Opleiding Duurzaam Gebouw : Ontwerp en regeling van technische installaties Leefmilieu Brussel WARMTEPRODUCTIE: EIGENSCHAPPEN VAN ‘INNOVERENDE’ TECHNIEKEN’ Jonathan FRONHOFFS Cenergie cvba
Doelstelling(en) van de presentatie
●
„Innoverende‟ technieken kaderen in Europese evolutie
●
Overzicht geven van mogelijkheden en beperkingen van „innoverende‟ technieken…
2
Algemeen schema van de presentatie
●
Kader Ecodesign
●
WKK
●
„Klassieke‟ Warmtepompen
●
Gaswarmtepompen
●
…
3
Ecodesign overzicht HEATING 5.1 4.6
4.0 3.4 3.1 2.8 2.5 2.2
1.9
E F G 4
Labels per technologie
July 2017
July 2015
Space heaters
Combination heaters
Labels voor ‘packs’
6
Overzicht label ifv technolgie
7
Overzicht eisen voor verwarmingssystemen
220%
Lot 1 Hydronic systems medium temperature 55°C
Lot 1 Hydronic systems Low temperature 35°C
Lot 10 Air to air heatpumps A+++
200%
180%
A+ A+++
160% 140% 120% 100% 80% 60%
BANS for
A++
A
A++
A+++ A++
A B C
A+ A
B C D E
Lot 10
B
A+
C D D
E
E
Lot 1 35°C Lot 1 55°C 8
‘Innoverende’ technieken? ●
WKK: ●
●
●
Warmtepompen ● ●
●
Kleine WKK Micro WKK
Medium (Lucht/Water – Grond/Water,…) Technologie ● Statisch ● Dynamisch ● Absorptie/Adsorptie (Gas/Electrisch)
Zonneboiler
9
WKK Principe?
µ-WKK indien Pe < 50 kW Huishoudelijke µ-WKK: +/- 1kWé
11%
36% elec 100% 53% therm
●
Principe van WKK: de gecombineerde productie van twee vormen van energie (elektriciteit en “nuttige warmte”) vanuit een zelfde energiebron.
10
WKK Principe? 99 kWh (11%)
487 kWh (53%)
WKK op aardgas PAR LA COGENERATION 327 kWh (36%) 913 kWh (gaz naturel) 11
WKK Principe? ●
Principe van WKK
Warmte en Elektriciteit opwekken in een zelfde installatie kWh
kWh 1 000
kWh elektriciteit 1 000
WKK op 2 857 aardgas (35 % elek) (53 % therm) 1 514
warmte
343
verliezen
1 514
kWh Stoom-Gas Turbine 1 818 (55%)
Aardgas Ketel (90 %)
1 682
986
Een besparing van 643 kWh aardgas (18 %) ! en ook minder CO2 uitstoot. 12
Kleine WKK
Residentie Venelles 1 2 x 30 kWe/52 kWth
Residentie Moina – 30 kWe/52 kWth
13
Micro-WKK?
●
Rendabiliteit nog niet aangetoond…voor Brussel.
●
3-24 kW Thermisch – 1 kW Elektrisch
●
+- 10 à 12.000 €
14
WKK: Waar beginnen ? ●
Algemene Energieaudit ● ●
●
Prioriteiten! Indien de vervanging van de ketel voorzien is, is het meestal interessanter om direct de WKK te installeren ● De globale rentabiliteit van het project wordt verbeterd WKK + REG-maatregelen mogelijk ● Rekening houden met verbruik voor dimmensionering ● Door REG daalt warmtevraag: overdimmensionering WKK ● Bij overdimmensionering ketels: 1 ketel vervangen door WKK ● Dikwijls goede oplossing om plaats te maken
15
De 6 stappen om een WKK project goed te laten verlopen : 1. 2. 3.
4. 5. 6.
Een voorstudie (COGENcalc) Een haalbaarheidsstudie (COGENsim-Optitherm) De beste financieringsformule kiezen (eigen middelen, banklening, derde investeerder, …) en de mogelijke investeringspremies zoeken Engineering, opstellen van de lastenboeken, plannen, vergunningen, … Vergelijking van de offertes Installatie en opvolging van de prestaties van de installatie ●
Onderhoudscontract met resultaatgaranties
Laat u helpen door een competent studiebureel 16
Begrip « correct gedimensioneerde » WKK Vaststelling :
Voor een zelfde gebouw, is het mogelijk om verschillende vermogens van WKK te plaatsen Monotone des besoin thermiques pour le CA - SPW Bd du Nord (Namur) - 2002 Belastingsduurcurve
kWth 1600
1400 1200
1000 800 600
400 200 0 1
731
1461
2191
2921
3651
4381
5111
5841
6571
7301
8031
17
Begrip « correct gedimensioneerde » WKK Is een WKK die: ●
Gedimensioneerd is op de totale warmtevraag van de site ►
●
Rekening houdend met de eventuele vermindering door toekomstige REG maatregelen
Waarvan het vermogen minstens 90% van de maximale thermische productie door WKK toelaat
18
Koude bron
Warmtepompen Principe
Compressor Condensor Verdamper
Ontspanner
Lokaal: COP= 2.8 kWh “warmte” = 2.8 1kWh electrisch
19
Warmtepomp Principe
Compressor Condensor Verdamper
Ontspanner
Gas, Stookolie, Kernenergie, Steenkool….
Hernieuwbaar indien COP > 2,8 20
U zei « COP »? •
COP: Coefficent Of Perfomance
•
Verhouding tussen verbruik warmtepomp en warmteproductie • Maar: onder bepaalde, vaste condities:
Bvb Lucht-water warmtepomp: 7°C buitenlucht en 45°C afgifte Geeft stookseizoen niet weer! SCOP: Seasonal Coefficient Of Performance
21
U zei « SCOP »? •
Berekend op aantal werkingsuren op bepaalde temperaturen
•
SCOP: ifv klimaatzone
•
SCOP SPF •
Seasonal Performance Factor
• Geldig voor verwarmen (SCOP) en koelen (SEER: Seasonal Energy Efficiency Ratio)
22
Warmtepomp Elektrische WP
Gaswarmtepomp (absorptie)
2,3 kWgas 0,1 kWe = 0,25 kWprim
1 kWe = 2,5 kWprimair
2,6 kW 0,9 kW 3,6 kW Rendement = 3,6 /(2,5) = 146% Gemeten COP‟s: 2 à 2,8 op bestaande installaties!
3,6 kW
Rendement = 3,6 /(2,3+0,25) = 141% Jaarlijks rendement 115 à 130 % 23
Warmtepomp Monovalent gebruik
Stooklijn
Belastingsduurcurve
kW 9
Vermogen WP ifv buitentemp8 7 6 5
Stooklijn
4 3 2 1 0 0
500
1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500
Elektrische weerstand
Uur/jaar
Toepasbaar op eensgezinswoning 24
Warmtepompen Bivalent gebruik
kW
Alternatief gebruik
90
Toepasbaar op: • Renovatie • Appartementsgebouw • Tertiair kW
90
80
80
70
70
60
60
50
50
40
40
30
30
20
20
10
10
0
0
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 0 heures/an
Parallel gebruik
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 heures/an
Warmtepomp Ketel
25
Warmtepompen Gemengd gebruik
Complexe geïntegreerde sturing nodig Wordt stilgezet indien COP < 2,5. Ketel neemt over want efficiënter op primair énergieverbruik 26
Gasabsortiewarmtepomp Robur: 35 kW
20.000 € Best met basislast
Gemeten rendement: 135%
27
Gasadsorptiewarmtepomp Vaillant, Viessmann, …
10 kW 10-12.000 € Best met basislast
Gemeten rendement: 135% Geen bewegende delen
28
Warmtepompboiler •
Geïntegreerd systeem in ventilatie: • Opgelet elektrische weerstand
Bron GENVEX
29
Zonneboilerinstallatie Collector
Sturing Verdeling
Bijverwarming
Opslagvat
30
Zonneboilers: technologiën •Type collectoren Open collectoren
Kunststof collector
RVS collector
Vlakke collectoren
Standaard vlakke collector
Vaccum Vaccum vlakke vlakke collector collector
Luchtcollector
Vacuum collectoren
Volledig glas
Standaard buis
CPC
31
L’installation solaire thermique : technologie Rendement des capteurs solaires
Rendement
•
Différence de température entre le capteur et le milieu ambiant [°C] Absorbeur de piscine Capteur plat Capteur de vide
0 – 20 °C Chauffage de piscine 20 – 100 °C > 100 °C
Eau chaude et chauffage Chaleur de processus
32
Zonneboilers: orientatie Orientatie en helling
33
Zonneboilers: Haalbaarheid ●
Dak ► ►
► ►
•
• •
Orientatie, Helling Beschikbare opp, … Vervanging dichting, … Stabiliteit
Stookplaats ►
Gecombineerde productie?
►
Ouderdom ketels ?
►
Regeling !
Verbinding dak-stookplaats ►
Technische schachten ?
►
Technische ruimte op dak ?
Opslag & distributie SWW ►
Opslagvaten
►
Recirculatieleiding (L, Diam, isolatie)
34
Dimmensionering: Vraag in kWh? ●
Basisregel: steeds op basis van warmtevraag! ►
SWW (+ verwarming?) SWW
SWW Verbruik
SWW + Verwarming
Nuttige bijdrage ZB-systeem Zonnestraling (in op de collectoren)
Warmtevraag
Potentieel voor verwarming
35
SWW + Verwarming met zonneboiler?
Ja maar, minder rendabel
10 à 30 m² collectoropp.
Buffer van 1000-3000 l
Complexere sturing
Besparing:
~80% SWW
20…50% Verwarming
36
Rendabiliteit • -
Zonneboiler voor 4p-gezin
SWW-vraag: 670 kWhth/p * 4p = 2670 kWhth
Zonnefractie 60% productie=1600 kWhth,sol - Besparing 1600 kWhth / 75% (η) = 2100 kWhovw/j, of 170 €/j -
-
3000 à 4500 € voor een installatie van ~4 m²
-
TVT: ~20 jaar
-
Subsidie van 2500 à 3500 € (volgens inkomen), max 50%
-
TVT met premie: ~10 j
37
Dimensionnering ●
SWW verbruik ► ~45 l @ 45°C/dag/persoon ►
●
1,16 kWh/(m³.K) * 0,045 m³/(j.p) * 365 d/j * (45-10)°C = 670 kWhth/(p.j)
Oppervlakte collectoren ► Zonnefractie van 50…70%, dus 350 à 600 kWh th/(p.j) ► ►
~400 à 450 kWhth/m²collector 0,9 à 1,5 m²collector/p en ~2 m²/collector › Als 2p : 1 collector te weinig 2 collectoren dus ~4 m² › Verband m²/vraag niet lineair !
●
Opslag ► 1,3 à 1,7 x dagelijks verbruik of 50 à 80 l per m² collector
●
Dimensionnering collectieve installaties ►
Zonneboiler Quick-Scan
38
Aandachtspunten ●
Alle technieken: Monitoring en opvolging prestaties ► ►
Dimmensionering, dimmensionering, dimmensionering…! Kleine problemen kunnen grote gevolgen hebben › Defecte pompen › Losgekoppelede voelers › Fouten in regeling
●
WKK ►
●
Warmtepompen ► ►
●
Correcte hydraulische aansluitingen
Seizoensrendementen! Verwarming op electrische weerstand
Zonneboilers ►
Beschaduwing, sturing
. 39
Niet te vergeten ●
Ecodesign geeft de lijn
●
WKK kan rendabel zijn
●
●
►
Randgeval tot twijfelachtig voor kleine installaties
►
Hogere onderhoudskosten
WP kunnen heel interessant zijn ►
Hoge COP‟s te halen
►
Risico op snelle degradatie
Zonneboiler kan interessant zijn ►
●
Opgelet dimensionnering
In alle gevallen: Monitoring/Opvolging uiterst belangrijk 40
Nuttige hulpmiddellen, websites, enz. : ●
WKK-tools BIM: http://www.leefmilieubrussel.be/Templates/Professionnels/niveau2. aspx?maintaxid=12326&taxid=12390
●
Commercieel: vergelijking WP: http://www.liveheatpump.be
Referentie Gids Duurzame Gebouwen en andere bronnen : ●
Gids Duurzame Gebouwen: www.leefmilieubrussel.be/gidsduurzamegebouwen
Fiche : G_ENE 08, 10 en 11 ●
Documentatie en tools ecogebouwen http://www.leefmilieubrussel.be/Templates/Professionnels/informer.aspx?id=3255 3&langtype=2067 41
Contact
Jonathan FRONHOFFS Projectleider Energiezorg
Coördinaten :
: 02/513.96.13
E-mail :
[email protected]
42
