laag scenario 4 % stijging/jaar
o~ 0,2
’85
FIG. 17 AARDGASPRIJS
’9O
’9 5
2000
vol
hoog scenario
~
laag scenario 0,2
0 1980
1985
1990
FIG.18 ELEKTRICITEITSPRIJS _
1995
2000
-72-
7.
KONKLUSIES De naar kosten geoptimaliseerde wijkgrootten zijn: eengezins, bestaande bouw, ge~soleerd eengezins, nieuwbouw, huidige norm eengezins, nieuwbouw, Deense norm
: : :
meergezins, bestaande bouw, ge~soleerd
:
gekombineerd bestaande bouw, ge[soleerd
:
200 W.E. 200 W.E. 200 W.E. 40 W.E. (i flat) 200 en i000 W.E.
De ligging van deze optima wordt veroorzaakt door een omslagpunt tussen 200 en 400 woningen, waarbij wordt overgegaan van slechts een distributienet naar een hoofddistributienet + regelkamer + distributienet. De investeringen per woning nemen hierdoor toe, alsmede de warmteverliezen in de leidingen waardoor meer brandstof verbruikt moet worden om dit te kompenseren. Met de wijkgrootte neemt echter het rendement van de warmtecentrale toe, wat vooral bij vee! brandstofverbruik, dus hoge aansluitwaarde, van belang zal zijn voor het totaal resultaat. Het feit, dat bij de gekombineerde bouw het minimum bij 200 woningen geen absoluut minimum (optimum) is, wordt veroorzaakt door de hier gekozen wijkopbouw en daarmee samenhangend de keuze van de leidingloop. Er is uitgegaan, ook bij 200 woningen, van een hoofddistributienet en regelkamers. Bij een gunstiger wijkopbouw kan volstaan worden met slechts een (goedkoper) distributienet, hetgeen zeker een verplaatsing van de optimale wijkgrootte van i000 naar 200 woningen ten gevolge zal hebben. Ook hier geldt dan weer de rege!, dat het optimum ligt bij die wijk, die nog juist geen separate regelkamers en hoofddistributie behoeft. Het verschil in totale kosten tussen de optimale wijkgrootte en de andere wijkgrootten is betrekkelijk gering. De afwijking van het minimum bedraagt ten hoogste 10%. Als de ekonomische haalbaarheid van een konkreet projekt met gegeven wijkgrootte is aangetoond, zal deze haalbaarheid bij relatief kleine veranderingen in wijkgrootte niet beinvloed worden. De wijkgrootte zal over het algemeen geen belemmering zijn voor de toepasbaarheid van warmtepompen.
-73-
REFERENTIES i.
Ir. P. Nivergeld - "De bodem als warmtebron en warmte-opslag voor warmtepompen" - Klimaatbeheersing 9 (1980) No.3.
2.
Dipl.Ing. J. Paulessen (Red.) - "Warmepumpen" - Vulkan Verlag, Essen, 1978.
3.
Ir. A.W. Boeke - Werktuigen I - Delft, Jan. 1979.
4.
Recknagel - Taschenbuch für Heizung, Lüftung und Klimatechnik München 1964.
5.
NEOM - Globale haalb&arheidsstudie warmtepomp Flat Gen. Smeetslaan te Tilburg - 23 april 1980.
6.
Interimrapport Beleidsadviesgroep Stadsverwarming 1976.
7.
P.H. van Dijkum, T. Kram - Introductiescenario’s zonneboilers E.S.C. rapport 3 - Petten 1980.
8.
Ir. T.P.M. Bontje - "Goedkopere warmtedistributie door toepassing van kunststof" - Energiebesparing, Mei 1980.
