ISSO-publicatie november ISSO-publicatie 39. Ontwerp, realisatie en beheer van een Energiecentrale met warmte en koude opslag (WKO)

1

ISSO-publicatie 39 Ontwerp, realisatie en beheer van een Energiecentrale met warmte en koude opslag (WKO) 25 november 2011

Samenstelling ISSO-kontaktgroep: ir. M. van Aarssen ing. J.C. Aerts ir. H.J. Broekhuizen ir. J.J. Buitenhuis ing. P.M.J. Gerats drs. A.de Groof ing. A. van der Hilst H.M.A. Janssen Groesbeek ing. B. Lankhoorn ing. H.C. Roel A. Rook ing. A.W.F. Vlooswijk ing. W. van Voorst Vader dr. ir. C.J. Wisse

IF Technology B.V. ISSO Installect Advies B.V. DWA Installatie- en Energieadvies Sweegers & de Bruijn B.V. SIKB Mampaey Installatietechniek B.V. Ga-Consult Schouten Techniek B.V. Roel Consultants Priva B.V. Wolter & Dros B.V. ENECO Warmte B.V. DWA Installatie- en Energieadvies

ISSO-publicatie 39 25 november 2011

2

Inhoudsopgave Samenvatting.............................................................................................................................................. 4 Wiskundige symbolen ................................................................................................................................ 5 Grafische symbolen .................................................................................................................................... 6 Terminologie .............................................................................................................................................. 7 Begrippen WKO ...................................................................................................................................... 7 Werktuigkundige begrippen................................................................................................................... 9 1

Voorwoord........................................................................................................................................ 11

2

Inleiding ............................................................................................................................................ 12 2.1

Introductie energiecentrale met WKO ..................................................................................... 12

2.2

Doel van de publicatie .............................................................................................................. 13

2.3

Toepassingsgebied ................................................................................................................... 13

2.4

Afbakening met aangrenzende disciplines ............................................................................... 13

2.5

Informatieoverdracht aangrenzende disciplines via communicatiemodellen......................... 15

3

Stappenplan ontwerp energiecentrale WKO ................................................................................... 16

4

Minimaal benodigde gegevens gebouwinstallatie ........................................................................... 18

5

6

7

8

4.1

Ontwerpprocedure ................................................................................................................... 18

4.2

Methoden ................................................................................................................................. 18

4.3

Communicatiemodel minimaal benodigde gegevens gebouwinstallatie ................................ 18

Oriënterende afstemming ondergrondse installatie........................................................................ 22 5.1

Procedure ................................................................................................................................. 22

5.2

Communicatiemodel oriënterende afstemming ondergrondse installatie ............................. 22

Bepaling systeemconcept................................................................................................................. 23 6.1

Procedure ................................................................................................................................. 23

6.2

Methoden ................................................................................................................................. 24

6.2.1

Energieberekeningen ....................................................................................................... 24

6.2.2

Economische prestaties.................................................................................................... 24

Ontwerp hydraulische schakeling .................................................................................................... 25 7.1

Procedure ................................................................................................................................. 25

7.2

Methoden ................................................................................................................................. 25

Dimensionering componenten hydraulische schakeling.................................................................. 26 8.1

Procedure ................................................................................................................................. 26

8.2

Methoden ................................................................................................................................. 27

8.3

Communicatiemodel minimaal uit te wisselen ontwerpgegevens ondergrondse installatie .. 28


3 9

Omschrijving beoogde functionaliteit energiecentrale.................................................................... 30 9.1

Procedure ................................................................................................................................. 30

9.2

Methoden ................................................................................................................................. 31

10

Uitwerking ontwerp ..................................................................................................................... 32

10.1

Procedure ................................................................................................................................. 32

10.2

Communicatiemodellen uitwerking ontwerp .......................................................................... 33

11

Activiteiten realisatiefase ............................................................................................................. 34

11.1

Procedure ................................................................................................................................. 34

11.2

Communicatiemodel voor de realisatie ................................................................................... 35

12

Activiteiten Onderhoud & Beheer ................................................................................................ 36

12.1

Procedure ................................................................................................................................. 36

12.2

Methoden ................................................................................................................................. 36

12.3

Communicatiemodel beheer en onderhoud ............................................................................ 36

13

Referenties ................................................................................................................................... 37


4

Samenvatting Warmte Koude Opslag (WKO) is een methode om energie in de vorm van warmte of koude op te slaan in de bodem. De techniek wordt gebruikt om gebouwen en processen te verwarmen en/of te koelen. Doordat er gebruik gemaakt wordt van opslag van thermische energie is een andere ontwerpaanpak benodigd dan gebruikelijk voor conventionele installaties zoals ketels en koelmachines. Naast het ontwerpen op basis van benodigde capaciteiten is het noodzakelijk mede te ontwerpen op basis van energiestromen. Doordat er sprake is van gebruik van energie uit grondwater worden er wettelijke eisen gesteld aan de optredende energiestromen. Deze publicatie biedt ontwerpprocedures voor werktuigkundig ontwerpers van het bovengrondse deel van energiecentrales met WKO (open systemen). Het ontwerp van het ondergrondse gedeelte vormt een aparte discipline en wordt behandeld in een aparte publicatie (SIKB BRJ 147). De energiecentrales met WKO dienen in samenhang met de gebouwinstallaties ontworpen te worden (distributie en gebruikers). Het ontwerp van de gebouwinstallatie zelf valt buiten het bestek van deze publicatie, evenals het ontwerp van de automatiseringsinstallatie. Deze publicatie biedt communicatiemodellen ten behoeve van samenwerking met de disciplines ontwerp ondergrondse installatie, gebouwinstallatie en automatiseringsinstallatie. De ontwerpprocedures en communicatiemodellen hebben betrekking op de volgende fases: •

Ontwerp;

•

Realisatie;

•

Onderhoud & beheer.


5

Wiskundige symbolen


6

Grafische symbolen


7

Terminologie Begrippen WKO Bodemenergiesysteem Zie open en gesloten bodemenergiesysteem. Doubletsysteem Energieopslagsysteem dat gebruik maakt van (series van) twee putten, waarbij de filters waarmee het warme en koude water in de bodem worden teruggebracht zich op dezelfde diepte binnen één watervoerend pakket bevinden. Gesloten bodemenergiesysteem Installatie waarmee gebruik wordt gemaakt van de bodem voor de levering van warmte of koude ten behoeve van de verwarming of koeling van bouwwerken, door middel van een gesloten circuit van leidingen, met inbegrip van het bovengrondse deel van de installatie. Monobron Een energieopslagsysteem dat gebruik maakt van één put, waarbij de filters waarmee het warme en koude water in de bodem worden teruggebracht zich op verschillende dieptes binnen één watervoerend pakket bevinden. Open bodemenergiesysteem Installatie waarmee van de bodem gebruik wordt gemaakt voor de levering van warmte of koude ten behoeve van de verwarming of koeling van bouwwerken, door grondwater te onttrekken en na gebruik in de bodem terug te brengen, met inbegrip van het bovengrondse deel van de installatie. Put Boorgat met de bron, peilbuizen, filtergrind, kleistoppen, aanvulgrond, pomp, leidingen en afwerking bovengronds. Recirculatiesysteem Een (doublet)systeem dat continue op dezelfde plaats grondwater onttrekt en continue op dezelfde plaats grondwater in de bodem terugbrengt. Deze systemen maken geen gebruik van opgeslagen warmte en koude, maar van de constante grondwatertemperatuur.


8 Infiltratietemperatuur Temperatuur van het grondwater dat geïnfiltreerd wordt in de bodem na energieuitwisseling met de bovengrondse installatie. Koude laden Bedrijfssituatie van de ondergrondse installatie waarbij infiltratietemperatuur lager is dan de onttrekkingstemperatuur. Onttrekkingstemperatuur Temperatuur van het grondwater dat onttrokken wordt voor energieuitwisseling met de bovengrondse installatie. Regeneratie van de bodem Het extra toevoeren van warmte of koude aan de bodem om de totale hoeveelheden warmte en koude die aan de bodem worden toegevoerd met elkaar in evenwicht te brengen. Regeneratievoorziening Installatie bestaande uit één of meerdere apparaten met regeneratie van de bodem als hoofdfunctionaliteit. Warmte laden Bedrijfssituatie van de ondergrondse installatie waarbij de infiltratietemperatuur hoger is dan de onttrekkingstemperatuur.


9

Werktuigkundige begrippen Distributie Het transport van de vloeistof (water) van de opwekkers (koude / warmte) naar de gebruikers (koude / warmte). Energiecentrale Dit is het bovengrondse deel van het bodemenergiesysteem en wordt gevormd door het totaal van bovengrondse warmte- en koudeopwekkers en regeneratievoorzieningen. Exclusief distributiemodules en gebruikersmodules en de exclusief de ondergrondse installatie, inclusief de scheidingswarmtewisselaar met het grondwatercircuit. Werkelijke demarcatie: projectafhankelijk. Hoofdfunctionaliteit energiecentrale Beschrijving van het type energielevering per hoofdcomponent die gekoppeld is aan één bedrijfssituatie van de energiecentrale. Gebouwinstallatie Totaal van distributiemodules en gebruikersmodules. Hoofdcomponenten energiecentrale Warmte- en/of koudeopwekkers en regeneratievoorzieningen Koudegebruiker Apparaat (warmtewisselaar) waarmee koude wordt overgedragen aan het water of medium van de hydraulische schakeling van een klimaatinstallatie. Koudeopwekker Apparaat waarmee koude wordt overgedragen aan het water of medium van de hydraulische schakeling van een klimaatinstallatie. Ondergrondse installatie 1. de bronnen, inclusief bronpompen, regelkleppen, appendages enzovoort; 2. het verbindend leidingwerk tussen de bronnen inclusief kleppen, appendages enzovoort, exclusief de scheidingswarmtewisselaar; 3. de sensoren voor het meten van temperaturen, debieten, energiestromen, drukken ten behoeve van regeling, monitoring en beveiliging. Werkelijke demarcatie: projectafhankelijk. TSA (=tegenstroomapparaat) Warmtewisselaar die geschakeld is volgens het tegenstroomprincipe. Warmteopwekker Apparaat waarmee warmte wordt overgedragen aan het water of medium van de hydraulische schakeling van een klimaatinstallatie. Warmtegebruiker Apparaat (warmtewisselaar) waarmee warmte wordt overgedragen aan het water of medium van de hydraulische schakeling van een klimaatinstallatie.


10 Automatiseringsinstallatie Een installatie die is opgebouwd uit de volgende onderdelen: veldapparatuur, aansluitbekabeling, schakelkasten en automatiseringsstations met daarin ondergebracht DDC regelen besturingsvoorzieningen (hardware en software), datacommunicatienetwerk en randapparatuur voorzien van beheerprogrammatuur. Bedrijfssituatie Situatie van een klimaatinstallatie afhankelijk van het operationeel gebruik van een gebouw of een storing of een alarm. Bedrijfsstanden apparaten Een apparaat kan open/dicht, ingeschakeld/uitgeschakeld of regelend zijn, afhankelijk van o.a.. de bedrijfssituatie van een klimaatregelinstallatie. Functioneel ontwerp Beschrijving van de werking van een klimaatinstallatie door middel van: o Algemene beschrijving van de totale installatie, processchema’s o Functielijsten van de apparaten en instrumenten in de processchema’s o Bedrijfsstandenmatrix en/of definitie van centrale bedrijfssituaties o Toelichtende beschrijvende teksten. Functielijst Lijst waarin van de apparaten en instrumenten van de klimaatinstallatie het aantal benodigde digitale en analoge in- en uitsignalen van de automatiseringsinstallatie zijn vastgelegd, alsmede de relevante ontwerpgegevens zoals vermogen, temperatuur van de apparaten en ingestelde waarden en type regelaar van de instrumenten. Proces Klimaatinstallatie of deel van een klimaatinstallatie waar een fysische verandering en/of omzetting van energie plaats vindt. Processchema Tekening van een hydraulische en luchttechnische schakeling met daarin opgenomen de apparaten en instrumenten met als doel de opzet van dit deel van de klimaatinstallatie te laten zien. Technische ontwerp v/d automatiseringsinstallatie Op basis van de informatie van het functioneel ontwerp het definitief vaststellen, vastleggen, selecteren en dimensioneren van: o De benodigde apparaten en instrumenten o De specifieke software o De stuurstroomschema’s v/d schakelkasten o De lay-out en omvang v/d schakelkasten o Soort en diameter bekabeling Werktuigbouwkundig ontwerpen Het bedenken en dimensioneren van het werktuigbouwkundig deel van een klimaatinstallatie, inclusief het beschrijven van de werking van de klimaatinstallatie d.m.v. het functioneel ontwerp.


11

1

Voorwoord

Deze ISSO-publicatie 39A heeft betrekking op het ontwerpen van energiecentrales met gebruikmaking van Warmte- en koudeopslag in de bodem. ISSO 39A beschrijft hierbij de ontwerpprocedures en benodigde activiteiten voor realisatie, onderhoud en beheer. Ten behoeve van de leesbaarheid zijn de ontwerpprocedures voorzien van verklarende opmerkingen. Een technische toelichting en richtlijnen voor uitwerking worden gegeven in ISSO 39B. De ontwerpprocedures beschrijven de activiteiten die nodig zijn om technisch-inhoudelijk gezien tot een volledig uitgewerkt en gedocumenteerd ontwerp te komen van een energiecentrale met WKO.


12

2

Inleiding

2.1

Introductie energiecentrale met WKO

Warmte Koude Opslag (WKO) is een methode om energie in de vorm van warmte of koude op te slaan in de bodem. De techniek wordt gebruikt om gebouwen, woningen, kassen en processen te verwarmen en/of te koelen. Er is sprake van twee soorten systemen: open en gesloten systemen. Deze publicatie heeft betrekking op open systemen. Bij open systemen wordt grondwater gebruikt als transportmedium voor energie. De opslag van energie vindt plaats in zandlagen in de bodem (aquifers), zie figuur 2.1. In dit voorbeeld is sprake van een warme en een koude bron (doublet). Andere vormen worden nader omschreven ISSO 39B. Bij gesloten systemen wordt er geen grondwater verplaatst. De energieuitwisseling vindt plaats via een gesloten circuit van bodemwarmtewisselaars. De energie wordt opgeslagen in de bodemlagen waarin de bodemwarmtewisselaar is aangebracht. Gesloten systemen worden niet beschreven in deze ISSOpublicatie over WKO. Daarvoor wordt verwezen naar ISSO 73 [100].

Figuur 2-1

Open systemen met grondwater als transportmedium. Voorbeeld van doubletsysteem met scheidingswarmtewisselaar (TSA)..


13

In het spraakgebruik over WKO wordt meestal over het ondergrondse en het bovengrondse deel gesproken. Het ondergrondse deel wordt in hoofdzaak gemaakt door een boorfirma, het bovengrondse deel door een installatiebedrijf. Deze publicatie richt zich primair op het bovengrondse gedeelte. Dit wordt in het vervolg van deze publicatie de ‘energiecentrale’ genoemd.

2.2

Doel van de publicatie

Het doel van deze publicatie ISSO 39A is het geven van ontwerpprocedures voor energiecentrales met WKO met bijbehorende methoden en communicatiemodellen. De doelgroep wordt gevormd door installatieontwerpers. Een technische toelichting en richtlijnen voor uitwerking worden gegeven in ISSO 39B.

2.3

Toepassingsgebied

Het toepassingsgebied van WKO-systemen dat met deze publicatie wordt bestreken, betreft individuele utiliteitsgebouwen. De tekst en de voorbeelden in ISSO 39B zullen daar op gericht zijn. Toepassingen in de glastuinbouw, industrie, woningbouw hebben specifieke kenmerken die in deze publicatie buiten beschouwing blijven. WKO wordt in de woningbouw altijd gecombineerd met warmtepompen en daar is al eerder een ISSO-publicatie over verschenen (ISSO 80). Collectieve systemen, waarin meerdere gebouwen, op een collectief WKO-systeem zijn aangesloten, hebben ook een aantal specifieke aspecten die niet in detail uitgewerkt worden in deze publicatie.

2.4

Afbakening met aangrenzende disciplines

In deze paragraaf wordt omschreven wat onder de zogenoemde energiecentrale verstaan. Dit is alles wat met warmte- en koude opwekking te maken heeft. In ISSO-publicaties wordt onderscheid gemaakt naar opwekking, distributie en gebruikers (zie ISSO-44 en ISSO-47). Met het bovengrondse deel wordt het opwekkingsgedeelte bedoeld. Distributie en gebruikers vallen onder wat genoemd wordt de ‘overige gebouwinstallaties’. ISSO publicaties kennen echter geen verder onderscheid naar ‘bovengronds’ en ‘ondergronds’. In deze publicatie wordt dit onderscheid nadrukkelijk gemaakt omdat er over de ondergrondse installaties een aparte publicatie verschijnt [210]. Het ontwerpen van een bronnensysteem en met bijbehorende kennis van geohydrologie vormen een aparte discipline.


14

Gebouwinstallatie

Energiecentrale

Gebruikers warmte / koude Distributie warmte / koude incl. transportpompen

Opwekking warmte/koude Incl. TSA

ISSO 39

Ondergrondse installatie

Figuur 2-2

Bronnen, bronpompen Verbindend leidingwerk

Onderscheid gebouwinstallatie, bovengrondse installatie (energiecentrale) en de ondergrondse installatie. Demarcatie definitief vast te stellen per project.

Het ondergrondse deel bestaat uit: 1. de bronnen, inclusief bronpompen, regelkleppen, appendages enzovoort; 2. het verbindend leidingwerk tussen de bronnen inclusief kleppen, appendages enzovoort, exclusief de scheidingswarmtewisselaar; 3. de sensoren voor het meten van temperaturen, debieten, energiestromen, drukken ten behoeve van regeling, monitoring en beveiliging. De volgende onderdelen behoren nog bij de beschrijving van het bovengrondse deel: 1 1. de scheidingswarmtewisselaar ; 2. uitwisseling van signalen die relevant zijn voor het regelen, besturen en beveiligen van de energiecentrale installatie. Definitieve demarcaties dienen door de ontwerpende partijen te worden vastgelegd in zogenoemde communicatiemodellen.

1

In het SIKB-protocol wordt dit als volgt omschreven: Het ondergronds circuit is doorgaans gescheiden van het bovengronds deel van de installatie door een scheidingswarmtewisselaar of door de warmtepomp. Het bovengronds deel van bodemenergiesystemen valt onder het certificatieschema van KBI. De scheidingswarmtewisselaar of warmtepomp vormt een integraal onderdeel van het bodemenergiesysteem, en vormt doorgaans de scheiding van het bovengronds en ondergronds gedeelte. In het certificatieschema wordt de wisselaar en de warmtepomp tot het bovengronds gedeelte gerekend [210].


15

2.5

Informatieoverdracht aangrenzende disciplines via communicatiemodellen

Voor een goed ontwerp van een WKO-systeem is het van belang dat er gedurende het ontwerpproces afgestemd wordt met de ontwerper(s) van de andere gebieden / disciplines (Figuur 2-2). Om deze afstemming te faciliteren en certificeerbaar te maken worden in deze ISSO-publicatie zogenoemde communicatiemodellen gepresenteerd. In deze modellen wordt omschreven wat er over en weer gecommuniceerd dient te worden. NB:

Het betreft hier communicatie tussen disciplines. Dit is niet maatgevend voor de organisatorische uitwerking.

Ontwerper Automatiseringsinstallatie Gebouwinstallatie

Ontwerper Automatiseringsinstallatie Energiecentrale

W-Ontwerper Gebouwinstallatie

W-Ontwerper Energiecentrale

ISSO 39

Ontwerper Automatiseringsinstallatie Ondergrondse installatie

W-Ontwerper Ondergrondse installatie

Figuur 2-3 Communicatiemodellen informatie-uitwisseling tussen verschillende disciplines. NB: Hier zijn alleen de communicatiestromen tussen de werktuigkundig ontwerper van de energiecentrale en de betrokken disciplines weergegeven. Communicatiestromen tussen andere disciplines onderling zijn niet weergegeven..


16

3

Stappenplan ontwerp energiecentrale WKO

Het volledige stappenplan voor het ontwerpen van een energiecentrale met WKO is als volgt: 1. Stem de minimaal benodigde gegevens van de gebouwinstallatie af met de betreffende ontwerper conform de procedure uit hoofdstuk 4. 2. Maak een oriënterende afstemming met de ontwerper van de ondergrondse installatie conform de procedure uit hoofdstuk 5. 3. Maak een selectie van het systeemconcept op basis van de procedure uit hoofdstuk 6. 4. Ontwerp een hydraulische schakeling voor het systeemconcept conform de procedure uit hoofdstuk 7. 5. Dimensioneer de componenten van de hydraulische schakeling conform de procedure uit hoofdstuk 8. 6. Stem de gegevens voor dimensionering af met de ontwerper van de ondergrondse installatie conform de procedure uit hoofdstuk 8.3 7. Omschrijf de beoogde functionaliteit van de energiecentrale conform de procedure uit hoofdstuk 9. 8. Maak een uitwerking van de ontwerpgegevens conform de procedure uit hoofdstuk 10. 9. Volg de procedure voor de activiteiten in de realisatiefase zoals beschreven in hoofdstuk 11. 10. Volg de procedure uit hoofdstuk 12 voor de activiteiten ten behoeve van onderhoud & beheer.

De navolgende hoofdstukken geven per stap de procedures en bijbehorende methodes. Figuur 3-1 geeft de relatie tussen de BRL-fasering en de in ISSO-publicaties gebruikelijke MKK-fasering.


17

Figuur 3-1 Stappenplan ontwerpproces energiecentrale met WKO


18

4

Minimaal benodigde gegevens gebouwinstallatie

Om het ontwerp van de WKO te maken is afstemming nodig met het ontwerp van het gebouw. Dit hoofdstuk beschrijft welke aspecten afgestemd moeten worden. Eerst wordt de bijbehorende procedure gepresenteerd, gevolgd door het toe te passen communicatiemodel.

4.1

Ontwerpprocedure

1. Verzoek de ontwerper van de gebouwinstallatie om de minimaal benodigde gegevens en overleg over bijbehorende vragen en maak bijbehorende afspraken over de verantwoordelijkheden binnen het ontwerpproces. Maak hierbij gebruik van de communicatiemodellen zoals gegeven in Tabel 4-1, Tabel 4-2 en tabel 4.3. 2. Leg bovengenoemde gegevens vast in een gestructureerd document met versiebeheer.

4.2

Methoden

1. Gebruikmaking van het communicatiemodel uit 4.3 2. Voor de bepaling van de gegevens van de gebouwinstallatie worden geen ‘methoden’ omschreven. Dit behoort tot de professie van de ontwerper van de gebouwinstallatie. Dit communicatiemodel beperkt zich tot het detailniveau dat benodigd is om een ontwerp te kunnen maken van de energiecentrale. Opmerkingen •

4.3

In de toelichtende teksten in ISSO 39B zullen verschillende methodes voor bepaling van de gegevens van de gebouwinstallatie besproken worden. Op basis hiervan kan de ontwerper van de energiecentrale de ontwerper van de gebouwinstallatie kritisch bevragen.

Communicatiemodel minimaal benodigde gegevens gebouwinstallatie

Om een energiecentrale met WKO te realiseren zijn de volgende gegevens van een gebouwinstallatie nodig: •

Werktuigbouwkundige ontwerpgegevens om de energiecentrale te dimensioneren;

•

De jaarlijkse warmte en koude behoefte met bijbehorende temperaturen om

•

o

De thermische (on)balans vast te stellen in de WKO

o

Hoofdcomponenten van de energiecentrale te kunnen dimensioneren

o

Een eventuele kosten/baten analyse uit te voeren voor vergelijking van de verschillende WKO-concepten.

Gegevens van de automatische werking van de gebouwinstallatie

Tabel 4-1 geeft een overzicht van de minimaal benodigde gegevens van de gebouwinstallatie. In Tabel 4-2 worden deze gegevens aangevuld met randcondities, vragen en afspraken over de gebouwinstallatie. De ontwerper van de energiecentrale verzoekt de ontwerper van de gebouwinstallatie deze gegevens te leveren en hierover te overleggen. Over het ontwerp van een aantal componenten dient de verantwoordelijkheid in het ontwerpproces vastgelegd te worden (tabel 4.3).


19 Tabel 4-1 Minimaal benodigde gegevens gebouwinstallatie (communicatiemodel 1)

Nr.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

1 2

1

Ontwerpgegevens

Wie is verantwoordelijk (Defaults; per project definitief te bepalen)

Ontwerpvermogen voor verwarmen in kW Ontwerp aanvoertemperatuur voor verwarmen in °C Ontwerpretourtemperatuur voor verwarmen in °C Ontwerp volumestroom cv installatie in m3/h Ontwerp druk in cv-installatie in kPa (absoluut) Ontwerpdrukverschil cv-circuit (kPa) Ontwerpvermogen voor koelen in kW Ontwerpaanvoertemperatuur voor koelen in °C Ontwerp retourtemperatuur voor koelen in °C Ontwerpvolumestroom gkw-installatie in m3/h Ontwerpdruk in gkw-installatie in kPa (absoluut) Ontwerpdrukverschil gkw-circuit (kPa) Ontwerpcondities luchtbehandelingskast voor bedrijfssituatie koude- en/of warmteladen

Ontwerper gebouwinstallatie

Deellast gegevens Benodigd vermogens voor verwarmen in kW afhankelijk van de buitentemperatuur, met bijbehorende frequentietabellen of uurlijkse waardes Aanvoertemperatuur voor verwarmen afhankelijk van de buitentemperatuur (stooklijn) Retourtemperatuur voor verwarmen afhankelijk van de buitentemperatuur* Jaarlijkse warmtebehoefte in MWh per jaar Minimaal te leveren vermogen voor verwarmen in kW Minimale terugregelbaarheid cv uitgedrukt als % van de ontwerpvolumestroom Benodigde vermogens voor koelen in kW afhankelijk van de buitentemperatuur, met bijbehorende frequentietabellen of uurlijkse waardes Aanvoertemperatuur voor koelen afhankelijk van de buitentemperatuur* Retourtemperatuur voor koelen afhankelijk van de buitentemperatuur* Benodigde koelbehoefte in MWh per jaar Minimaal te leveren vermogen voor koelen Minimale terugregelbaarheid gkw uitgedrukt als % van de ontwerpvolumestroom Drukval van de grondwater-TSA bij minimaal en maximaal debiet Automatische werking Benodigde signalen van het CV-circuit, analoog en digitaal voor regeling, sturen en beveiligen van de energiecentrale Benodigde signalen van het GKW-circuit, analoog en digitaal voor regeling, sturen en beveiligen van de energiecentrale Project specifieke gegevens Nader in overleg te bepalen

Ontwerper energiecentrale Ontwerper gebouwinstallatie

Ontwerper energiecentrale Ontwerper gebouwinstallatie na overleg met ontwerper energiecentrale Nader in overleg te bepalen

Opmerkingen:

1. Voor de buitentemperatuur afhankelijk gegevens en berekening van de warmte- en koude behoefte wordt uitgegaan van een klimaatjaar. Dit kan op de volgende manieren: a. in de vorm van 8760 opeenvolgende uren waarin per regel de buitentemperatuur, vermogens en temperaturen zijn vastgelegd; b. In de vorm van frequentietabellen waarin per regel de buitentemperatuur, het aantal uren dat deze buitentemperatuur optreedt en de vermogens en temperaturen zijn vermeld. Afhankelijk van de bedrijfsperioden van de gebouwinstallatie moeten frequentietabellen worden opgesteld voor bijvoorbeeld: dag bedrijf, nachtbedrijf en weekendbedrijf; 2. Een energiecentrale met WKO kan ook alleen voor koelen worden ingezet. Verwarmen gebeurt dan bijvoorbeeld met een bestaande verwarmingsinstallatie. Voor deze situaties dienen in Tabel 4-1 alleen de relevante gegevens van de energie centrale met WKO te worden ingevuld.


20

Tabel 4-2 Bijzondere condities die van toepassing zijn in combinatie met de minimaal benodigde gegevens in Tabel 4-1.

Nr.

Bijzondere condities ontwerpgegevens

Toelichting


1

Is het toegestaan dat de luchtbehandelingskast een hoofdfunctie vervult in de energiecentrale (bijvoorbeeld bij een bestaande installatie)? Dient de energiecentrale met WKO gelijktijdig warmte en koude te kunnen leveren Warmte / CV-circuit Wat is de bandbreedte in de jaarlijkse warmtevraag?

Ja/nee


Ja/nee


Als gevolg van gebouwgebruik, gebouwschilkwaliteit en invloed buitenklimaat ± …K; In overleg dit afhankelijk van de buitentemperatuur ± …K; In overleg dit afhankelijk van de buitentemperatuur ± …kW In overleg dit afhankelijk van de buitentemperatuur Dit kan kansen bieden voor ontwerpvarianten van de energiecentrale


2

1

2

Welke afwijkingen zijn toegestaan in de te leveren aanvoertemperatuur van het CV-circuit

3

Welke afwijkingen zijn toegestaan in de retourtemperatuur van het CV-circuit?

4

Welke afwijkingen zijn toegestaan in de te leveren vermogens aan het CV-circuit?

5

Kan in het ontwerp van de energiecentrale rekening gehouden worden met een minimale afname van warmtevermogen door de gebouwinstallatie? Koude / GKW-circuit Wat is de bandbreedte in de jaarlijkse koudevraag?

1

2

Welke afwijkingen zijn toegestaan in de te leveren aanvoertemperatuur van het GKW-circuit

3

Welke afwijkingen zijn toegestaan in de retourtemperatuur van het GKW-circuit?

4

Welke afwijkingen zijn toegestaan in de te leveren vermogens aan het GKW-circuit?

5

Kan in het ontwerp van de energiecentrale rekening gehouden worden met een minimale afname van koudevermogen door de gebouwinstallatie? Startsituatie Zijn er afwijkende condities van toepassing voor de startsituatie?

1


Als gevolg van gebouwgebruik, gebouwschilkwaliteit en invloed buitenklimaat ± …K; In overleg dit afhankelijk van de buitentemperatuur ± …K; In overleg dit afhankelijk van de buitentemperatuur ± …kW In overleg dit afhankelijk van de buitentemperatuur Dit kan kansen bieden voor ontwerpvarianten van de energiecentrale Bijvoorbeeld van aanvoeren retourtemperaturen en vermogens

Ontwerper gebouwinstallatie Ontwerper energiecentrale Ontwerper gebouwinstallatie Ontwerper gebouwinstallatie


Ontwerper gebouwinstallatie Ontwerper energiecentrale Ontwerper gebouwinstallatie Ontwerper gebouwinstallatie


21 tabel 4.3

Verantwoordelijkheden ontwerper gebouwinstallatie en ontwerper bovengrondse deel energiecentrale. X: de betreffende partij in genoemde kolom van deze matrix is verantwoordelijk. Deze tabel bevat defaults, definitieve verantwoordelijkheid per project vast te stellen.

Nr.

Onderwerp


1

Ontwerp van de luchtbehandelingskast

X

2

Ontwerp van de TSA

3

Transportpompen en regelafsluiters CV-circuit

X

4

Transportpompen en regelafsluiters GKW-circuit

X

5

Drukbehoud en expansievat CV-circuit

X

6

Drukbehoud en expansievat GKW-circuit

X

7

Functioneel ontwerp gebouwinstallatie ten behoeve van automatiseringsontwerper gebouwinstallatie

X

8

Functioneel ontwerp energiecentrale ten behoeve van automatiseringsontwerper energiecentrale

X*

*: mogelijk een gedelegeerde verantwoordelijkheid aan de ontwerper van de ondergrondse installatie


Ontwerper energiecentrale

X

22

5

Oriënterende afstemming ondergrondse installatie

Om een goed systeemconcept te kunnen ontwikkelen voor de energiecentrale met WKO is het belangrijk eerst een aantal zaken af te stemmen met de ontwerper van het beoogde ondergrondse deel van de centrale. Nadat er een systeemconcept ontwikkeld is wordt dit gevolgd door een meer gedetailleerde afstemming om de componenten van het hydraulische schema te kunnen dimensioneren.

5.1

Procedure

1. Verzoek de ontwerper van de ondergrondse installatie om de minimaal benodigde gegevens van de ondergrond voor de selectie van een systeemconcept. Dit conform het communicatiemodel uit paragraaf 5.2.

5.2

Communicatiemodel oriënterende afstemming ondergrondse installatie

Tabel 5.1 Nr .

Basisgegevens bij selectie systeemconcepten (voorselectie systeemconcept)

Basisgegevens communicatiemodel

Toelichting


1

Is de bodem geschikt voor toepassing van WKO

getoetst conform het SIKB-protocol

Ontwerper ondergrondse installatie

2

Welke regelgeving is van toepassing met betrekking tot de energiebalans?

-Standaard regelgeving of - Afwijkende regelgeving


3

Wat is de bandbreedte in natuurlijke bodemtemperatuur

… °C (diepteafhankelijk)


4

Is de bodem geschikt voor een

monobron / doublet / recirculatie / meerdere bronnen


5

Eerste afschatting energievraag aan de bodem

... MWh warmte op jaarbasis ... MWh koude op jaarbasis


6

Eerste afschatting volumestromen warme en koude bron

…m3/h warme bron …m3/h koude bron


7

Indicatie bronconfiguratie

-In clusters -Kruislings


8

Omkeervoorziening

-Ondergronds -Bovengronds


9

Onderhoudsvoorziening (spuien)

Op welke wijze?


10

Overige projectspecifieke vragen


Nader te bepalen

23

6

Bepaling systeemconcept

6.1

Procedure

1

2 3

4

Overleg met de opdrachtgever over prioriteitstelling met betrekking tot de volgende ontwerpaspecten: a Energetische prestaties b Economische prestaties van systeemconcepten met WKO c Robuustheid d Eisen vanuit beheer en onderhoud Bepaal in overleg met de opdrachtgever of en hoe bovengenoemde aspecten gekwantificeerd worden. Stel een systeemconcept dat voldoet aan a De bovengenoemde eisen van de opdrachtgever b De vraagspecificatie van de gebouwinstallatie die volgt uit Tabel 4-1 en Tabel 4-2. c Voldoet aan de conceptspecificaties van de ondergrondse installatie (Tabel 5.1). d Eisen wet- en regelgeving (o.a. energiebalans). Maak een beschrijving van het systeemconcept bestaande uit de volgende onderdelen a Opsomming van de hoofdcomponenten b Beschrijving van de functionaliteit van de hoofdcomponenten c Verdeling van de vermogens i tijdens ontwerpcondities voor warmtelevering aan de gebouwinstallatie ii tijdens ontwerpcondities voor koudelevering aan de gebouwinstallatie d Aandeel energielevering van de hoofdcomponenten op jaarbasis.

Opmerkingen: • De energetische prestaties kunnen op verschillende wijze gekwantificeerd worden. Voorbeelden hiervan zijn: o Seasonal Performance Factor (SPF) o Primary Energy Ratio (PER) o Totale fossiele energiegebruik (uitgedrukt in zogenoemd primair energiegebruik) o Energieprestatie coëfficiënt van het gebouw met installatie (EPG) Mogelijk zijn er ook eisen vanuit de regelgeving van de ondergrondse installatie met betrekking tot dit onderwerp (zie Tabel 8-4) • De economische prestaties kunnen op diverse wijze bepaald worden. Voorbeelden hiervan zijn: o Investeringskosten o Eenvoudigde terugverdientijd o Netto Contante Waarde o Interne rentabiliteit • Robuustheid kan men nader specificeren met betrekking tot de aspecten waar dit betrekking op heeft. Voorbeelden hiervan zijn: o De robuustheid met betrekking tot energielevering bij uitval van de ondergrondse installatie o Robuustheid met betrekking tot het voldoen aan de criteria van de energiebalans in de bodem o De robuustheid met betrekking tot beschikbaarheid (bijvoorbeeld 100% bij een datacentrum) • Bij de samenstelling van het energieconcept behoren ook de volgende afwegingen: o Toepassing van een piekvoorziening of backup (zogenoemd monovalent / bivalent) o Toepassing van een regeneratievoorziening • Voorbeelden van hoe een beschrijving van de functionaliteit van hoofdcomponenten er uit kan zien: o Ketel: Warmtelevering aan de gebouwinstallatie tijdens verwarmingsbedrijf o Warmtepomp Warmtelevering aan de gebouwinstallatie tijdens verwarmingsbedrijf Koudelevering aan de gebouwinstallatie tijdens koelbedrijf Koudeladen tijdens verwarmingsbedrijf Warmteladen tijdens koelbedrijf


24

6.2

Methoden

6.2.1

Energieberekeningen

De nauwkeurigheid van de rekenmethoden voor het dimensioneren van componenten staat omschreven in paragraaf 8.2. Voor het samenstellen van een systeemconcept zal met een lager detailniveau worden gewerkt. Voor energiecentrales met warmtepompen, ketels en koelmachines kan men gebruik maken van de methodiek uit ISSO 81: 1. paragraaf 1.4.5 (bijdrage warmtepomp en energieopslag) 2. paragraaf 1.4.6 (koude laden en koude ontladen).

6.2.2

Economische prestaties

1. Rekenmethodes die wat nauwkeurigheid betreft voldoen aan ISSO 54 (Energie Diagnose Referentie [108]), indien gebruik gemaakt wordt van de volgende kengetallen: −

Eenvoudige Terugverdientijd (ETVT)

−

Netto Contante Waarde (NCW)

−

Interne rentabiliteit (IR)

Het toetsingsniveau betreft ‘standaard’. 2. NB: het is geen vereiste dat de software volgens de bijbehorende BRL gecertificeerd wordt.


25

7

Ontwerp hydraulische schakeling

7.1

Procedure 1 2

7.2

Formuleer eisen vanuit beheer en onderhoud met betrekking tot de hydraulische schakeling. Ontwerp een hydraulische schakeling die kan voldoen aan: a De beschrijving van de functionaliteit van het systeemconcept (uitkomst procedure paragraaf 6.1). b De vraagspecificatie van de gebouwinstallatie die volgt uit Tabel 4-1 en Tabel 4-2. c De conceptspecificaties van de ondergrondse installatie (Tabel 5.1). d De geformuleerde eisen vanuit beheer en onderhoud.

Methoden 1

2

Gebruikmaking van de modules uit a ISSO 44 (Hydraulische schakelingen voor verwarmen) b ISSO 47 (Ontwerp van hydraulische schakeling voor koelen) Tekeningen van de schema’s conform het zogenoemde ‘watervalprincipe’

Opmerkingen: 1. In de technische toelichting en richtlijnen voor uitwerking in ISSO 39B worden voorbeelden gegeven waarvan men gebruik kan maken. 2. Bij eisen vanuit beheer en onderhoud kan men denken aan het relatief eenvoudig kunnen begrijpen van de werking van de energiecentrale. De bijbehorende ontwerpcriteria zijn: transparantie, begrijpelijkheid en eenvoud. Toepassing van veel kleppen en omschakelfuncties kan een aanwijzing zijn dat een installatie hier niet aan voldoet.


26

8

Dimensionering componenten hydraulische schakeling

8.1

Procedure 1

2

3

4

5

Dimensioneer de hoofdcomponenten van de hydraulische schakeling in voorlopige vorm. a Leg de specificaties van de hoofdcomponenten eenduidig vast en specificeer de van toepassing zijnde certificatie, berekeningsnormen, uitgangspunten voor berekening, enzovoort. b Bereken hierbij ook de energiestromen en de energiebalans. Verzoek de ontwerper van de ondergrondse installatie om minimaal benodigde gegevens van de ondergrondse installaties. Lever de hiervoor benodigde gegevens van de energiecentrale aan conform het communicatiemodel uit paragraaf 8.3 (iteratief proces met punt 1) Toon aan dat de installatie ook bij deellast goed functioneert en dat voldaan wordt aan: a De vraagspecificatie van de gebouwinstallatie die volgt uit Tabel 4-1 en Tabel 4-2 b De beschrijving van de functionaliteit van het systeemconcept (uitkomst procedure paragraaf 6.1). c De specificaties van de ondergrondse installatie (paragraaf 8.3). d Voorwaarden voor stabiel bedrijf. Maak een definitieve dimensionering van de componenten van het hydraulische schema. Houd hierbij rekening met de eisen met betrekking tot: a Robuustheid met betrekking tot levering van energie b Robuustheid met betrekking tot de energiebalans en mogelijkheden tot sturing c Eisen vanuit beheer en onderhoud d Overige eisen van de opdrachtgever e Overige eisen wet- en regelgeving. Leg het ontwerp vast in een gestructureerd document met versiebeheer.

Opmerkingen: 1. Aanwijzingen van niet-stabiel bedrijf zijn: a. Grote fluctuaties in temperaturen (aanvoer en retour van componenten, aanvoertemperaturen CV- en GKW-circuit) b. Het zeer veelvuldig aan- en uitschakelen van hoofdcomponenten, meer dan nodig is om grote fluctuaties van temperaturen te voorkomen c.

Het veelvuldig omschakelen tussen bedrijfstoestanden.

2. Als er geen sprake is van stabiel bedrijf kan men componenten toevoegen of wijzigen. Voorbeelden hiervan zijn: a. Niet 1 maar 2 warmtepompen; b. Buffervaten; c.

Volgorderegeling pompen en regelafsluiters.

3. Voorbeelden van eisen vanuit beheer en onderhoud a. Een actieve sturing van de energiebalans vereist dat de componenten zodanig gedimensioneerd te worden dat dit kwantitatief ook mogelijk is.

In de technische toelichting en richtlijnen voor uitwerking in ISSO 39B wordt dit verder uitgewerkt.


27

8.2

Methoden

1. Voor energieberekeningen zijn rekenmethodes van toepassing die wat nauwkeurigheid betreft voldoen aan de Energie Diagnose Referentie (EDR-test) referentie [108]. 2. Het toetsingniveau betreft: detailniveau 2 en de deeltesten Klimaatinstallaties; Verwarmen en Koelen; deelmodel Opwekking. Dit betreft berekeningen op uurlijkse basis. 3. Bij een beperkte toetsing worden de volgende testen uitgevoerd: − Elektrische warmtepomp met KT-buffer in combinatie met ketel (par. 2.3.7 [108]) − Parallelschakeling van een LT-opslag met KT-buffer en een Elektrische Koelmachine (par. 2.3.10 [108]). − Luchtgekoelde waterkoeler, koelmachine en energieopslag (par. 2.4.5. [108]) 4. Bij een volledige toetsing worden alle deeltesten voor klimaatinstallaties; verwarmen, koelen voor het deel opwekking uitgevoerd (paragraaf 2.3 en 2.4 van [108]). 5. NB: het is geen vereiste dat de software volgens de bijbehorende BRL gecertificeerd wordt. Opmerkingen: 1. In de technische toelichting en richtlijnen voor uitwerking in ISSO 39B worden voorbeelden gegeven van het rekenen aan een energiecentrale. 2. Voor de te gebruiken klimaatgegevens biedt NEN 5060 nog geen genormeerde klimaatgegevens voor energiecentrales met WKO. Dit vergt nader onderzoek, evenals de effecten van: a. Geografische locatie in Nederland b. Stedelijke gebieden (urban heat island) c. Afwijkingen van het gemiddelde referentiejaar. 3. Voorlopig kan gebruik gemaakt worden van a. NEN 5060 dataset voor energieberekeningen (gemiddelde condities) b. NEN 5060 dataset voor ontwerpberekeningen 1%/2%/5% (hitte- en koudegolven) 4. Voor warme winters en koele zomers kan men gebruik maken van datasets van erkende meteorologische instituten. 5. In de technische toelichting en richtlijnen voor uitwerking in ISSO 39B wordt hier verder aandacht aan besteed.


28

8.3

Communicatiemodel minimaal uit te wisselen ontwerpgegevens ondergrondse installatie

Tabel 8-1 Uit te wisselen gegevens voor dimensionering: energiestromen, temperaturen en debieten Nr. Ontwerpgegevens Bedrijfssituatie Bedrijfssituatie Wie is verantwoordelijk Ondergrondse Ondergrondse (Defaults; per project definitief te installatie installatie bepalen) Koude laden* Warmte laden** Evenwichtssituatie 1 Periode die van toepassing is op Ontwerper ondergrondse installatie ontwerpgegevens (maand / seizoen /jaar) 2 Per periode gemiddelde Pompdebiet Ontwerper energiecentrale (m3/h) 3 Per periode Min. / Max. pompdebiet Ontwerper ondergrondse installatie (m3/h) 4 Regelbaarheid pompdebiet: lineair Ontwerper ondergrondse installatie traploos regelbaar (ja/nee) 5 6 7 8 9

10

11 12

13 14

15 16

17

18

19

Per periode gemiddelde Onttrekkingstemperatuur (°C) Per periode gemiddelde Infiltratietemperatuur (°C) Per periode Min. / Max. Onttrekkingstemperatuur (°C) Per periode Min. / Max. Infiltratietemperatuur (°C) Verloop van de onttrekkingstemperatuur over de periode (°C) Jaarbelasting van de bronnen of aantal vollasturen van warme en koude bron

Ontwerper ondergrondse installatie Ontwerper energiecentrale Ontwerper ondergrondse installatie Ontwerper energiecentrale Ontwerper ondergrondse installatie


Energiestroom infiltratie koude (kWh / periode) Aanvullende energiestroom koude ten behoeve van regeneratie (kWh/ periode) Energiestroom infiltratie warmte (kWh / periode) Aanvullende energiestroom warmte ten behoeve van regeneratie (kWh/periode) Totaal energiestroom (kWh / periode) Min./Max. Totaal energiestroom (kWh / periode)


Gemiddelde verplaatste waterhoeveelheid (m3 / periode) Min. / Max. verplaatste waterhoeveelheid, in verband met relevante vergunningen (Waterwet) (m3 / periode)


Energiegebruik bronpompen (kWhe/ periode)



Ontwerper energiecentrale Ontwerper energiecentrale

Ontwerper energiecentrale Ontwerper energiecentrale


Startsituatie Afwijkende condities van toepassing Ontwerper energiecentrale voor de startsituatie (energiecentrale) 2 Afwijkende condities van toepassing Ontwerper ondergrondse installatie voor de startsituatie (ondergrondse installatie) Project specifieke gegevens 1 Nader in overleg te bepalen Nader in overleg te bepalen *: bij koude laden is de infiltratietemperatuur lager dan de onttrekkingstemperatuur **: bij warmte laden is de infiltratietemperatuur hoger dan de onttrekkingstemperatuur ***: jaarbelasting kan bijvoorbeeld als volgt opgegeven worden: x uur; 100%; y uur 75%; z uur 50%; r uur 25%. alternatief: jaarbelastingsduurkrommes voor warmte en koude die over scheidingswarmtewisselaar uitgewisseld worden. 1


29 Tabel 8.2 Gegevens voor dimensionering TSA TSA Wie is verantwoordelijk Selectie en ontwerpgegevens TSA

Nader te bepalen per project Gebouwzijdig

Grondwaterzijdig

Ontwerp Transportmedium

-

Ontwerpdebiet

m³/h

Intredetemperatuur

°C

Uittredetemperatuur

°C

Drukval bij ontwerpdebiet

kPa

Overdruk ten opzichte van de atmosfeer ter hoogte van de TSA

kPa

Deellast Drukval bij minimaal en maximaal debiet

kPa

In- en uittrede temperaturen bij minimaal en maximaal debiet

°C

Overige gegevens Rekenen met vervuilingsfactor

m2K/W

Materiaal Scheiding

Tabel 8.3

Enkel of dubbel

Basisgevens voor functioneel ontwerp ten behoeve van automatiseringsontwerper

Nr.

Basisgegevens communicatiemodel

Opties


1

Methode voor de beschrijving van de beoogde functionele werking

- ISSO 69 - ISSO 69 aangevuld met objectgeoriënteerde aanpak

Nader in overleg te bepalen

- volledig - of enkel de signalen die over de scheidslijn uitgewisseld worden.


- ja - nee

Nader in overleg te bepalen

2

-

3

Lijst met instellingen en setpoints van de ondergrondse installatie Gegevens functiematrix

Wordt er gebruik gemaakt van één geïntegreerde automatiseringsinstallatie?

Tabel 8-4 Randcondities en vragen bij de uitwisseling ontwerpgegevens met ontwerper ondergrondse installatie.

Nr.

Vragen en afspraken

Toelichting


1

Wat zijn de eisen die vanuit de relevante vergunningen gesteld worden aan het ontwerp (Waterwet)?

- Eisen sturingsmogelijkheden energiebalans, eisen robuustheid ontwerp - Rendement van de installatie - Drukcondities grondwater TSA - Overig


2

Wie levert de gegevens ten behoeve van de relevante vergunningen aan het bevoegd gezag? Wie is verantwoordelijk voor de selectie van het bronnensysteem

3




30

9

Omschrijving beoogde functionaliteit energiecentrale

9.1

Procedure 1

2 3 4

Omschrijf de beoogde functionaliteit van de energiecentrale conform het volgende stappenplan van ISSO 69: a Vervaardiging van een ProcesInstrumentatieSchema; b Het maken van een functielijst; c Vervaardiging van een bedrijfsstandenmatrix en/of definitie van de centrale bedrijfssituaties; d Het maken van een beschrijvende tekst van de automatische werking van de energiecentrale. Maak conform de afstemming uit Tabel 4-2 een functioneel deelontwerp ten behoeve van de automatiseringsontwerper van de gebouwinstallatie. Maak conform de afstemming uit Tabel 8.3 een functioneel deelontwerp ten behoeve van de automatiseringsontwerper van de ondergrondse installatie. Leg het functioneel ontwerp vast in een gestructureerd document met versiebeheer.

In de technische toelichting en richtlijnen voor uitwerking in ISSO 39B wordt dit verder uitgewerkt. Opmerking: 1. Het betreft hier een eerste opzet van de functielijst. De functielijst is een groeidocument.


31

9.2

Methoden 1

2 3

ISSO 69 kent de volgende automatiseringsfuncties die in het functioneel ontwerp verwerkt worden: a Regelen; b Schakelen; c Bewaken; d Optimaliseren; e Bedienen; f Beheren. De functiematrix betreft een groeidocument. In de ontwerpfase wordt de eerste opzet gemaakt. Voor de beschrijvende tekst kan gebruik gemaakt worden van de zogenoemde ‘objectgeorienteerde methode’. Hierbij wordt de bedrijfsstandenmatrix beperkt of niet uitgewerkt, maar aangevuld met, of vervangen door de definitie van de centrale bedrijfssituaties. Indien men hier geen gebruik van maakt, is het noodzakelijk de omschakelvoorwaarden tussen de verschillende bedrijfssituaties goed te definiëren.

Opmerkingen: Bij automatiseringsfuncties ‘bedienen en beheren’ behoren onder andere de volgende onderdelen: • Formulering van de eisen vanuit beheer en onderhoud met betrekking tot het technisch ontwerp van de automatiseringsinstallatie. Men kan daarbij denken aan de volgende items: o Codering van componenten; o Layout van principeschema’s in het GBS; o Verdere eisen aan de inrichting van het GBS; o Mogelijkheden tot data-opslag; o Wenselijkheid van meerdere softwareplatforms. • Ontwerp van de meetvoorzieningen voor optimaal beheer. o Bepaling van de te meten grootheden ten behoeve van Het voldoen aan wet- en regelgeving; Technisch functioneren van de WKO; Technische conditie van de WKO; Energetische prestaties van de WKO; Andere criteria die noodzakelijk zijn om de prestaties te borgen. o Specificatie van de meetvoorzieningen met betrekking tot nauwkeurigheid. Specificatie van de opslag, verwerking en interpretatie van de meetdata, inclusief taken en verantwoordelijkheden.


32

10

Uitwerking ontwerp

Figuur 10-1 geeft schematisch weer wat de in- en output van de uitwerkingsfase is. Volgens de BRLdemarcatie van deze publicatie valt de uitwerkingsfase nog onder het ontwerp (zie Figuur 3-1). !! MKK

ontwerp, inpassing en dimensionering

ontwerpfase

MKK

uitwerkingsfase

keuze fabrikaten materiaalkeuze bestek/werktekeningen kerndocument gebouwtechniek

input

MKK

MKK

MKK

realisatiefase

realisatiefase

realisatiefase

werkvoorbereiding

uitvoering

oplevering

output

BRL-ontwerpfase Mogelijke scope uitvoerende partij

Figuur 10-1 Input en output MKK-fase ontwerp in relatie tot BRL-fase ontwerp. Tevens aangegeven: mogelijke afbakening voor uitvoerende partij (projectafhankelijk).

10.1

Procedure 1

Controleer of met de specificaties van alle componenten na fabrikaatskeuze nog steeds voldaan wordt aan het ontwerp. a Leg vast wie hier voor verantwoordelijk is (uitvoerende partij of de partij die ontwerp heeft gemaakt). b Controleer de dimensies van de hoofdcomponenten en borg de beoogde componentprestaties middels certificaten (Eurovent / ARI, indien van toepassing) c Controleer of de eigenschappen van de geselecteerde componenten voldoen aan de beschrijving van het functioneel ontwerp. 2 Maak een werkomschrijving die bestaat uit de volgende onderdelen: a Keuze materialen en fabrikaten en eventuele waterbehandeling. b Werkbescheiden (definitieve tekeningen en berekeningen). c Vastlegging nutsvoorzieningen en zaken m.b.t. vergunningen. i Leg hierbij de verantwoordelijkheden vast met de betrokken partijen van de ondergrondse installatie (vergunningsaanvraag in kader Waterwet). d Verdere invulling van het document ‘functioneel ontwerp’ volgens ISSO 69. 3 Vertaal de werkomschrijving en bijbehorende detailengineering naar werktekeningen. 4 Stem gedurende het maken van de werkomschrijving en het vervaardigen van de werktekeningen af met de betrokken partijen van de gebouwinstallatie en de automatiseringsinstallatie van de gebouwinstallatie. Hierbij zijn de communicatiemodellen uit paragraaf 10.2 van toepassing. Idem voor de ondergrondse installatie. 5 Leg de uitwerking van het ontwerp vast in een gestructureerd document met versiebeheer.

Opmerkingen 1

Vanaf de uitwerkingsfase zullen de werkzaamheden vaak door de uitvoerende partijen uitgevoerd worden (installateurs, regelfirma’s, boorfirma’s). In de praktijk zullen in de tijd de uitwerkingsfase en de werkvoorbereidingsfase parallel kunnen lopen. Fabrikaatskeuze, detailengineering en vervaardiging van werktekeningen vinden dan plaats tijdens de realisatiefase. Voor deze publicatie wordt dit formeel gescheiden gehouden. In de SIKBpublicatie wordt detailengineering ook tot de ontwerpfase gerekend [210]. Werktekeningen tijdens de realisatiefase (als onderdeel van het werkplan). Zie ook Figuur 10-1.


33

10.2 tabel 10.1

Communicatiemodellen uitwerking ontwerp Minimaal af te stemmen items door de ontwerper van de energiecentrale

Item

Wie is verantwoordelijk (per project te bepalen) Ontwerper gebouwinstallatie Ontwerper energiecentrale Ontwerper ondergrondse installatie

Wie is de regievoerende partij Materiaalkeuze en specificaties (platen)warmtewisselaar Specificaties van de bronpompen Maximale aantal starts en stops bronpompen per uur Vergunningsaspecten ondergrondse installatie (Waterwet, overig) Lozingspunt spuien van de bronnen Overige punten in overleg

Opmerking: Alleen die aspecten zijn weergegeven die specifiek voor een energiecentrale met WKO van toepassing zijn. Het betreft minimum uit te wisselen items. In de technische toelichting en richtlijnen voor uitwerking in ISSO 39B wordt dit verder uitgewerkt. Het ontwerp van de automatiseringsinstallatie valt buiten het bestek van deze publicatie. De volgende zaken uit Tabel 10.2 dienen wel te worden afgestemd. Deze tabel gaat uit van de meest ongunstige situatie: de werktuigkundig ontwerper die te maken heeft met drie ontwerpers van de gescheiden automatiseringsinstallaties voor respectievelijk de gebouwinstallatie, de energiecentrale en de ondergrondse installatie (zie Figuur 2-3). Tabel 10.2 Communicatiemodel ontwerper energiecentrale met ontwerper(s) automatiseringsinstallatie. Item

Wie is de regievoerende partij? Managementniveau automatiseringsinstallatie - layout schermen GBS-software - opzet processchema’s in software - codering van componenten - opslag van data (conform wet en regelgeving) - welk parameters mogen door wie veranderd worden (taken en verantwoordelijkheden) Automatiseringsniveau automatiseringsinstallatie - fabrikaat onderstations met bijbehorende software - wijze van communiceren met managementniveau automatiseringsinstallatie - bij gebruik van communicatieprotocol: gegevenslijsten behorend bij het communicatieprotocol. Afstand tussen regelkasten en bronpompen in verband met bekabeling (EMC en spanningsval) Schema ontwerp regelkast energiecentrale


Wie is verantwoordelijk (per project te bepalen) -W-ontwerper energiecentrale -Ontwerper Automatisering gebouwinstallatie -Ontwerper Automatisering Energiecentrale -Ontwerper Automatisering ondergrondse installatie

34

11

Activiteiten realisatiefase

In de realisatiefase wordt het werk zoals omschreven in de uitwerkingsfase uitgevoerd. Het resultaat van de realisatiefase is een werkende installatie met de volgende documentatie: 1 Revisiebescheiden. 2 Onderhoudsvoorschriften. 3 Bedieningsvoorschriften. 4 Documentatie ten behoeve van de opdrachtgever !!

uitwerkingsfase

keuze fabrikaten materiaalkeuze bestek/werktekeningen documentatie opdrachtgever

MKK

MKK

MKK

realisatiefase

realisatiefase

realisatiefase

werkvoorbereiding

uitvoering

oplevering

input

revisiegegevens onderhoud- en bedieningsvoorschriften

beheerfase

update documentatie opdrachtgever output

Figuur 11-1 Realisatiefase; input, output en feedback naar de uitwerkingsfase

Bij de realisatiefase zijn de volgende zaken van belang: 1 2 3 4 5 6

11.1

(Werk)planning Kwaliteitsbewaking tijdens uitvoering. Veiligheid, gezondheid en milieu (VGM-plan). Beproeving van de installatie. Inbedrijfstelling van de installatie. Oplevering van de installaties.

Procedure 1

2

3

Werkvoorbereiding a Maak een werkplan en stem de planning af met de overige bouwpartners. b Maak een kwaliteitsplan. i Hierin dient de feedback naar de ontwerpfase uitgewerkt te worden wat betreft taken en verantwoordelijkheden. ii Hierin dient tevens de feedback naar de vergunningverlening uitgewerkt te worden wat betreft taken en verantwoordelijkheden (relevante vergunningen, Waterwet). Uitvoering a Voer de beproeving uit, bestaande uit de volgende werkzaamheden: i Vullen en ontluchten. ii Afpersen conform ISSO 76 met bijbehorende rapportage ‘Afpersing leidingwerk’. iii Spoelen. Let hierbij op de aanwezigheid van vuilfilters om vervuiling van componenten te voorkomen. b In bedrijf stellen en testen. i Ontwikkel hierbij een testprotocol voor de functionele werking van de energiecentrale. ii Leg vast welke inbedrijfsteller(s) welke parameters mogen veranderen in gespecificeerde delen van de installatie. Hierbij aangeven wie deze parameters vast stelt. Verder worden de volgende rapportages verlangd: iii Inbedrijfstelling opwekkers iv Inregelrapporten pompen en inregelafsluiters v Nulmeting van de hoofdcomponenten Feedback met de ontwerpfase. Evalueer met de gegevens uit de in bedrijfstelling of voldaan wordt aan het functioneel ontwerp. a Als de energiecentrale niet conform het functioneel ontwerp functioneert, overleg met de opdrachtgever en /of ontwerper van de energiecentrale.


35 b

4

Als de gegevens van de relevante vergunningen gewijzigd zijn, overleg met de opdrachtgever en/of de ontwerper van de ondergrondse installatie. Oplevering met indiening van de volgende documenten: a Revisiebescheiden bestaande uit i Bijgewerkte werktekeningen, berekeningen en schema’s aangevuld met ii Bijgewerkte beschrijving van de functionele werking; iii Bijgewerkte revisiebescheiden conform de voorschriften van de relevante vergunningen (Waterwet). iv Rapporten zoals genoemd onder 2; v Documentatie en specificatie van toegepaste materialen en fabrikaten; vi Garantievoorwaarden; vii Onderhoudsvoorschriften; viii Bedieningsvoorschriften. b Update van de documentatie ten behoeve van de opdrachtgever. e c Overzicht van werkzaamheden in het nazorgtraject (2 oplevering).

Opmerkingen: 1. De revisiebescheiden van de werktuigkundig ontwerper gaan vergezeld van de revisiebescheiden van de automatiseringsontwerper. Deze vallen buiten de scope van dit document, maar kunnen bijvoorbeeld bestaan uit (onder andere): a. Software op CD-rom, inclusief versiebeheer, met een overzicht van parameters en instellingen; b. Bijgewerkte flowcharts van de automatische werking.

11.2

Communicatiemodel voor de realisatie

In de realisatiefase is afstemming met de overige bouwpartners van groot belang. Als de uitwerkingsfase voltooid is, heeft dit vooral betrekking op de planning. In de technische toelichting en richtlijnen voor uitwerking in ISSO 39B worden voorbeelden van af te stemmen items gegeven.


36

12

Activiteiten Onderhoud & Beheer

Voor ‘Onderhoud en Beheer’ wordt aangesloten op de ISSO-publicatiereeks over Duurzaam Beheer & Onderhoud (ISSO 100 / 107).

12.1

Procedure 1 2 3 4 5 6

Maak een inventarisatie van de onderhoudsbehoefte. Kies een onderhoudsconcept. Maak een onderhoudsplan. a Betrek hierin ook de functionele (tweede) oplevering. Kies een contractvorm passend bij de onderhoudsbehoefte, het onderhoudsconcept en het onderhoudsplan. Stem af met de betrokken onderhoudspartijen van de gebouwinstallatie, de ondergrondse installatie en de gebouwbeheerder conform het communicatiemodel uit paragraaf 12.3. Maak een document ten behoeve van de opdrachtgever.

Opmerkingen: 1. Een functionele tweede oplevering is vaak zinvol bij energiecentrales met WKO omdat testcondities seizoensafhankelijk zijn en niet alle bedrijfssituaties tijdens de eerste oplevering getest kunnen worden.

12.2

Methoden

In de technische toelichting en richtlijnen voor uitwerking in ISSO 39B wordt aangegeven hoe aangesloten kan worden op de reeks publicaties ISSO 100 tot en met 107.

12.3

Communicatiemodel beheer en onderhoud

De items uit Tabel 12.1 dienen minimaal afgestemd te worden. In de technische toelichting en richtlijnen voor uitwerking in ISSO 39B worden aanvullende items voor communicatie gegeven. Tabel 12.1 Communicatiemodel onderhoudspartij energiecentrale met andere betrokken onderhoudspartijen en de (gebouw) beheerder. Item

Wie is de regievoerende partij? Vergunningsaspecten; taken en verantwoordelijkheden rapportages relevante vergunningen (Waterwet) Taken en verantwoordelijkheden voorraadbeheer (energiebalans)


Wie is verantwoordelijk (per project te bepalen) - (Gebouw) Beheerder - Onderhoudspartij Gebouwinstallatie - Onderhoudspartij Energiecentrale - Onderhoudspartij ondergrondse installatie

37

13

Referenties

Normen [1-100] 1 NEN 5060 NEN 5060, Hygrothermal performance of buildings – climatic reference data, Nederlands Normalisatie Instituut, 2008.

Isso-SBR publicaties [100-200] 100 ISSO-73 Ontwerp en uitvoering van verticale bodemwarmtewisselaars, ISSO 2005. 101 ISSO-44 Ontwerp van hydraulische schakelingen voor verwarmen, ISSO 1998 102 ISSO-47 Ontwerp van hydraulische schakelingen voor koelen, ISSO 2005 103 ISSO-81 Handboek integral ontwerpen van warmtepompinstallaties voor utiliteitsgebouwen, ISSO 2007. 104 Model Kwaliteitsbeheersing Klimaatinstallaties (MKK). ISSO/SBR 1995. 105 ISSO-43 Concepten voor klimaatinstallaties. ISSO 1998. 106 ISSO publcatie 31, meetpunten en meetmethoden 107 ISSO publicatie 94, Regeltechniek voor klimaatinstallaties, 2010 108 ISSO 54; Energie Diagnose Referentie, versie 3.0; 2003. 109 ISSO 69; Model voor de beschrijving van de werking van een klimaatinstallatie (model voor het functioneel ontwerp van een klimaatinstallatie.

Algemeen [200- ] 200 Groen licht voor Bodemenergie. Advies Taskforce WKO; 23 maart 2009. 201 SIKB-publicatie over ondergrondse gedeelte (in ontwikkeling; titel n.t.b.). 202 Koude/warmteopslag in de praktijk. Meetgegevens van 67 projecten. IF Technology 2007. 203 De impact van klimaatverandering op gebouwen met energieopslag in de bodem. TVVLmagazine 11/2008. 204 Piekvermogens voor verwarming bij toepassing van betonkernactivering. Wisse et al. Proceedings IBPSA-Event 2010. 205 Peak requirements for heating; in situ measurements and design values for thermally activated buildings. Wisse et al. Proceedings CLIMA 2010, Antalya, Turkey. 206 Rijksen, D.O., Wisse, C.J., van Schijndel, A.W.M., Reducing peak requirements for cooling by using thermally activated building systems. Energy and Buildings 2009. 207 Struck, C., de Wilde, P., Evers, J, et al. 2009. On selecting weather data sets to estimate a building design’s robustness to climate variations. Proceedings Building Simulation 2009. Eleventh International IBPSA Conference. Glasgow, Scotland. 208 Energie-opslag in aquifers. Brochure Novem (AgentschapNL), 2001. 209 Verhogen Prime Energy Rate bij energieopslag. Installect maart 2003. 210 SIKB-protocol WKO; SIKB BRJ 147; 2011; (in ontwikkeling) 211 Energieopslag in de bodem Variantenstudie vergunningsprocedures; IF technology; i.o.v. SIKB; 2007. 212 Energie uit oppervlaktewater, AMIC / DWA i.o.v. NVOE (in ontwikkeling), verschijnt voorjaar 2011. 213 Regeneratie met Energydak®; Presentatie M. Barnhoorn, NVOE-themadag 5 november 2009. 214 Cursus Integraal ontwerpen van installaties met warmte/koude-opslag. NVOE, 2007. 215 Objectgeoriënteerde techniek functioneel ontwerp klimaatinstallaties. Rijksen. VV+ November 2003. 216 Functioneel ontwerp van een klimaatinstallatie. Oudshoorn en Rijksen. VV+ December 2003. 217 Besparingskentallen koude- en warmteopslag. Herziening factsheet koude- en warmteopslag 2009. IF-Technology 2009.


ISSO-publicatie november ISSO-publicatie 39. Ontwerp, realisatie en beheer van een Energiecentrale met warmte en koude opslag (WKO)

Recommend Documents