Problemen warmtepompsysteem De Teuge te Zutphen 1 e fase Eindrapport_v1

TNO Laan van Westenenk 501 Postbus 342 7300 AH Apeldoorn www.tno.nl

TNO-rapport Rap nr 060-APD-2011-00xxx

Problemen warmtepompsysteem De Teuge te Zutphen – 1e fase Eindrapport_v1

Datum

December 2011

Auteur(s)

ir. J. van Wolferen

Aantal pagina's Aantal bijlagen Opdrachtgever

48 3 Gemeente Zutphen t.a.v. Marnix van Os Postbus 41 7200 AA Zutphen

Projectnummer Trefwoorden

054-01130 De Teuge Warmtepomp Aquifer

Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden vermenigvuldigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, foto-kopie, microfilm of op welke andere wijze dan ook, zonder voorafgaande toestemming van TNO. Indien dit rapport in opdracht werd uitgebracht, wordt voor de rechten en verplichtingen van opdrachtgever en opdrachtnemer verwezen naar de Algemene Voorwaarden voor opdrachten aan TNO, dan wel de betreffende terzake tussen de partijen gesloten overeenkomst. Het ter inzage geven van het TNO-rapport aan direct belang-hebbenden is toegestaan. © 2011 TNO

T +31 88 866 22 12 F +31 88 866 22 48 [email protected]

TNO-rapport

2 / 34

060-APD-2011-00xxx

Samenvatting In opdracht van de Gemeente Zutphen en in overleg met de betrokken partijen heeft TNO een studie uitgevoerd met als doel een bijdrage te leveren aan een integrale oplossing van de problemen met het warmtepompsysteem in de wijk “De Teuge” te Zutphen, door:  Het geven van een onafhankelijk deskundig oordeel over het functioneren van het systeem en de ernst van de problematiek (in relatie tot referentiewoningen) op basis van de beschikbare gegevens,  Het aangeven van de oorzaken en mogelijke oplossingsrichtingen. De werkzaamheden worden in fasen uitgevoerd. Bij handhaving van de huidige installaties is het vereist dat de gehele keten van WKO via warmteafgifte tot de bouwkundige schil geen zwakke schakels bevat. Daarom is afgesproken om in de eerste fase via gesprekken met Vitens, BAM en de leveranciers van de warmtepompen te achterhalen wat hun ervaringen en problemen zijn en welke oplossingen daarvoor mogelijk zijn. Hiermee kan worden vastgesteld of aan de kant van de warmtelevering een goed functionerend systeem haalbaar is. In samenhang hiermee wordt op basis van het beschikbare materiaal een overzicht en analyse van de warmtebehoefte van de woningen gemaakt, in vergelijking met de aansluitvoorwaarden uit het convenant tussen gemeente Zutphen en Vitens en de resultaten van de EPC berekeningen. Deze rapportage betreft fase 1 en is gebaseerd op de situatie in de eerste helft van 2011. Conclusies ten aanzien van de warmtebehoefte van de woningen:  Het convenant stelt geen directe eis aan de maximale warmtebehoefte van de woningen voor ruimteverwarming en warm tapwater. Er zijn uitsluitend minimumeisen gesteld aan de isolatiewaarde van de schil van de woning.  In het haalbaarheidsonderzoek uit 2001 is bij een gebruiksoppervlakte van ca. 2 110 m , een warmtebehoefte voor ruimteverwarming en warm tapwater van ca 15 GJ/a bepaald. Hierbij zijn verdergaande bouwkundige en installatietechnische maatregelen toegepast dan de minimale eisen die uiteindelijk in het convenant zijn vastgelegd.  In bijlage 3 van het programma van eisen bij de ontwikkelovereenkomst voor fase 2 wordt als aanvullende eis gesteld: “Voor de woningen geldt een EPC van 1,0 met dien verstande dat de energiebesparing als gevolg van het gebruik van de aardwarmtelevering niet mag worden meegerekend.” Afhankelijk van de gekozen interpretatie van de aanvullende EPC-eis voldoen de woningen van fase 2 net wel of net niet aan deze eis.  Voor het ontwerp van de bron, het distributiesysteem en de warmtewisselaar tussen grondwater en distributienet is uitgegaan van een ontwerpwarmtevraag van de bron van 4510 GJ/a, wat overeenkomt met 22,55 GJ/a per woning (bij 200 woningen). Het is niet bekend wat de basis is voor de hier gehanteerde ontwerp warmtevraag van de bron.  Uit praktijkgegevens van Vitens blijkt dat de geleverde warmte in 2008 voor het systeem 6121 GJ/a bedraagt (35 % boven de ontwerpwaarde) en voor de woning 32,7 GJ/a bedraagt (45 % boven de ontwerpwaarde). Het verschil wordt

TNO-rapport

3 / 34

060-APD-2011-00xxx



veroorzaakt doordat minder woningen zijn gebouwd (187) dan aanvankelijk gepland (200). De geleverde koude is in 2008 voor het systeem vrijwel gelijk aan de ontwerpwaarde en voor de woning 9 % boven de ontwerpwaarde. De warmtebehoefte van de warmtepomp, waarin het koudenet van Vitens moet voorzien, is bepaald op basis van de EPC-gegevens. De gemiddelde warmtebehoefte bedraagt 27,9 GJ/a, waarin het bronsysteem moet voorzien voor verwarming en warmtapwater voor de 170 woningen en appartementen, waarvan de gegevens beschikbaar zijn. Deze waarde ligt ca. 15 % lager dan de praktijkgegevens van warmtelevering door Vitens.

Conclusies ten aanzien van het functioneren van het bronsysteem:  De belangrijkste problemen die zich voordoen bij het bronsysteem zijn: o structurele energieonbalans in de bodem; o structurele overschrijding van vergunde waterhoeveelheden (waterwet); o onherstelbare bronverstopping bij 4 van de 5 bronnen.  In een notitie heeft Vitens zijn standpunt t.a.v. deze problemen uitgewerkt. Uitgaande van de huidige warmte- en koudevraag zijn grote aanpassingen nodig in de vorm van vergroting van het aantal bronnen en vergroting of vernieuwing van de regeneratie.  Opvallend aan de situatie van het distributiesysteem is dat Vitens en BAM geen inzicht kunnen geven in het functioneren van de debiet- en temperatuurregeling. De gegevens hiervan worden niet permanent geregistreerd en opgeslagen, zodat hiervan geen overzicht beschikbaar is.  Een bewoner in een woning met een Stiebel Eltron warmtepomp heeft de aanvoer en retourtemperatuur gedurende enige maanden gemeten. Uit deze metingen komt een sterk wisselend beeld naar voren, waarbij de temperatuur van 9,5°C soms urenlang varieert tussen 8,5 en 9,5C maar soms enige uren daalt naar lage waarden rond 4 - 6C.  Op het water in het distributiesysteem is aanvankelijk geen waterbehandeling toegepast. In de loop der jaren is gebleken dat magnetiet en slib in het systeem voorkomen. Vanaf juli 2010 wordt een vorm van waterbehandeling toegepast door toevoeging van Lubron 730-3.  Tijdens de gesprekken van TNO met Vitens en BAM is de indruk ontstaan dat het beheer van zowel het bron- als distributiesysteem niet duidelijk is geregeld. Hierdoor kunnen afwijkingen in de gewenste bedrijfsvoering en storingen onopgemerkt blijven of pas in een laat stadium worden opgemerkt. Conclusies ten aanzien van het functioneren van de ATAG warmtepompen  Bij deze warmtepompen is uitval geconstateerd van regelunits en van compressorblokken. Atag heeft zelf een aanpak hiervan voorgesteld. Voor de regelunits betreft dit vervanging van de resterende oude modellen door een nieuw, goed functionerend model. Daarnaast wordt voorgesteld een zodanige beveiliging toe te passen dat zelfs bij het zeer regelmatig optreden van condities waarbij de verdamper kan invriezen de warmtepomp niet beschadigd wordt.  Op basis van de nu beschikbare gegevens zijn er twee mogelijk oorzaken voor het ontstaan van bedrijfscondities waarbij de Atag warmtepomp kan invriezen: o Een te lage watertemperatuur in het broncircuit. o Vervuiling van het filter.

TNO-rapport

4 / 34

060-APD-2011-00xxx

Daarnaast kunnen wellicht andere onregelmatigheden, zoals pendelen, de oorzaak zijn van de uitval van regelunits en compressorblokken. Dergelijke onregelmatigheden kunnen worden veroorzaakt door inpassing in de binneninstallatie en vallen buiten het TNO-onderzoek in deze 1e fase. Conclusies ten aanzien van het functioneren van de Stiebel Eltron warmtepompen  Bij deze warmtepompen is geen bevriezing of schade opgetreden sinds de oplevering. Het voorgeschakelde circuit met extra warmtewisselaar heeft kennelijk een robuust systeem opgeleverd.  De enige storing betreft een afsluiter in de aansluiting op het koudenet. De oorspronkelijk aanwezige thermische motor is begin 2011 vervangen door een elektrische motor.  Wassink heeft, in overleg met Stiebel Eltron, een definitief verbetervoorstel opgesteld. Hiermee wordt beoogd zowel het energiegebruik te verlagen als het comfort te verbeteren. De comfortaspecten hebben betrekking op inpassing aan de binneninstallatie en vallen buiten het TNO-onderzoek in deze 1e fase. Conclusies ten aanzien van het elektriciteitsgebruik van de warmtepompinstallaties  Het gemiddelde elektriciteitsgebruik volgens de EPC berekening ligt 10-30% lager dan de waarde uit het onderzoek van Millward Brown. Hiervoor zijn uiteenlopende verklaringen mogelijk.  De originele gemiddelde EPC bedraagt 0,75; de herberekende gemiddelde EPC ca. 0,1 lager en bedraagt 0,64.  Het in rekening brengen van het (hulp)energiegebruik van de bron, met een SPF op primaire energie van 3, levert een stijging van de EPC op van ca. 0,16.  Het toepassen van combi-ketels levert een gemiddelde EPC op van ruim 0,9. Dit is ruim 0,25 hoger dan het WP-systeem met herberekende EPC en ca. 0,1 hoger den de EPC met bron-energiegebruik. Overigens kan de EPC voor ketels nog enige honderdsten lager uitvallen als het effect van een laag hulpenergiegebruik wordt meegerekend. Samenvattend  Het bronsysteem vormt één van de grootste knelpunten van het warmtepompsysteem:  structurele energieonbalans in de bodem (de warmtevraag ligt 35% boven de ontwerpwaarde en de regeneratie ligt 60% onder de ontwerpwaarde);  structurele overschrijding van vergunde waterhoeveelheden (waterwet);  onherstelbare bronverstopping bij 4 van de 5 bronnen. Er zijn forse aanpassingen en investeringen vereist om deze problemen op te lossen. Het is de vraag of deze inspanning opweeg tegen het resultaat.  Daarnaast zijn voor beide typen warmtepompen aanpassingen nodig. Hiervoor zijn door de verschillende partijen constructieve voorstellen gedaan. Hierbij moet worden aangetekend dat de problemen met de warmteafgifteinstallatie in deze fase 1 van het onderzoek nog niet door TNO zijn uitgewerkt.  Het elektrisch gebruik van de warmtepompinstallaties voor verwarming, warmtapwater en hulpenergie volgens de EPC berekening ligt 10-30% lager dan de waarde uit het onderzoek van Millward Brown. Hiervoor zijn uiteenlopende verklaringen mogelijk.

TNO-rapport

5 / 34

060-APD-2011-00xxx





De gemiddelde EPC in de Teuge bedraagt 0,75 of na herberekening op 0,64. als het hoge (hulp)energiegebruik van het bronsysteem wordt meegeteld bedraagt de EPC 0,80. Als voor combi-ketels wordt gekozen stijgt de gemiddelde EPC naar 0,90.

Aanbevelingen De aanbeveling luidt om onderzoek te doen naar zowel de mogelijkheid om het bronsysteem te herstellen als naar de mogelijkheid om alle woningen van een gasaansluiting en ketels voor verwarming en warmtapwater te voorzien. Bij die laatste optie vervalt de koelfunctie van de woninginstallaties. Daarnaast wordt op basis van de nu gesignaleerde knelpunten onderzoek aanbevolen naar de volgende aspecten van de binneninstallatie:  Pendelgedrag warmtepomp  Verblijfsruimte per vertrek regelbaar  Vermogen convectoren in relatie tot geluid door ventilatoren  Stromingsgeluid in convectoren en de mogelijkheden om de doorstroming te stoppen als geen warmte of koude wordt geleverd  Geluid warmtepomp in woonkamer De meeste aspecten zijn ook van belang als voor gasketels wordt gekozen.

TNO-rapport

6 / 34

060-APD-2011-00xxx

Inhoudsopgave Samenvatting ............................................................................................................................ 2 1

Inleiding .................................................................................................................... 8

2

Achtergrond ............................................................................................................. 9

3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8

Analyse warmtebehoefte ...................................................................................... 10 Inleiding ................................................................................................................... 10 Warmtebehoefte volgens convenant ....................................................................... 10 Warmtebehoefte volgens haalbaarheidsonderzoek ................................................ 11 Aanvullende EPC-eis in fase 2 ................................................................................ 12 Warmtebehoefte volgens bron-ontwerp .................................................................. 13 Warmtelevering door de bron .................................................................................. 13 Warmtebehoefte volgens EPC berekeningen ......................................................... 14 Conclusies ............................................................................................................... 14

4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6

Functioneren bronsysteem/WKO......................................................................... 16 Inleiding ................................................................................................................... 16 Ontwerp bronsysteem.............................................................................................. 16 Vermogen en warmtebalans van de bron................................................................ 16 Distributiesysteem ................................................................................................... 18 Elektrisch energiegebruik ........................................................................................ 21 Conclusies ............................................................................................................... 21

5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5

Functioneren warmtepompen Atag / Inventum .................................................. 23 Inleiding ................................................................................................................... 23 Positie Atag in project De Teuge ............................................................................. 23 Functionele beschrijving van de Atag warmtepomp. ............................................... 23 Storingen ................................................................................................................. 24 Conclusies ............................................................................................................... 26

6 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5

Functioneren warmtepompen Stiebel Eltron ...................................................... 27 Inleiding ................................................................................................................... 27 Positie Wassink en Stiebel Eltron in project De Teuge ........................................... 27 Functionele beschrijving van de Stiebel Eltron warmtepomp. ................................. 27 Storingen ................................................................................................................. 28 Conclusies ............................................................................................................... 28

7 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5

Elektrisch gebruik warmtepompstallaties .......................................................... 29 Inleiding ................................................................................................................... 29 Berekeningswijze ..................................................................................................... 29 Resultaten ................................................................................................................ 31 Warmtebehoefte per woning vergeleken met de studie van Liandon. .................... 32 Conclusies ............................................................................................................... 33

8

Conclusies en aanbevelingen .............................................................................. 35

9

Referenties ............................................................................................................. 38

TNO-rapport

7 / 34

060-APD-2011-00xxx

10

Verantwoording ..................................................................................................... 40 Bijlage 1 EPC met ketel en warmtepomp 2 Warmtebehoefte warmtepomp volgens EPC 3 EPC gegevens

TNO-rapport

8 / 34

060-APD-2011-00xxx

1

Inleiding In opdracht van de Gemeente Zutphen en in overleg met de betrokken partijen heeft TNO een studie uitgevoerd met als doel een bijdrage te leveren aan een integrale oplossing van de problemen met het warmtepompsysteem in de wijk “De Teuge” te Zutphen, door:  Het geven van een onafhankelijk deskundig oordeel over het functioneren van het systeem en de ernst van de problematiek (in relatie tot referentiewoningen) op basis van de beschikbare gegevens,  Het aangeven van de oorzaken en mogelijke oplossingsrichtingen. De werkzaamheden worden in fasen uitgevoerd. Bij handhaving van de huidige installaties is het vereist dat de gehele keten van WKO via warmteafgifte tot de bouwkundige schil geen zwakke schakels bevat. Daarom is afgesproken om in de eerste fase via gesprekken met Vitens, BAM en de leveranciers van de warmtepompen te achterhalen wat hun ervaringen en problemen zijn en welke oplossingen daarvoor mogelijk zijn. Hiermee kan worden vastgesteld of aan de kant van de warmtelevering een goed functionerend systeem haalbaar is. In samenhang hiermee wordt op basis van het beschikbare materiaal een overzicht en analyse van de warmtebehoefte van de woningen gemaakt, in vergelijking met de aansluitvoorwaarden uit het convenant tussen gemeente Zutphen en Vitens en de resultaten van de EPC berekeningen. Deze rapportage betreft fase 1 en is gebaseerd op de situatie in de eerste helft van 2011. In fase 1 zijn de volgende werkzaamheden uitgevoerd: 1. Verzamelen van alle relevante informatie. De referentielijst beschrijft de nu bij TNO beschikbare informatie. Deze lijst is opgesteld en aangevuld in overleg met alle betrokken partijen. 2. Opstellen van een overzicht en analyseren van de warmtebehoefte van de woningen, in vergelijking met de aansluitvoorwaarden uit het convenant tussen gemeente Zutphen en Vitens en de resultaten van de EPC berekeningen, op basis van het beschikbare materiaal. Dit is uitgewerkt in hoofdstuk 3. 3. Opstellen van een integraal overzicht van de problemen in het bronsysteem/WKO, van de oorzaken hiervan en de oplossingen hiervoor. TNO heeft hierover overleg gevoerd met Vitens/IF Technology en BAM. Dit is uitgewerkt in hoofdstuk 4. 4. Opstellen integraal overzicht van storingen en schade aan de warmtepompen, van de oorzaken hiervan en de oplossingen hiervoor. TNO heeft hierover overleg gevoerd met de leveranciers van de warmtepompen: Atag en Stiebel Eltron en Wassink. Dit is uitgewerkt in hoofdstuk 5 en 6. 5. Analyse van het elektrisch energiegebruik van de woninginstallaties in hoofdstuk 7.

TNO-rapport

9 / 34

060-APD-2011-00xxx

2

Achtergrond In de woonwijk “De Teuge” te Zutphen zijn in twee fases in totaal 187 woningen gebouwd met een individuele combi-warmtepomp voor verwarming, warmtapwater en passieve koeling, op basis van collectieve warmte/koude opslag in de bodem (WKO). In een convenant met waterbedrijf Vitens zijn door de gemeente Zutphen afspraken gemaakt over de aanleg en exploitatie van het complete systeem. Vitens is de huidige eigenaar en exploitant van het collectieve deel van de energievoorziening, de bronnen in de bodem en distributie naar de woningen. De eigenaren van de woningen zijn eigenaar van de installatie in de woning. De woningen in de Teuge zijn gebouwd door verschillende aannemers/ontwikkelaars. In de ontwikkelingsovereenkomsten zijn dezelfde uitgangspunten ten aanzien van oplevering- en aansluitingsvoorwaarden opgenomen als in het convenant met Vitens. In het project zijn twee typen warmtepompen toegepast. In de afgelopen jaren zijn uiteenlopende problemen met de installatie in de woningen opgetreden, waaronder:  comfortproblemen t.a.v. de temperatuurregeling;  comfortproblemen door tochtproblemen;  te hoog geluidsniveau;  energiegebruik hoger dan verwacht;  ongewenst schakelgedrag (pendelen) van de warmtepomp;  storingen en reparaties aan de warmtepompinstallatie. Deze problemen treden niet in alle woningen in dezelfde mate op. In de WKO treedt een grote onbalans op. Daarnaast zijn er naar verluidt andere problemen met de WKO. Alle partijen hebben behoefte aan een onafhankelijk deskundig oordeel op basis van de beschikbare gegevens over het functioneren van het systeem, de ernst van de problematiek, de oorzaken en mogelijke oplossingsrichtingen. Met nadruk is door betrokkenen aangegeven dat deze vraag oplossingsgericht gesteld is. Het doel is om te komen tot een integrale oplossing.

TNO-rapport

10 / 34

060-APD-2011-00xxx

3

Analyse warmtebehoefte

3.1

Inleiding Doelstelling is het opstellen van een overzicht en analyseren van de warmtebehoefte van de woningen, in vergelijking met de aansluitvoorwaarden uit het convenant tussen gemeente Zutphen en Vitens en de resultaten van de EPC berekeningen, op basis van het beschikbare materiaal. Zoals hieronder blijkt zijn in dit overzicht tee vens het haalbaarheidsonderzoek uit 2001 en de aanvullende EPC-eis uit de 2 fase betrokken.

3.2

Warmtebehoefte volgens convenant De volgende teksten uit het Convenant van 12 maart 2002 [66] zijn van toepassing op de warmtebehoefte: “Overwegende: … c. dat in de gemeente het plan De Teuge wordt ontwikkeld, omvattende de bouw van circa 200 woonhuizen, waarvan volgens de huidige planning de eerste fase met 113 woningen wordt opgeleverd in 2002/2003 en de tweede fase met 87 woningen in 2004.” “Artikel 1 – Verplichtingen Waterbedrijf Gelderland: 1.3 De kosten voor het ontwerp, …., welke zijn gebaseerd op een standaard referentiewoning met een totale maximale thermische energiebehoefte van 5 kW. …” Uit bijlage 2, aansluit- en leveringsvoorwaarden, bij het Convenant: “Voorwaarden warmtepomp De warmtepomp dient het woonhuis te voorzien van ruimteverwarming en warm tapwater. Om in warm tapwater te kunnen voorzien is de warmtepomp gekoppeld aan een boilervat. Het geheel wordt aangeduid als een combi warmtepomp. 1. Het beschikbaar maximaal thermisch vermogen is 9 kW, waarvan: a. Maximaal 6 kW wordt geleverd door de condensor van de warmtepomp; b. Maximaal 3 kW door het elektrisch bijstookelement. 2. het gemiddelde condensorvermogen, genomen over de 200 woningen, mag per woning niet hoger zijn dan 6 kW. Het gemiddelde dient per fase te worden gehandhaafd.” en: “Maatregelen ter reductie van de warmtevraag Bouwkundige maatregelen Toepassen van verhoogde isolatiewaarden van de gebouwschil t.o.v. de eisen zoals opgenomen in het van toepassing zijnde bouwbesluit.

TNO-rapport

11 / 34

060-APD-2011-00xxx

Minimale eisen: 2 1 Dichte geveldelen Rc  3,5 m K/W 2 2 Begane grondvloer Rc  3,5 m K/W 2 3 Daken Rc  3,5 m K/W 2 4 Glas U 1,2 W/m K 2 5 Kozijnen U 2,4 W/m K ” Een aantal andere maatregelen, zoals kierdichting en warmteterugwinning, zijn geformuleerd als “(sterke) aanbeveling”. Het convenant stelt dus geen directe eis aan de maximale warmtebehoefte van de woningen voor ruimteverwarming en warm tapwater. Er zijn uitsluitende minimumeisen gesteld aan de isolatiewaarde van de schil van de woning. 3.3

Warmtebehoefte volgens haalbaarheidsonderzoek In bijlage 3 van het convenant is een brief van Waterbedrijf Gelderland van 10-102001 opgenomen. In bijlage 4 bij deze brief wordt een indicatie van de exploitatiekosten geven. Deze is gebaseerd op een haalbaarheidsonderzoek van Brouwer Energie Consult van 8 juni 2001 [B.1]. Hierin zijn voor een woning van 2 111,4 m gebruiksoppervlakte EPC-bepalingen uitgevoerd met een combi-ketel en een combi-warmtepomp. Hierbij zijn de warmtebehoefte voor verwarming en warmtapwater bepaald. Tabel 1. Kerngegevens haalbaarheidsonderzoek van Brouwer Energie Consult [B.1]

Primaire energie [MJ] Opwekkingsrendement Bruto warmtevraag [MJ] Daling warmtevraag voor woning met WP [%] Maatregelen

Verwarming ketel WP 11.998 4.660 0,95 1,775 11.398 8.271 27 %

Warmtapwater ketel WP 17.693 12.865 0,577 0,525 10.209 6.754 33 %

Isolatie Rc = 3,0 Rc = 4,0 Uraam = 1,7 Uraam = 1,5

Zonnecollector Geen zonneMet zonnecollector collector van 2 2,7 m

Warmteterugwinning ventilatielucht 75 % 90 % Wat hierbij opvalt, is dat de woning voor de beide berekeningen niet identiek is: In de woning met een warmtepomp is de isolatie verbeterd en wordt een zonnecollector voor warmtapwaterbereiding toegepast. Hierdoor daalt in de woning met warmtepomp de warmtevraag voor verwarming en warmtapwater met 27 resp. 33 %. Een aanzienlijk deel van de daling van het primair verbruik wordt dus bereikt door andere maatregelen dan door toepassing van de warmtepomp. Wat tevens opvalt, is dat voor beide woningvarianten, en zeker voor de variant met warmtepomp, de bouwkundige en installatietechnische maatregelen verder gaan dan de minimale eisen die uiteindelijk in het convenant zijn vastgelegd.

TNO-rapport

12 / 34

060-APD-2011-00xxx

Het is daarom te verwachten dat de woningen in De Teuge, als zij gebouwd worden 2 volgens de eisen van het convenant, bij een gebruiksoppervlakte van ca. 110 m , een hogere warmtebehoefte voor ruimteverwarming en warm tapwater dan ca 15 GJ/a zullen vereisen. 3.4

Aanvullende EPC-eis in fase 2 In bijlage 3 van het programma van eisen [B.2] bij de ontwikkelovereenkomst voor fase 2 staat onder punt 4.8 - Energie en Duurzaam bouwen - het volgende: “Voor de woningen geldt een EPC van 1,0 met dien verstande dat de energiebesparing als gevolg van het gebruik van de aardwarmtelevering niet mag worden meegerekend. Vereisten vanuit het energiebeleidsplan en ten aanzien van energie en duurzaam bouwen zijn hieronder weergegeven.” Deze tekst laat in het midden op welke wijze “het gebruik van de aardwarmtelevering niet mag worden meegerekend”. Dit laat ruimte voor verschillende interpretaties, zoals: 1. toepassen van een “neutraal” opwekkingsrendement van 100 % voor verwarming en warm tapwater; 2. toepassen van de gegevens van een gangbare combi-ketel. Uit de ter beschikking staande stukken blijkt niet of en hoe deze eis getoetst is. Op de woningen waarvan de EPC-berekening beschikbaar is, is door TNO een herberekening uitgevoerd. Hierbij is er van uitgegaan dat de EPC-berekeningen op correcte wijze zijn uitgevoerd. Voor de herberekening is uitgegaan van een gangbare HR-ketel met de volgende specificaties:  opwekkingsrendement voor verwarming van 97,5 % (HR107, LT);  opwekkingsrendement voor warm tapwater van 80 % (verschillende gangbare toestellen);  hulpenergie voor verwarming is op forfaitaire wijze bepaald. De resultaten zijn per woningtype gegeven in Bijlage 1. Hieronder zijn de resultaten samengevat in termen van minimum- en maximum EPC. Doordat voor een deel van de woningen de EPC onbekend is en de aantallen woningvarianten deels onbekend zijn, is het bepalen van een gemiddelde EPC minder zinvol. Tabel 2. EPC met ketel of warmtepomp

Fase EPC variant

1

2

1 en 2

met ketel

met WP

met ketel

met WP

met ketel

met WP

Min.

0,718

0,661

0,969

0,603

0,718

0,603

Max.

1,003

0,860

1,068

0,998

1,068

0,998

Hieruit blijkt o.a.:  de woningen die in fase 1 zijn gebouwd hebben gemiddeld een lagere EPCmet-ketel dan de woningen uit fase 2;  de hoogste EPC-met-ketel in fase 1 ligt op 1,00; in fase 2 op 1,07;  bij toepassing van een moderne combi-ketel zal de EPC 0,03 à 0,04 lager liggen dan hier berekend, door het lagere hulpenergiegebruik;

TNO-rapport

13 / 34

060-APD-2011-00xxx



bij toepassing van een “neutraal” opwekkingsrendement van 100 % voor verwarming en warmtapwater daalt het primair energiegebruik iets verder en zal de EPC voor alle woningen onder 1,0 liggen.

Afhankelijk van de gekozen interpretatie van de aanvullende EPC-eis voldoen de woningen van fase 2 net wel of net niet aan deze eis. 3.5

Warmtebehoefte volgens bron-ontwerp Voor het ontwerp van de bron, het distributiesysteem en de warmtewisselaar tussen grondwater en distributienet is uitgegaan van de volgende gegevens [B.3]. Voor de omslag van systeemwaarden naar een waarde per woning is uitgegaan van 200 woningen. Tabel 3. Ontwerpgegevens bronsysteem

Max. verdampervermogen WP Warmtevraag WP Koelvraag Ontwerp grondwaterdebiet Ontwerp temperatuurverschil over bron Gem. grondwatertemperatuur Gem. infiltratietemperatuur Ontwerpdebiet distributienet Ontwerptemperatuur distributienet verwarming Ontwerptemperatuur distributienet koeling

Systeem 1100 kW 1253 MWh/a 4510,88 GJ/a 216 MWh/a 777,6 GJ/a 3 190 m /h 5K 10,5 C 5,5 C 3 190 m /h 9,5 - 4,5 C

Woning 5,5 kW 22.550 MJ/a 3.888 MJ/a

950 lt/h

14 – 12 C

De hier gehanteerde ontwerp warmtevraag van de bron is 4510 GJ/a, wat overeenkomt met 22,55 GJ/a per woning (bij 200 woningen). Het is niet bekend wat de basis voor die waarde is. In het onderzoek van de energiebalans [39] worden afwijkende waarden genoemd, voor de warmtelevering door het bronsysteem: Warmtevraag verwarming 18.660 MJ/a Warmtevraag warmtapwater 7.770 MJ/a Warmtevraag totaal 26.430 MJ/a

3.6

Warmtelevering door de bron De warmte- en koudelevering door het bronsysteem over de periode 2006-2008 is hieronder gegeven [39, 40]. Voor de berekening van de levering per woning is uitgegaan van 111 woningen in fase 1 in 2006 en 2007 en 187 woningen van fase 1 en 2 in 2008.

TNO-rapport

14 / 34

060-APD-2011-00xxx

Tabel 4. Warmte- en koudelevering door het bronsysteem en volgens ontwerp

Jaar

Geleverde warmte Systeem

Geleverde koude

Woning

Systeem

Woning

[MWh/a]

[GJ/a]

[MJ/a]

[MWh/a]

[GJ/a]

[MJ/a]

2006

863,4

3.108

28.000

197,4

710

6.396

2007

910,1

3.276

29.513

153,9

554

4.990

2008

1700,3

6.121

32.733

220,4

793

4.242

1253

4.510

22.550

216

777

3.888

Ontwerp

De geleverde warmte ligt in 2008 voor het systeem 35 % boven de ontwerpwaarde en voor de woning 45 % boven de ontwerpwaarde. Het verschil wordt veroorzaakt doordat minder woningen zijn gebouwd (187) dan aanvankelijk gepland (200). De geleverde koude is in 2008 voor het systeem vrijwel gelijk aan de ontwerpwaarde en voor de woning 9 % boven de ontwerpwaarde. In deze beschouwing is geen correctie voor graaddagen toegepast. 3.7

Warmtebehoefte volgens EPC berekeningen De warmtebehoefte van de warmtepomp, waarin het koudenet van Vitens moet voorzien, is bepaald op basis van de EPC-gegevens. Uitgangspunt hierbij zijn het primair energiegebruik, het primair opwekkingsrendement en de bijbehorende COP voor verwarming en warmtapwater. De warmtebehoefte in MJ/a waarin het bronsysteem moet voorzien is in Bijlage 2 per woningtype gegeven voor verwarming, warmtapwater en totaal voor de 170 woningen en appartementen, waarvan de gegevens beschikbaar zijn. Hierbij is voor een aantal woningtypen uitgegaan van de basisvariant, omdat niet bekend is hoeveel woningen als (grotere) variant zijn gebouwd. De ontbrekende woningen betreffen 11 twee-onder-een-kappers, en 6 vrijstaande woningen. De gemiddelde warmtebehoefte waarin het bronsysteem moet voorzien voor verwarming en warmtapwater bedraagt 27,9 GJ/a. Door het ontbreken van 17 grotere woningen en het niet meerekenen van een aantal (grotere) woningvarianten kan de gemiddelde warmtebehoefte volgens de EPC-gegevens nog iets hoger uitvallen.

3.8

Conclusies Uit het voorgaande blijkt o.a.:  Het convenant stelt geen directe eis aan de maximale warmtebehoefte van de woningen voor ruimteverwarming en warm tapwater. Er zijn uitsluitend minimumeisen gesteld aan de isolatiewaarde van de schil van de woning.  In het haalbaarheidsonderzoek uit 2001 is, bij een gebruiksoppervlakte van ca. 2 110 m , een warmtebehoefte voor ruimteverwarming en warm tapwater van ca. 15 GJ/a bepaald. Hierbij zijn verdergaande bouwkundige en installatietechnische maatregelen toegepast dan de minimale eisen die uiteindelijk in het convenant zijn vastgelegd.  In bijlage 3 van het programma van eisen bij de ontwikkelovereenkomst voor fase 2 wordt als aanvullende eis gesteld: “Voor de woningen geldt een EPC van 1,0 met dien verstande dat de energiebesparing als gevolg van het gebruik van de aardwarmtelevering niet mag worden meegerekend.” Afhankelijk van de

TNO-rapport

15 / 34

060-APD-2011-00xxx







gekozen interpretatie van de aanvullende EPC-eis voldoen de woningen van fase 2 net wel of net niet aan deze eis. Voor het ontwerp van de bron, het distributiesysteem en de warmtewisselaar tussen grondwater en distributienet is uitgegaan van een ontwerpwarmtevraag van de bron van 4.510 GJ/a, wat overeenkomt met 22,55 GJ/a per woning (bij 200 woningen). Het is niet bekend wat de basis is voor de hier gehanteerde ontwerpwarmtevraag van de bron. Uit praktijkgegevens van Vitens blijkt dat de geleverde warmte in 2008 voor het systeem 6.121 GJ/a bedraagt (35 % boven de ontwerpwaarde) en per woning 32,7 GJ/a (45 % boven de ontwerpwaarde). Het verschil wordt veroorzaakt doordat minder woningen zijn gebouwd (187) dan aanvankelijk gepland (200). De geleverde koude is in 2008 voor het systeem vrijwel gelijk aan de ontwerpwaarde en per woning 9 % boven de ontwerpwaarde. De warmtebehoefte van de warmtepomp, waarin het koudenet van Vitens moet voorzien, is bepaald op basis van de EPC-gegevens. De gemiddelde warmtebehoefte bedraagt 27,9 GJ/a, waarin het bronsysteem moet voorzien voor verwarming en warmtapwater voor de 170 woningen en appartementen, waarvan de gegevens beschikbaar zijn. Deze waarde ligt ca. 15 % lager dan de praktijkgegevens van Vitens.

TNO-rapport

16 / 34

060-APD-2011-00xxx

4

Functioneren bronsysteem/WKO

4.1

Inleiding Doelstelling is het opstellen van een integraal overzicht van de problemen in het bronsysteem/WKO, van de oorzaken hiervan en de oplossingen hiervoor. TNO heeft hierover o.a. overleg gevoerd met Vitens/IF Technology en BAM.

4.2

Ontwerp bronsysteem Het ontwerp en de bedrijfswijze van het bron systeem staan o.a. beschreven in het onderzoek van de energiebalans [39]. Het systeem bestaat in essentie uit de volgende onderdelen:  Het grondwatersysteem, bestaande uit twee onttrekkingsbronnen en drie infiltratiebronnen;  Het distributiesysteem, bestaande uit een circulatieleiding tussen de bronnen en de woningen, die met een warmtewisselaar op de gewenste temperatuur wordt gehouden door verwarmen of koelen met het grondwater uit de onttrekkingsbronnen;  De aanvullende regeneratievoorziening, in de vorm van twee droge koelers, die ’s zomers warmte onttrekken aan de buitenlucht en via een warmtewisselaar afgeven aan het grondwater uit de onttrekkingsbronnen.

4.3

Vermogen en warmtebalans van de bron De belangrijkste problemen in het bronsysteem zijn volgens Vitens [Error! Reference source not found.]:  structurele energieonbalans in de bodem;  structurele overschrijding van vergunde waterhoeveelheden (waterwet);  onherstelbare bronverstopping bij 4 van de 5 bronnen. Een van de voorwaarden voor het bedrijven van het bronsysteem is een warmtebalans over een periode van vijf jaar [39]. Daaraan blijkt in dit geval niet te worden voldaan. In de periode 2006/2007 werd 30-44 % van de warmtelevering niet geregenereerd. In 2008, toen alle 187 woningen waren aangesloten, steeg deze onbalans tot boven 60 %. Tabel 5. Warmtebalans bronsysteem [39]

Geleverde warmte

Geleverde koude

Regeneratie

[MJ]

[MJ]

[MJ]

2006

3.108

711

2007

3.276

554

2008

6.121

Ontwerp [B.3] Verschil 2008 - ontwerp Ontwerp [39] Verschil 2008 - ontwerp

Jaar

Warmtebalans [MJ]

[%]

1.452

-946

-30 %

1.284

-1.438

-44 %

793

1.470

-3.858

-63 %

4.510

777

3.733

0

0%

36 %

2%

-61 %

4.942

842

4.100

0

0%

23 %

-6 %

-64 %

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

17 / 34

TNO-rapport

18 / 34

060-APD-2011-00xxx

De onbalans wordt door twee factoren bepaald:  Een hogere warmtelevering dan volgens ontwerp: in 2008 23-36 % hoger, afhankelijk van de gekozen referentie. Zoals in hoofdstuk 3 is vastgesteld is deze warmtevraag ca. 15 % boven de resultaten van de EPC-berekening. Om deze warmtevraag te verlagen zijn besparende maatregelen in woningen vereist.  Een lagere regeneratie dan volgens ontwerp: in 2008 ruim 60 % lager. In het Onderzoek van de energiebalans [39] zijn de verschillende oorzaken besproken. Tevens zijn verschillende mogelijkheden voor meer regeneratie uitgewerkt. In mondeling overleg met Vitens en IF-technology is tevens de mogelijkheid van (nuttige) koudelevering besproken, maar hiervoor zijn op deze locatie geen voor de hand liggende mogelijkheden aanwezig. Het warmteverlies of de warmtewinst van het distributienet is verwaarloosbaar [39]. De onbalans heeft er nog niet toe geleid dat het water van de onttrekkingsbronnen in temperatuur is gedaald. De hogere warmtelevering dan volgens ontwerp is een belangrijke oorzaak van de structurele overschrijding van vergunde waterhoeveelheden. Volgens Vitens is dit de oorzaak van de onherstelbare bronverstopping bij 4 van de 5 bronnen. In een notitie [Error! Reference source not found.] heeft Vitens zijn standpunt t.a.v. de genoemde problemen uitgewerkt. 4.4

Distributiesysteem Voor het functioneren van het distributiesysteem zijn o.a. het waterdebiet, de watertemperatuur en de waterkwaliteit van belang. De ontwerpgegevens zijn hieronder gegeven.

Ontwerpdebiet distributienet Ontwerptemperatuur distributienet verwarming Ontwerp verdampervermogen Ontwerptemperatuur distributienet koeling

Systeem Woning 3 190 m /h 950 liter/h 9,5 - 4,5 C 1.100 kW 5.500 W 14 – 12 C

Tabel 6. Ontwerpgegevens distributienet

Deze punten worden hieronder besproken. Waterdebiet 3 Het ontwerpdebiet van het distributienet bedraagt 190 m /h, of, bij 200 woningen, 950 liter/h per woning. De circulatiepompen in het distributienet worden geregeld op een constant drukverschil over de pompen. Bij inschakelen van een verbruiker zullen de pompen op gaan toeren omdat de druk daalt. Op het moment dat er geen enkele afnemer actief is blijven de circulatiepompen draaien op een minimaal debiet 3 van 50 m /h om te voorkomen dat het water in het distributienet afkoelt [B.3].

TNO-rapport

19 / 34

060-APD-2011-00xxx

Het ontwerpdebiet van de warmtepompen bedraagt: Aantal

Type warmtepomp

150

Atag Energion 6

37

Stiebel Eltron WPC-C 5

Ontwerpdebiet bronzijde 1.400 lt/h

950 lt/h

Toelichting Identiek aan de ontwerpgegevens van de beide voorgangers: Vaillant VWS NL 6 en Inventum Energion 6 Brondebiet over de externe warmtewisselaar

Uit mondelinge informatie van BAM is gebleken dat met Vaillant/Inventum is afgesproken het brondebiet op 950 lt/h in te stellen. Het temperatuurverschil over de verdamper ligt hierdoor op ca 4,5 K in plaats van 3 K. In bijlage 4 is de dimensionering van het distributienet uitgewerkt. Hiervoor is aangegeven welke nominale diameters zijn toegepast en welke waterdebieten hierbij toegestaan zijn bij een watersnelheid van 1, 2 en 3 m/s. Hierbij is uitgegaan van een dikte van de buiswand van 8 mm (conservatieve aanname). Tevens is hierbij aangegeven hoeveel woningen op de desbetreffende diameters zijn aangesloten in fase 1 en 2 van De Teuge. Per aansluiting mag 950 l/h worden benut. Hieruit blijkt dat voor vrijwel alle situaties een watersnelheid van 1 m/s volstaat als alle warmtepompen tegelijkertijd in bedrijf zijn. Voor een aantal plaatsen in het net is een watersnelheid van 1,2 m/s vereist. Hiermee wordt voldaan aan de vuistregel die 1 m/s als maximum geeft tot 100 mm inwendige diameter, oplopend tot 3,5 m/s in de range 100-700 mm. Of het waterdebiet toereikend is en of het systeem van debietregeling goed functioneert, is op basis van de beschikbare informatie niet goed te beoordelen. Watertemperatuur De ontwerpaanvoer- en -retourtemperatuur van het distributienet voor verwarming is 9,5 / 4,5 C. De watertemperatuur in het distributienet wordt niet permanent geregistreerd en opgeslagen, zodat hiervan geen overzicht beschikbaar is. Een bewoner in een woning met een Stiebel Eltron warmtepomp heeft de aanvoeren retourtemperatuur gedurende enige maanden gemeten. Dit was mogelijk omdat de afsluiter aan de bronzijde permanent geopend was waardoor permanente doorstroming optrad. Uit deze metingen komt een sterk wisselend beeld naar voren:  variërend tussen 8,5 en 9,5 C (15-2);  langdurige daling tot 4 C, gevolgd door fluctuaties tussen 6 en 9,5 C (13-2);  variërend rond 10 C (21-3)

TNO-rapport

20 / 34

060-APD-2011-00xxx

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0 14-2-2010 19:12

15-2-2010 0:00

15-2-2010 4:48

15-2-2010 9:36

15-2-2010 14:24

15-2-2010 19:12

16-2-2010 0:00

16-2-2010 4:48

Figuur 1. Voorbeeld aanvoertemperatuur bronzijde

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0 12-2-2010 19:12

13-2-2010 0:00

13-2-2010 4:48

13-2-2010 9:36

13-2-2010 14:24

13-2-2010 19:12

14-2-2010 0:00

14-2-2010 4:48

22-3-2010 0:00

22-3-2010 4:48

Figuur 2. Voorbeeld aanvoertemperatuur bronzijde 12

10

8

6

4

2

0 20-3-2010 19:12

21-3-2010 0:00

21-3-2010 4:48

21-3-2010 9:36

21-3-2010 14:24

21-3-2010 19:12

Figuur 3. Voorbeeld aanvoertemperatuur bronzijde

De oorzaak van deze fluctuaties is niet duidelijk.

TNO-rapport

21 / 34

060-APD-2011-00xxx

Waterkwaliteit en – behandeling Op het water in het distributiesysteem is aanvankelijk geen waterbehandeling toegepast. In de loop der jaren is gebleken dat magnetiet en slib in het systeem voorkomen. Vanaf juli 2010 wordt een vorm van waterbehandeling toegepast door toevoeging van Lubron 730-3. Uit de informatie van BAM en Vitens en de beschikbare documentatie is niet duidelijk op te maken welke problemen hiermee worden aangepakt. Naar verwachting staat de vermindering van magnetiet en andere ijzerverbindingen voorop. Opmerkelijk is de tekst in de aanbieding van BAM aan Vitens (11 maart 2010): “Het toepassen van deze waterbehandelingen kan tot gevolg hebben dat afzettingen loskomen en corrosieproducten in het systeem gaan zweven. Dit kan leiden tot verstoppingen van o.a. filters bij de warmtepompen. … Om de eventuele overlast te beperken adviseren wij u deze werkzaamheden in de zomer uit te voeren. Tevens adviseren wij u de klanten aan te schrijven om bij storing van de warmtepomp deze niet te resetten maar de installateur te bellen.” 4.5

Elektrisch energiegebruik Het elektriciteitsgebruik voor het bron- en distributiesysteem is opgebouwd uit de volgende onderdelen:  Bronnen grondwatersysteem;  Droge koelers;  Distributienet;  Regeling en elektrotechniek in centrale technische ruimte. Het elektrisch verbruik is alleen als totaal per jaar bekend [40] en hieronder gegeven. De “seasonal performance factor” (SPF) bedraagt 7 à 8; als deze betrokken wordt op het primair verbruik, met een elektrisch opwekkingsrendement van 39 % bw, wordt de SPF 2,7 à 3,1. Tabel 7. Energiestromen bronsysteem

4.6

Jaar

Elektriciteitsverbruik

Geleverde warmte

Geleverde koude

Regeneratie

[kWh]

[MWht]

[MWht]

[MWht]

[-]

[-]

2006

151.662

863,4

197,4

403,3

7,0

2,7

2007

173.426

910,1

153,9

356,7

6,1

2,4

2008

241.398

1700,3

220,4

408,2

8,0

3,1

SPFel

SPFprim

Conclusies De belangrijkste problemen in het bronsysteem zijn:  structurele energieonbalans in de bodem;  structurele overschrijding van vergunde waterhoeveelheden (waterwet);  onherstelbare bronverstopping bij 4 van de 5 bronnen. In een notitie heeft Vitens zijn standpunt t.a.v. deze problemen uitgewerkt. Uitgaande van de huidige warmte- en koudevraag zijn grote aanpassingen nodig in

TNO-rapport

22 / 34

060-APD-2011-00xxx

de vorm van vergroting van het aantal bronnen en vergroting of vernieuwing van de regeneratie. Opvallend aan de situatie van het distributiesysteem is dat Vitens en BAM geen inzicht kunnen geven in het functioneren van de debiet- en temperatuurregeling. De gegevens hiervan worden niet permanent geregistreerd en opgeslagen, zodat hiervan geen overzicht beschikbaar is. Een bewoner in een woning met een Stiebel Eltron warmtepomp heeft de aanvoeren retourtemperatuur gedurende enige maanden gemeten. Uit deze metingen komt een sterk wisselend beeld naar voren, waarbij de temperatuur van 9,5 °C soms urenlang varieert tussen 8,5 en 9,5 C maar soms enige uren daalt naar lage waarden rond 4 – 6 C. Op het water in het distributiesysteem is aanvankelijk geen waterbehandeling toegepast. In de loop der jaren is gebleken dat magnetiet en slib in het systeem voorkomen. Vanaf juli 2010 wordt een vorm van waterbehandeling toegepast. Tijdens de gesprekken van TNO met Vitens en BAM is de indruk ontstaan dat het beheer van zowel het bron- als distributiesysteem niet duidelijk is geregeld. Hierdoor kunnen afwijkingen in de gewenste bedrijfsvoering en storingen onopgemerkt blijven of pas in een laat stadium worden opgemerkt.

TNO-rapport

23 / 34

060-APD-2011-00xxx

5

Functioneren warmtepompen Atag / Inventum

5.1

Inleiding Doelstelling is het opstellen van een integraal overzicht van storingen en schade aan de warmtepompen, van de oorzaken hiervan en de oplossingen hiervoor. TNO heeft hierover o.a. overleg gevoerd met Atag, Inventum en Vaillant. Onderstaande gegevens zijn voornamelijk gebaseerd op productinformatie en informatie van Atag. Overleg met Inventum en Vaillant levert geen aanvullende informatie op en bevestigt de informatie die van Atag is verkregen.

5.2

Positie Atag in project De Teuge In maart 2010 heeft Atag de rechten voor de Inventum (daarvoor Vaillant) warmtepompen overgenomen, zoals die o.a. zijn geplaatst in het project De Teuge. Hierbij is nauwelijks informatie over service en onderhoud door Inventum in dit project ontvangen. Atag kan hierdoor alleen afgaan op de eigen ervaringen in dit project sinds maart 2010. Atag acht zich primair verantwoordelijk voor de warmtepomp. Atag heeft geen gedetailleerde kennis van het bronsysteem en warmte-afgiftesysteem. De verantwoordelijkheid hiervoor ligt primair bij Vitens respectievelijk BAM. De volgende aantallen warmtepompen zijn geplaatst. Fase Aantal Fabrikant Type regeVermogen 1 lunit [kW] 1 20 Vaillant Haaks 6 1 20 Inventum Haaks 6 1 70 Inventum Recht 6 2 40 Inventum Recht 6/8 1 Dit betreft de vorm van de regelunit in de warmtepomp.

Jaar 2003 2003 2004/5 2007/8

De meeste warmtepompen zijn van het type Energion 6. Incidenteel zijn in fase 2 Energion 8 warmtepompen toegepast. 5.3

Functionele beschrijving van de Atag warmtepomp. Het principeschema van de warmtepomp is hieronder afgebeeld. Verwarming en warmtapwater worden door de warmtepomp verzorgd. Koeling verloopt via de als koelunit aangeduide warmtewisselaar. De warmtepomp zelf is dan uitgeschakeld. Het koelbedrijf wordt onderbroken als de warmtepomp het boilervat verwarmd.

TNO-rapport

24 / 34

060-APD-2011-00xxx

Figuur 4. Schema Atag warmtepomp in tapwaterbedrijf.

In De Teuge wordt deze warmtepomp toegepast zonder bodemwarmtewisselaar. In plaats van een bron-pomp wordt een toerengeregelde pomp in de aansluiting op het koudwaternet gebruikt. Deze wordt zo geregeld dat een temperatuurverschil van 4 C over de verdamper wordt gehandhaafd. De warmtepompen zijn voorzien van een bijstookelement dat standaard is uitgeschakeld. Indien gewenst kan de bewoner er voor kiezen de bijstook vrij te geven. 5.4

Storingen Bij deze warmtepompen is uitval geconstateerd van regelunits en van compressorblokken. De door Atag voorgestelde aanpak is hieronder in een door Atag zelf opgestelde tekst cursief weergegeven. Andere onregelmatigheden, zoals pendelen e.d. hebben betrekking op inpassing aan de binneninstallatie en vallen buiten het TNO-onderzoek in deze 1e fase. Hier moet aan worden toegevoegd dat de uitval van compressorblokken volgens Atag veroorzaakt wordt door invriezen van de verdamper. Op basis van de nu beschikbare gegevens zijn er twee mogelijk oorzaken voor het ontstaan van bedrijfscondities waarbij de Atag warmtepomp kan invriezen:  Een te lage watertemperatuur in het broncircuit – getuige de waarnemingen hiervan in paragraaf 4.4.  Vervuiling van het filter, zoals geconstateerd op 26-1-2011 [52]. De monteur constateerde dat het filter helemaal verstopt zit (aanvoerzijde van de pomp). Bij een te gering debiet over de verdamper daalt de retourtemperatuur en kan het water in de verdamper bevriezen. Regelunit Bij 40 toestellen geplaatst in fase1 is de zgn. ‘haakse regelunit’ toegepast. Deze regelunits zijn wat gevoeliger voor spanningsvariaties en kunnen onder omstandigheden defect raken. Vanaf 2004 wordt de zgn. ‘rechte regelunit’ toegepast, welke naar behoren functioneert.

TNO-rapport

25 / 34

060-APD-2011-00xxx

Atag heeft met het installatiebedrijf afspraken gemaakt over de ombouw van de haakse regelunit naar de rechte regelunit. Wanneer ombouw nodig blijkt te zijn zal deze ombouw tegen een gereduceerde prijs kunnen worden aangeboden. Compressorblokken Op een aantal adressen is uitval geweest van de warmtepompen en is in opdracht van het installatiebedrijf door Atag het compressorblok vervangen. Het compressorblok bestaat uit een geluidsgeïsoleerde kast, waarin zich hoofdzakelijk een trillingsvrije ophangconstructie, de compressor, de verdamper, de condensor, het expansieventiel en een componentverbindende leidingset bevinden. De retour gekomen compressorblokken zijn door Atag geanalyseerd en in alle gevallen bleek dat, direct of indirect, bevriezing van de verdamper de oorzaak van uitval. Bevriezing van de verdamper wordt meestal veroorzaakt door structureel onvoldoende stroming (lees warmte aanbod) aan de bronzijde en bij gebruik van water als bronmedium. De warmtepomp is 3-voudig tegen invriezen beveiligd, echter onder extreme omstandigheden blijkt invriezen toch mogelijk. Het incidenteel invriezen van de warmtepomp heeft geen invloed op de levensduur. Het structureel invriezen van de warmtepomp kan wel invloed hebben op de levensduur van het toestel. Atag is voortdurend bezig met verbetering van haar produkten en heeft besloten op basis van de bovengenoemde analyse een extra beveiliging aan te brengen in de huidige in productie zijnde warmtepomp. Hierbij wordt de ingaande bron temperatuur gemeten en wordt de warmtepomp uitgeschakeld wanneer een vooraf ingestelde waarde (voorstel 1 C) is bereikt. Hierdoor zal het invriezen ook bij extreme omstandigheden niet meer optreden en wordt de levensduur van het compressorblok ook bij extreme omstandigheden niet verkort. Wanneer binnen 24 uur tijd meer dan 3 maal een bron-in temperatuur (bron temperatuur naar de bron toe is te laag) probleem optreedt, zal de warmtepomp in een niet automatisch te resetten toestand terecht komen waarna de melding in het scherm komt te staan: "bron probleem". Tevens heeft Atag besloten om deze wijziging vrij te geven voor al bestaande warmtepompen, mits voorzien van een ‘ rechte regelunit’. Hiervoor is het nodig nieuwe software in de regelunit te plaatsen en enkele parameterinstellingen aan te passen. Deze aanpassing kan uitsluitend worden uitgevoerd door hiervoor opgeleide Atag medewerkers. Samengevat:  Het vervangen van een haakse regelunit door een rechte regel unit lost de regelunit klachten naar behoren op.  De warmtepomp kan als gevolg van incidenteel te weinig stroming invriezen aan de bronzijde, echter is daar voldoende tegen bestand.  Bij structureel te weinig stroming aan de bronzijde en daardoor bevriezing van de verdamper zal op den duur het compressorblok defekt raken  De warmtepomp kan worden beveiligd tegen extreme omstandigheden aan de bronzijde door een aanpassing in de software.

TNO-rapport

26 / 34

060-APD-2011-00xxx

5.5

Conclusies 



Bij deze warmtepompen is uitval geconstateerd van regelunits en van compressorblokken. Atag heeft zelf een aanpak van dit probleem voorgesteld. Voor de regelunits betreft dit vervanging van de resterende oude modellen door een nieuw, goed functionerend model. Daarnaast wordt voorgesteld een zodanige beveiliging toe te passen dat zelfs bij het zeer regelmatig optreden van condities waarbij de verdamper kan invriezen de warmtepomp niet beschadigd wordt. Op basis van de nu beschikbare gegevens zijn er twee mogelijk oorzaken voor het ontstaan van bedrijfscondities waarbij de Atag warmtepomp kan invriezen: o Een te lage watertemperatuur in het broncircuit – getuige de waarnemingen hiervan in paragraaf 4.4. o Vervuiling van het filter, zoals geconstateerd op 26-1-2011 [52]. De monteur constateerde dat het filter helemaal verstopt zit (aanvoerzijde van de pomp). Bij een te gering debiet over de verdamper daalt de retourtemperatuur en kan het water in de verdamper bevriezen.

Andere onregelmatigheden, zoals pendelen e.d. hebben betrekking op inpassing aan de binneninstallatie en vallen buiten het TNO-onderzoek in deze 1e fase.

TNO-rapport

27 / 34

060-APD-2011-00xxx

6

Functioneren warmtepompen Stiebel Eltron

6.1

Inleiding Doelstelling is het opstellen van een integraal overzicht van storingen en schade aan de warmtepompen, van de oorzaken hiervan en de oplossingen hiervoor. TNO heeft hierover overleg gevoerd met Stiebel Eltron en Wassink.

6.2

Positie Wassink en Stiebel Eltron in project De Teuge Wassink heeft met Reinbouw en Stiebel Eltron het huidige warmtepompsysteem ontworpen. Vitens/BAM heeft het plan volgens Wassink getoetst en goed bevonden. In alle 37 Reinbouw woningen is de Stiebel Eltron WPC-C 5 combiwarmtepomp met koelfunctie toegepast. Vanaf de oplevering heeft Wassink de vragen en klachten zo goed mogelijk proberen te verwerken, gericht op het goed functioneren van de installatie. De verbeteringen die nu worden voorgesteld zijn door beide partijen samen opgesteld.

6.3

Functionele beschrijving van de Stiebel Eltron warmtepomp. Verwarming en warmtapwater worden door de warmtepomp verzorgd. Het koelbedrijf wordt via de warmtepomp (maar zonder extra energiegebruik) verzorgd. Het koelbedrijf wordt onderbroken als de warmtepomp het boilervat verwarmd. De warmtepompen zijn standaard voorzien van drie bijstookelement van respectievelijk 2,6, 3,0 en 3,2 kW, direct na de condensor. De elementen waren bij oplevering standaard uitgeschakeld. Indien gewenst kan de bewoner er voor kiezen in elke gewenste combinatie de bijstook vrij te geven, last afhankelijk vanaf een gewenste buitentemperatuur. In De Teuge wordt deze warmtepomp toegepast met een voorgeschakelde warmtewisselaar en een klein water-glycolcircuit tussen deze warmtewisselaar en de verdamper. Dit is vereist om bevriezing van de verdamper en daaruit voortvloeiende schade te voorkomen. Het circuit is voorzien van een expansievat omdat anders storingen optreden. De afsluiter in de aansluiting op het koudenet was oorspronkelijk voorzien van een thermische motor die niet altijd goed functioneerde. Deze is begin 2011 vervangen door een elektrische motor. De beide pompen aan de bronzijde en de afsluiter worden 30 sec voor het starten van de warmtepomp ingeschakeld. Specificaties bronzijde:  Waterdebiet uit koudwaternet  Debiet water/glycol  Ontwerptemperatuur over warmtewisselaar: Specificaties cv-zijde:  Waterdebiet (min)  Ontwerptemperatuur CV

950 l/h 1400 l/h 8 – 3C(bron) – 6 - 2C (water-glycol)

500 l/h 45/35

TNO-rapport

28 / 34

060-APD-2011-00xxx

De warmtepomp is voorzien van de gebruikelijke beveiligingen. 6.4

Storingen In de afgelopen drie maanden zijn geen storingen opgetreden. In de zes maanden daarvoor zijn 8 kleinere storingen opgetreden. Er is geen bevriezing of schade aan de warmtepompen opgetreden sinds de oplevering. De aan de verdamperzijde voorgeschakelde warmtewisselaar functioneert goed. Er zijn sinds de oplevering geen problemen geweest t.g.v. vervuiling of bevriezing. Dit is opvallend, gezien de resultaten van de in één van de Reinbouw-woningen uitgevoerde brontemperatuurmetingen, zoals vermeld in paragraaf 4.4. Tijdens de meting op 13-2, waarbij de langdurige daling tot 4 C, gevolgd door fluctuaties tussen 6 en 9,5 C is vastgesteld, was en bleef de warmtepomp gewoon in bedrijf, bij een bron-retourtemperatuur net boven 0 °C. In de afgelopen jaren is een arbitragezaak gevoerd en een verbeterplan opgesteld [48, 49]. Daarnaast heeft Cofely uitvoerig gerapporteerd over dit herstelplan en is daarop een reactie van de bewoners gekomen [31, 32, 37, 38]. Deze zaak richt zich op twee, deels samenhangende aspecten, namelijk:  energiegebruik;  comfort. Wassink heeft hiervoor, in overleg met Stiebel Eltron, een definitief verbetervoorstel opgesteld [Error! Reference source not found.]. Een deel van de aanpassingen heeft betrekking op inpassing aan de binneninstallatie en valt buiten het TNO-onderzoek in deze 1e fase. Voor de beoordeling van het energiegebruik zijn de volgende aspecten van het voorstel van belang:  Vervallen van de open verdeler en de secundair cv-circulatiepomp. Deze pomp van ca 90-100 W draait nu permanent zodat hiermee een sterke verlaging van het hulpenergiegebruik behaald wordt. De resterende cv-circulatiepomp wordt aan/uit geschakeld met de warmtepomp.  Mogelijk vervallen van de circulatiepomp aan de bronzijde, mits het distributienet voldoende opvoerhoogte levert.

6.5

Conclusies 



Bij deze warmtepompen is geen bevriezing of schade opgetreden sinds de oplevering. Het voorgeschakelde circuit met extra warmtewisselaar heeft kennelijk een robuust systeem opgeleverd. De enige storing betreft een afsluiter in de aansluiting op het koudenet. De oorspronkelijk aanwezige thermische motor is begin 2011 vervangen door een elektrische motor. Wassink heeft, in overleg met Stiebel Eltron, een definitief verbetervoorstel opgesteld. Hiermee wordt beoogd zowel het energiegebruik te verlagen als het comfort te verbeteren. De energetische punten komen in het volgende hoofdstuk aan de orde. De comfortaspecten hebben betrekking op inpassing aan de binneninstallatie en vallen buiten het TNO-onderzoek in deze 1e fase.

TNO-rapport

29 / 34

060-APD-2011-00xxx

7

Elektrisch gebruik warmtepompstallaties

7.1

Inleiding Doelstelling is het opstellen van een overzicht en analyseren van het elektrisch energiegebruik van de warmtepompinstallaties voor verwarming, warm tapwater en bijbehorend hulpenergiegebruik, in vergelijking met de resultaten van de EPC berekeningen, op basis van het beschikbare materiaal. Hierbij is de volgende aanpak gevolgd.  Uitgangspunt zijn de beschikbare EPC-berekeningen van 162 van de 187 woningen en appartementen.  Hierbij zijn waar nodig de COP-waarden voor verwarming en warm tapwater aangepast en is het hulpenergiegebruik voor verwarming en warmtapwater herberekend.  De resultaten zijn vergeleken met de studie van Millward Brown [4] en Liandon [11].  Tenslotte is de EPC herberekenend, inclusief het energiegebruik van het bronsysteem.

7.2

Berekeningswijze Het elektrische energiegebruik van de woninginstallaties voor verwarming, warm tapwater en bijbehorend hulpenergiegebruik is op de volgende manieren bepaald: 1. Op basis van de originele EPC berekeningen. Hiervoor is per woningtype het primair energiegebruik voor verwarming, warm tapwater en bijbehorend hulpenergiegebruik opgeteld, waarna het hiermee overeenkomende elektrisch verbruik in kWh is bepaald. Vervolgens is het gemiddelde elektrisch verbruik per woning bepaald. 2. Op basis van herziene EPC berekeningen. Hiervoor is per woningtype uitgegaan van de originele EPC berekeningen, met de volgende aanpassingen: - COP-waarden voor verwarming en warm tapwater conform de gelijkwaardigheidsverklaringen. In de originele EPC berekeningen zijn veel afwijkende, deels lagere, forfaitaire waarden gebruikt. Uit de herberekening is gebleken dat voor verwarming geen inzet van de bijstook vereist is. Hierbij is gebruik gemaakt van de nieuwste EPC-bepalingswijze [NEN 7120 – binnenkort te verschijnen], omdat de huidige berekeningswijze tot een niet-realistische hoge inzet van de bijstook leidt. - De COP voor warmtapwater is op de in NEN 5128 voorgeschreven wijze gecorrigeerd voor een lagere tapvraag dan die waarbij de COP is bepaald. Omdat voor beide warmtepompen de COP is bepaald voor tap–comfortklasse 4 is voor alle woningen met een bruto tapvraag kleiner dan 14.000 MJ/jaar een correctie toegepast. - Het hulpenergiegebruik voor verwarming en warmtapwater is geheel opnieuw bepaald en bestaat uit de volgende posten: a. Continu vermogen voor stand-by gebruik van de warmtepomp en voor de aanvullende circulatiepomp in de Reinbouw-woningen.

TNO-rapport

30 / 34

060-APD-2011-00xxx

b. Bedrijfsvermogen voor verwarming. Dit betreft de bronpomp, de pomp in het extra circuit (Reinbouw), en de pomp aan de distributiezijde. Deze pompen zijn ingeschakeld als de warmtepomp voor verwarmingsbedrijf wordt ingeschakeld. Deze bedrijfstijd is afgeleid uit de warmtevraag voor verwarming en het nominaal afgiftevermogen van de warmtepomp. De voor- en nadraaitijd van deze pompen is verwaarloosd. c. Bedrijfsvermogen voor warm tapwater. Dit betreft de bronpomp en de pomp in het extra circuit (Reinbouw). De pomp aan de distributiezijde wordt nu niet meegeteld omdat het eventuele gebruik hiervan reeds in de COP voor warm tapwater is opgenomen. Deze pompen zijn ingeschakeld als de warmtepomp voor warmtapwaterbedrijf wordt ingeschakeld. Deze bedrijfstijd is afgeleid uit de warmtevraag voor warm tapwater en het nominaal afgiftevermogen van de warmtepomp. De voor- en nadraaitijd van deze pompen is verwaarloosd. d. Bedrijfsvermogen convectorverwarming. De ventilatorconvectoren zijn in de woningen voornamelijk toegepast op de verdieping. Gegevens over het hulpenergiegebruik, zowel standby als van de ventilator voor de verschillende standen, is niet voorhanden. Het hulpenergiegebruik is sterk afhankelijk van het bewonersgedrag. Als boven niet verwarmd wordt is dit gebruik nihil. Als de verdieping gewoon verwarmd wordt kan dit gebruik oplopen. Bij gebrek aan gegevens is deze post hier verwaarloosd. Vervolgens is op dezelfde wijze als onder punt 1 het elektrische verbruik bepaald. De hierbij gebruikte gegevens zijn hieronder vermeld. 3. Op basis van de herziene EPC berekeningen inclusief energiegebruik bronsysteem. Hierbij is uitgegaan van een SPF op primaire energie van 3 voor het bronsysteem (zie 4.5). Tabel 8. Installatiegegevens voor herberekening EPC en elektrisch gebruik. 3

Atag/Inventum aangepast origineel COP verwarming 1 Afgiftevermogen WP [kW]

Stiebel Eltron aangepast origineel

5,85 8,60

3,4 / 4,7 / 4,8 -

5,1 5,54

5,83 -

COP warmtapwater voor CW 4 Hulpenergie continu [W]

2,23 2

1,35

2,25

2,24 / 2,18

- stand-by - circulatiepomp extra

10 W n.v.t.

4

- pomp bronzijde [W] - pomp bronzijde extra circuit [W]

75 W n.v.t.

4

- pomp distributiesysteem [W]

75 W

4

0,88 × Ag kWh n.v.t.

2

10 W 65 W

4

85 W 85 W

5

65 W

5

5

0,88 × Ag kWh niet gerekend

2

Hulpenergie bij ingeschakelde warmtepomp [W]

1

niet gerekend n.v.t. 1,1 × Ag kWh

2

5

niet gerekend niet gerekend 1,1 × Ag kWh

Bepaald volgens EN-EN 255 bij W10/W50. Verbruik per jaar volgens NEN 5128:2001; Ag is de gebruiksoppervlakte van de 2 woning in m . 3 Gegevens voor bodemwarmtewisselaars, omdat voor deze warmtepomp geen gegevens met bronsysteem beschikbaar zijn. Omdat deze COP met lagere 2

2

TNO-rapport

31 / 34

060-APD-2011-00xxx

brontemperaturen bepaald is dan bij grondwater zal de COP lager uitvallen dan bij grondwater. Omdat de toepassing van de extra warmtewisselaar tussen warmtepomp en het distributienet van Vitens een lagere brontemperatuur oplevert is dit een redelijke benadering van de COP. 4 De waarden voor de vermogens van pompen en stand-by zijn een inschatting op basis van praktijkervaring. 5 Waarden volgens mondelinge opgave Wassink. 7.3

Resultaten Op basis van de gegevens voor 162 van de 187 woningen en appartementen zijn de resulterende EPC-waarden bepaald voor de verschillende installatievarianten. De eerder bepaalde EPC met combi-ketel is ter informatie toegevoegd. Tabel 9. Gebruiksoppervlakte Ag en EPC-waarden voor verschillende installatievarianten.

Ag 2

Minimum Maximum Gemiddelde

[m ] 84,1 172,4 128,6

EPC origineel [-] 0,603 0,998 0,745

EPC EPC EPC herberekend herberekend met combimet bron ketel [-] [-] [-] 0,497 0,647 0,718 0,856 1,050 1,068 0,638 0,806 0,904

Hieruit blijkt o.a. dat:  De herberekende gemiddelde EPC ca. 0,1 lager ligt dan de originele EPC. Dit wordt voornamelijk veroorzaakt door de hogere COP voor verwarming in de herberekening. Alleen voor de Reinbouwwoningen stijgt de EPC, doordat een lagere COP voor verwarming is toegepast. Na uitvoering van de aanpassingen aan de installaties in deze woningen volgens het voorstel van Wassink zal het energiegebruik en de EPC iets dalen. Het hulpenergiegebruik heeft geen grote impact op de herberekening.  Het in rekening brengen van het (hulp)energiegebruik van de bron, met een SPF op primaire energie van 3, levert een stijging van de EPC op van ca. 0,16.  Het toepassen van combi-ketels levert een gemiddelde EPC op van ruim 0,9. Dit is ruim 0,25 hoger dan het WP-systeem met herberekende EPC en ca. 0,1 hoger den de EPC met bron-energiegebruik. Overigens kan de EPC voor ketels nog enige honderdsten lager uitvallen als het effect van een laag hulpenergiegebruik wordt meegerekend. Het gemiddelde elektriciteitsgebruik van de warmtepompinstallaties voor verwarming, warm tapwater en bijbehorend hulpenergiegebruik is voor zowel voor de originele als herberekende EPC-waarde bepaald. Tabel 10. Elektriciteitsgebruik warmtepompinstallaties in kWh per jaar per woning

EPC origineel 4.319

EPC herberekend 3.511

Het gemiddelde elektriciteitsgebruik volgens de originele en herberekende EPC ligt 10 resp. 30% lager dan de waarde uit het onderzoek van Millward Brown [4], zoals hieronder samengevat.

TNO-rapport

32 / 34

060-APD-2011-00xxx

Tabel 11. Gemiddeld verbruik “De Teuge” en “Aqua Vicus” volgens Millward Brown

Warmtepomp

Individuele CVketel 3.316 kWh 1.212 m3

Energiegebruik excl WP 3.316 kWh Energiegebruik opwekker 4.276 kWh (geen corr.) Energiegebruik opwekker 4.833 kWh 1.312 m3 (corr. graaddagen) Energiegebruik totaal 8.149 kWh (corr. graaddagen) 1 Primair energiegebruik opwekker 44,616 GJ bw 46,051 GJ bw (corr. graaddagen) 1 afwijkend van Millward Brown tgv andere bovenste verbrandingswaarde van aardgas (Hs). 3 Met: Hs = 35,1 MJ/m en el = 0,39 op bw. De mogelijke oorzaken voor het hogere verbruik volgens Millward Brown zijn o.a.:  De EPC gaat uit van referentiegedrag en buitenklimaat. Hoger of lager stookgedrag, tapwatergebruik e.d. leiden tot een andere energiegebruik.  In de originele en herberekende EPC is het hulpenergiegebruik van de ventilatorconvectoren verwaarloosd.  Inzet bijstook. In een aantal woningen is vanwege problemen met de installatie elektrische bijstook toegepast. Dit zit niet inde EPC berekening.  Afwijkende bouwpraktijk. Bij een minder goede isolatie en/of een hogere ventilatie zal de warmtebehoefte van een woning stijgen. 7.4

Warmtebehoefte per woning vergeleken met de studie van Liandon. Tenslotte is de volgens de EPC berekende warmtebehoefte van 9 woningen vergeleken met de resultaten van het onderzoek van Liandon [11]. Liandon heeft in 10 woningen gedetailleerde metingen rond de warmtepomp uitgevoerd. Hierbij is o.a. de warmtevraag voor verwarming en warm tapwater gemeten. Uit de resultaten voor de maand februari 2010 zijn met de graaddagenmethode de jaarresultaten afgeleid. Voor 1 van de 10 woningen was geen corresponderende EPC berekening beschikbaar.

TNO-rapport

33 / 34

060-APD-2011-00xxx

Tabel 12. Vergelijking warmtebehoefte van 9 woningen volgens EPC en Liandon

Type woning

Soort woning

GZB-f1-c10 (kavel 16) GZB 2 onder 1 kap 17/19/25/27 Type A – straatgericht Type C1 – straatgericht DV (type A1-B) tussen DV (type C) hoek Reinbouw Type B Reinbouw Type C-optie 2 Affuit (bouwnr. 2 - TW)

Hoekwoning 2 onder 1 kap 2 onder 1 kap Tussenwoning Tussenwoning Hoekwoning Tussenwoning 2 onder 1 kap Tussenwoning

Fase

Bouwonderneming

N

Ag

Qbeh;tot

Qbeh;tot (EPC)

Qbeh;tot (Liandon)

[m ] 166,2

[MJ/a] 20.142

[MJ/a] 52.000

[MJ/a] 31.858

[%] 158

2

1

GZB

[-] 1

1

,,

4

153,04

38.078

64.000

25.922

68

1

8

137,4

21.756

58.000

36.244

167

12

137,4

17.629

26.000

8.371

47

25

114,5

18.001

26.000

7.999

44

1

van Campen van Campen Dura Vermeer ,,

6

125,5

21.753

34.000

12.247

56

2

Reinbouw

19

108,2

16.685

24.000

7.315

44

2

,,

1

162

24.578

36.000

11.422

46

2

GZB

5

163

41.365

30.000

-11.365

-27

1 1

Wat opvalt zijn de grote verschillen tussen de EPC berekening en de Liandon meting. Deze moeten voor een groot deel verklaard worden door verschillen in bewonersgedrag, die bij een één-op-één vergelijking veel sterker zijn dan bij een vergelijking van het gemiddelde voor groepen woningen. Wat tevens opvalt, is dat de door Liandon gemeten warmtevraag, op één uitzondering na, veel hoger ligt dan de warmtevraag volgens de EPC. Het is mogelijk dat bij Liandon de meetmethode en de gebruikte extrapolatiemethode hierin een rol spelen. De warmtevraag ligt echter hoger dan verwacht mag worden op basis van de vergelijking tussen berekende en gemeten warmtelevering met het bronsysteem van Vitens. Anders gezegd: als deze veel hogere warmtevraag voor alle woningen in De Teuge zou gelden, zou de warmtelevering door het bronsysteem nog veel hoger moeten zijn. 7.5

Conclusies 

  

Het gemiddelde elektriciteitsgebruik volgens de EPC berekening ligt 10-30% lager dan de waarde uit het onderzoek van Millward Brown. Hiervoor zijn uiteenlopende verklaringen mogelijk. De originele gemiddelde EPC bedraagt 0,75; de herberekende gemiddelde EPC ca. 0,1 lager en bedraagt 0,64. Het in rekening brengen van het (hulp)energiegebruik van de bron, met een SPF op primaire energie van 3, levert een stijging van de EPC op van ca. 0,16. Het toepassen van combi-ketels levert een gemiddelde EPC op van ruim 0,9. Dit is ruim 0,25 hoger dan het WP-systeem met herberekende EPC en ca. 0,1 hoger den de EPC met bron-energiegebruik. Overigens kan de EPC voor ketels nog enige honderdsten lager uitvallen als het effect van een laag hulpenergiegebruik wordt meegerekend.

TNO-rapport

34 / 34

060-APD-2011-00xxx



Tenslotte is de volgens de EPC berekende warmtebehoefte van 9 woningen vergeleken met de resultaten van het onderzoek van Liandon Wat opvalt, zijn de grote verschillen tussen de EPC methode en de Liandon meting en dat de door Liandon gemeten warmtevraag, op één uitzondering na, veel hoger ligt dan de warmtevraag volgens de EPC. Het is mogelijk dat de meetmethode en extrapolatiemethode hierin een rol spelen. De warmtevraag ligt echter hoger dan verwacht mag worden op basis van de vergelijking tussen berekende en gemeten warmtelevering met het bronsysteem van Vitens. Anders gezegd: als deze veel hogere warmtevraag voor alle woningen in De Teuge zou gelden, zou de warmtelevering door het bronsysteem nog veel hoger moeten zijn. Dit maakt het moeilijk om hier bruikbare conclusies uit te trekken.

TNO-rapport

35 / 34

060-APD-2011-00xxx

8

Conclusies en aanbevelingen Conclusies ten aanzien van de warmtebehoefte van de woningen:  Het convenant stelt geen directe eis aan de maximale warmtebehoefte van de woningen voor ruimteverwarming en warm tapwater. Er zijn uitsluitend minimumeisen gesteld aan de isolatiewaarde van de schil van de woning.  In het haalbaarheidsonderzoek uit 2001 is bij een gebruiksoppervlakte van ca. 2 110 m , een warmtebehoefte voor ruimteverwarming en warm tapwater van ca 15 GJ/a bepaald. Hierbij zijn verdergaande bouwkundige en installatietechnische maatregelen toegepast dan de minimale eisen die uiteindelijk in het convenant zijn vastgelegd.  In bijlage 3 van het programma van eisen bij de ontwikkelovereenkomst voor fase 2 wordt als aanvullende eis gesteld: “Voor de woningen geldt een EPC van 1,0 met dien verstande dat de energiebesparing als gevolg van het gebruik van de aardwarmtelevering niet mag worden meegerekend.” Afhankelijk van de gekozen interpretatie van de aanvullende EPC-eis voldoen de woningen van fase 2 net wel of net niet aan deze eis.  Voor het ontwerp van de bron, het distributiesysteem en de warmtewisselaar tussen grondwater en distributienet is uitgegaan van een ontwerpwarmtevraag van de bron van 4510 GJ/a, wat overeenkomt met 22,55 GJ/a per woning (bij 200 woningen). Het is niet bekend wat de basis is voor de hier gehanteerde ontwerp warmtevraag van de bron.  Uit praktijkgegevens van Vitens blijkt dat de geleverde warmte in 2008 voor het systeem 6121 GJ/a bedraagt (35 % boven de ontwerpwaarde) en voor de woning 32,7 GJ/a bedraagt (45 % boven de ontwerpwaarde). Het verschil wordt veroorzaakt doordat minder woningen zijn gebouwd (187) dan aanvankelijk gepland (200). De geleverde koude is in 2008 voor het systeem vrijwel gelijk aan de ontwerpwaarde en voor de woning 9 % boven de ontwerpwaarde.  De warmtebehoefte van de warmtepomp, waarin het koudenet van Vitens moet voorzien, is bepaald op basis van de EPC-gegevens. De gemiddelde warmtebehoefte bedraagt 27,9 GJ/a, waarin het bronsysteem moet voorzien voor verwarming en warmtapwater voor de 170 woningen en appartementen, waarvan de gegevens beschikbaar zijn. Deze waarde ligt ca. 15 % lager dan de praktijkgegevens van warmtelevering door Vitens. Conclusies ten aanzien van het functioneren van het bronsysteem:  De belangrijkste problemen die zich voordoen bij het bronsysteem zijn: o structurele energieonbalans in de bodem; o structurele overschrijding van vergunde waterhoeveelheden (waterwet); o onherstelbare bronverstopping bij 4 van de 5 bronnen.  In een notitie heeft Vitens zijn standpunt t.a.v. deze problemen uitgewerkt. Uitgaande van de huidige warmte- en koudevraag zijn grote aanpassingen nodig in de vorm van vergroting van het aantal bronnen en vergroting of vernieuwing van de regeneratie.  Opvallend aan de situatie van het distributiesysteem is dat Vitens en BAM geen inzicht kunnen geven in het functioneren van de debiet- en temperatuurregeling. De gegevens hiervan worden niet permanent geregistreerd en opgeslagen, zodat hiervan geen overzicht beschikbaar is.  Een bewoner in een woning met een Stiebel Eltron warmtepomp heeft de aanvoer en retourtemperatuur gedurende enige maanden gemeten. Uit deze

TNO-rapport

36 / 34

060-APD-2011-00xxx





metingen komt een sterk wisselend beeld naar voren, waarbij de temperatuur van 9,5°C soms urenlang varieert tussen 8,5 en 9,5C maar soms enige uren daalt naar lage waarden rond 4 - 6C. Op het water in het distributiesysteem is aanvankelijk geen waterbehandeling toegepast. In de loop der jaren is gebleken dat magnetiet en slib in het systeem voorkomen. Vanaf juli 2010 wordt een vorm van waterbehandeling toegepast door toevoeging van Lubron 730-3. Tijdens de gesprekken van TNO met Vitens en BAM is de indruk ontstaan dat het beheer van zowel het bron- als distributiesysteem niet duidelijk is geregeld. Hierdoor kunnen afwijkingen in de gewenste bedrijfsvoering en storingen onopgemerkt blijven of pas in een laat stadium worden opgemerkt.

Conclusies ten aanzien van het functioneren van de ATAG warmtepompen  Bij deze warmtepompen is uitval geconstateerd van regelunits en van compressorblokken. Atag heeft zelf een aanpak hiervan voorgesteld. Voor de regelunits betreft dit vervanging van de resterende oude modellen door een nieuw, goed functionerend model. Daarnaast wordt voorgesteld een zodanige beveiliging toe te passen dat zelfs bij het zeer regelmatig optreden van condities waarbij de verdamper kan invriezen de warmtepomp niet beschadigd wordt.  Op basis van de nu beschikbare gegevens zijn er twee mogelijk oorzaken voor het ontstaan van bedrijfscondities waarbij de Atag warmtepomp kan invriezen: o Een te lage watertemperatuur in het broncircuit. o Vervuiling van het filter. Daarnaast kunnen wellicht andere onregelmatigheden, zoals pendelen, de oorzaak zijn van de uitval van regelunits en compressorblokken. Dergelijke onregelmatigheden kunnen worden veroorzaakt door inpassing in de binneninstallatie en vallen buiten het TNO-onderzoek in deze 1e fase. Conclusies ten aanzien van het functioneren van de Stiebel Eltron warmtepompen  Bij deze warmtepompen is geen bevriezing of schade opgetreden sinds de oplevering. Het voorgeschakelde circuit met extra warmtewisselaar heeft kennelijk een robuust systeem opgeleverd.  De enige storing betreft een afsluiter in de aansluiting op het koudenet. De oorspronkelijk aanwezige thermische motor is begin 2011 vervangen door een elektrische motor.  Wassink heeft, in overleg met Stiebel Eltron, een definitief verbetervoorstel opgesteld. Hiermee wordt beoogd zowel het energiegebruik te verlagen als het comfort te verbeteren. De comfortaspecten hebben betrekking op inpassing aan de binneninstallatie en vallen buiten het TNO-onderzoek in deze 1e fase. Conclusies ten aanzien van het elektriciteitsgebruik van de warmtepompinstallaties  Het gemiddelde elektriciteitsgebruik volgens de EPC berekening ligt 10-30% lager dan de waarde uit het onderzoek van Millward Brown. Hiervoor zijn uiteenlopende verklaringen mogelijk.  De originele gemiddelde EPC bedraagt 0,75; de herberekende gemiddelde EPC ca. 0,1 lager en bedraagt 0,64.

TNO-rapport

37 / 34

060-APD-2011-00xxx

 

Het in rekening brengen van het (hulp)energiegebruik van de bron, met een SPF op primaire energie van 3, levert een stijging van de EPC op van ca. 0,16. Het toepassen van combi-ketels levert een gemiddelde EPC op van ruim 0,9. Dit is ruim 0,25 hoger dan het WP-systeem met herberekende EPC en ca. 0,1 hoger den de EPC met bron-energiegebruik. Overigens kan de EPC voor ketels nog enige honderdsten lager uitvallen als het effect van een laag hulpenergiegebruik wordt meegerekend.

Samenvattend  Het bronsysteem vormt één van de grootste knelpunten van het warmtepompsysteem:  structurele energieonbalans in de bodem (de warmtevraag ligt 35% boven de ontwerpwaarde en de regeneratie ligt 60% onder de ontwerpwaarde);  structurele overschrijding van vergunde waterhoeveelheden (waterwet);  onherstelbare bronverstopping bij 4 van de 5 bronnen. Er zijn forse aanpassingen en investeringen vereist om deze problemen op te lossen. Het is de vraag of deze inspanning opweeg tegen het resultaat.  Daarnaast zijn voor beide typen warmtepompen aanpassingen nodig. Hiervoor zijn door de verschillende partijen constructieve voorstellen gedaan. Hierbij moet worden aangetekend dat de problemen met de warmteafgifteinstallatie in deze fase 1 van het onderzoek nog niet door TNO zijn uitgewerkt.  Het elektrisch gebruik van de warmtepompinstallaties voor verwarming, warmtapwater en hulpenergie volgens de EPC berekening ligt 10-30% lager dan de waarde uit het onderzoek van Millward Brown. Hiervoor zijn uiteenlopende verklaringen mogelijk.  De gemiddelde EPC in de Teuge bedraagt 0,75 of na herberekening op 0,64. als het hoge (hulp)energiegebruik van het bronsysteem wordt meegeteld bedraagt de EPC 0,80.  Als voor combi-ketels wordt gekozen stijgt de gemiddelde EPC naar 0,90. Aanbevelingen De aanbeveling luidt om onderzoek te doen naar zowel de mogelijkheid om het bronsysteem te herstellen als naar de mogelijkheid om alle woningen van een gasaansluiting en ketels voor verwarming en warmtapwater te voorzien. Bij die laatste optie vervalt de koelfunctie van de woninginstallaties. Daarnaast wordt op basis van de nu gesignaleerde knelpunten onderzoek aanbevolen naar de volgende aspecten van de binneninstallatie:  Pendelgedrag warmtepomp  Verblijfsruimte per vertrek regelbaar  Vermogen convectoren in relatie tot geluid door ventilatoren  Stromingsgeluid in convectoren en de mogelijkheden om de doorstroming te stoppen als geen warmte of koude wordt geleverd  Geluid warmtepomp in woonkamer De meeste aspecten zijn ook van belang als voor gasketels wordt gekozen.

TNO-rapport

38 / 34

060-APD-2011-00xxx

9

Referenties A. Referentielijst Overleg de Teuge 1. Energiebeleidsplan Zutphen 2002-2006, NovioConsult 2. Veelgestelde vragen over de EPL n.a.v. EPC aanscherping, download SenterNovem, laatste wijziging 15-01-2009 3. Technische en praktijk analyse van individuele warmtepompen in de woningbouw, april 2010, de Beijer RTB bv 4. Benchmarking individuele monovalente warmtepompen, mei 2010, MillwardBrown (in opdracht van Alliander) 5. Impact van warmtepompen op het elektriciteitsnetwerk, 7 juni 2010, KEMA (in opdracht van Alliander) 6. Quikscan energieonbalans i.r.t. warmtepompinstallatie en bouwkundige aspecten woningen de Teuge, 18 juni 2010, IF Technology (in opdracht van gem. Zutphen en Vitens) 7. Bevindingen EPC-check, 18-06-2010, DGMR Bouw (in opdracht van IF Technology) 8. Terugkoppeling op review rapportage IF technology en DGMR, 18-06-2010, IF Technology 9. Bepaling van de energieprestatie van de warmtepompprojecten te Zutphen en Alphen aan den Rijn, 11 juni 2010, teus van eck energie en mileu 10. Infraroodfoto’s de Teuge, 16-08-2010, EnergieAdvies Visser 11. Invloed warmtepompen op laagspanningsnet, 24-08-2010, Liandon (in opdracht van Alliander) 12. Memo aan gemeenteraad d.d. 16-10-2010 13. Verslag Forumvergadering 22-11-2010 14. Inspraakreactie Forum 22-11-2010 door Wijkraad de Hoven 15. Inspraakreactie Forum 22-11-2010 door Marcel van den Breemen, Kanon 38 16. Inspraakreactie Forum 22-11-2010 door Kopersvereniging de Teugen 17. Inspraakreactie Forum 22-11-2010 door H. Duistermaat 18. Inspraakreactie Forum 22-11-2010 door Clemens en Jacqueline de Valk, Sonsvelthof 6 19. Inspraakreactie Forum 22-11-2010 door Reinbouw 20. Inspraakreactie Forum 22-11-2010 door G.L. ten Hopen en F. Hikspoors, Teuge 35 21. EPC-effecten, 24 juni 2010, DGMR Bouw 22. Verslag startoverleg alle betrokkenen op 15 december 2010 23. Warmtepompen in het laagspanningsnet, 14 december 2010, Liandon 24. Ervaringen bewoners via Kopersvereniging d.d. 6-10-2010 25. Brief Kopersvereniging aan wethouder en raad d.d. 29-09-2010 26. Betoog Kopersvereniging Forumvergadering 22 november 2010 (aanvulling op nr. 16) 27. Presentatie Liandon d.d. 27 oktober 2010 28. Presentatie Liander d.d. 27 oktober 2010 29. Aanscherpingsstudie EPC woningbouw 2011 30. Review van IF Technology & DGMR rapportage, Kopersvereniging, 26-01-2010 31. memo over stiebel eltron - cofely (hoort bij IF rapport als bijlage) (memo stiebel eltron.pdf) 32. reviewreactie op memo stiebel eltron - door KV de Teuge (memo stiebel reactie 02.pdf) 33. memo over inventum - cofely (hoort bij IF rapport als bijlage) (memo inventum) 34. reviewreactie op memo inventum - door KV de Teuge (memo Inventum reactie02.pdf) 35. Powerpoint TNO d.d. 26-01-2011 36. Powerpoint BAM Techniek d.d. 26-01-2011,

TNO-rapport

39 / 34

060-APD-2011-00xxx

37. Beoordeling wijzigingsvoorstel binneninstallatie Stiebel Eltron, Cofely, 19-102010 38. Reactie op Cofely rapportage, 28-10-2010 39. Rapport onderzoek energiebalans, IF Technology, 3-08-2009 40. X-celbestand Elektriciteitsverbruik 2005 t/m 2009 41. Voorstel oplossing problemen warmtepompsysteem De Teuge te Zutphen – v4, TNO Hans van Wolferen, 31 januari 2011 42. Energieprestatieberekeningen 40 woningen, Technisch adviesbureau Crone, 13 mei 2002 43. Bouwaanvraagtekening die verwijst naar de 40 woningen die horen bij de energieprestatieberekeningen van Crone (nr. 42) 44. Verslag overleg 26 januari 2011 45. Folder Affuitwoningen 46. Folder Fjord woningen 47. kettingbeding en informatie fase 1 48. rapport LBP, verbeteradviezen geluid kanon 38 49. Brief reinbouw aan MF van den Breemen, herstelvoorstel, d.d. 8 juni 2010 50. Mail Robert van den Breemen d.d. 19 december 2010 51. Kopersvereniging, Inventarisatie problemen warmtepompinstallaties teuge 1 d.d. 14 febr. 2011 52. Rapportage defecte waterpompinstallatie d.d. 26-01-2011 53. EPC berekening kavel 15 54. EPC berekening kavel 15 met warmtepomp 55. EPC berekening kavel 16 56. EPC berekening kavel 16 met warmtepomp 57. Standpunt Vitens d.d. 28 maart 2011 58. Verbetervoorstel warmtepompinstallaties Stiebel Eltron, Wassink, 22-03-2011 59. Eerste deelrapport problemen warmtepompsysteem, TNO, maart 2011 60. E-mail Jos Hofste van Vitens, 25 maart 2009, aangeleverd door Kopersvereniging 61. Brief Kopersvereniging aan Vitens, 10 maart 2009 62. Verbetervoorstel warmtepompinstallaties Stiebel Eltron, Wassink versie 2, 5 april 2011 63. Eerste deelrapport problemen warmtepompsysteem versie 2, TNO, april 2011 64. Wamteafgifte Stiebel Ventilator, aangeleverd door kopersvereniging op 5april 2011 65. Betoog en onderbouwing van de KV de Teuge, 22-11-2010 66. Het convenant (definitieve versie) (20020318) 67. Klacht brief plus reactie, met voorbeeld berekening voor bewoner 68. Bijlage 4 - convenant - exploitatie berekening BAM (plus aanvullende exploitatieberekening), 10-10-2001 69. Presentatie resultaten fase 1, H. van Wolferen op 6-04-2011 B. Referentielijst overige documenten B.1. Haalbaarheidsonderzoek warmtepompen voor nieuwbouwwijk "De Teuge", Zutphen Brouwer Energie Consult BV, Apeldoorn, 8 juni 2001 B.2. Bijlage 3 (bij ontwikkelovereenkomsten) - programma van eisen, gemeente Zutphen, februari 2005 B.3. Energievoorziening woningbouwproject De Teuge te Zutphen Voorontwerp grondwatersysteem, regeneratiesysteem en distributienet IF Technology BV, 17-09-2002

TNO-rapport

40 / 34

060-APD-2011-00xxx

10

Verantwoording Naam en adres van de opdrachtgever:

Gemeente Zutphen t.a.v. Marnix van Os Postbus 41 7200 AA Zutphen

Namen en functies van de projectmedewerkers:

Hans van Wolferen

Datum waarop, of tijdsbestek waarin, het onderzoek heeft plaatsgehad:

Februari - september 2011

Ondertekening:

Goedgekeurd door:

ir. J. van Wolferen projectleider

drs. P.M. van hoorik Research Manager Energy and Comfort Systems

Bijlage 1 │1/8

TNO-rapport

060-APD-2011-00041

Bijlage 1 EPC met ketel en warmtepomp Type woning

Soort woning

GZB-f1-c5 (kavel 1)

Hoekwoning

1

Bouwonderneming GZB

1

GZB-f1-c6 (kavel 2 t/m 7)

Tussenwoning

1

,,

6

GZB-f1-c7 (kavel 8)

Hoekwoning

1

,,

GZB-f1-c8 (kavel 9)

Hoekwoning

1

,,

GZB-f1-c9 (kavel 10-15)

Tussenwoning

1

GZB-f1-c10 (kavel 16)

Hoekwoning

GZB twee onder een kap 22/24 GZB twee onder een kap 21/23 GZB twee onder een kap 18/20/26/28 GZB twee onder een kap 17/19/25/27 2 Type A Type A + opties P6, V5, Z5 Type B

2

2

Type B + opties P3/4/9/10/11, 2 Z23 2 Type C1 Type C1 + opties P4/5/11, Z3 Type C2

2

2

Type C2 + opties P4/5/11, Z3

2

De Teuge 36

EPC met ketel 0,718

EPC met WP 0,670

De Teuge 38-48 (even)

0,718

0,685

1

De Teuge 50

0,728

0,678

1

De Teuge 35

0,719

0,670

,,

6

0,718

0,684

1

,,

1

De Teuge 37-47 (oneven) De Teuge 49

0,724

0,675

2 onder 1 kap

1

,,

2

Dijkmate 3, 7

0,894

0,853

2 onder 1 kap

1

,,

2

Dijkmate 5, 9

0,885

0,847

2 onder 1 kap

1

,,

4

0,894

0,853

2 onder 1 kap

1

,,

4

0,898

0,860

2 onder 1 kap

1

v. Campen

Dijkmate 2, 6; Sterrenblik 4, 8 Dijkmate 4, 8; Sterrenblik 6, 10 Sonsvelthof 1-8

0,800

0,662

2 onder 1 kap

1

,,

Sonsvelthof

0,856

0,686

Hoekwoning

1

,,

0,821

0,676

Hoekwoning

1

,,

?

De Teuge 3, 4, 17, 18, 19, 20, 33, 34 De Teuge

0,842

0,686

Tussenwoning

1

,,

12

3

0,769

0,661

Tussenwoning

1

,,

?

De Teuge 5-7, 14-16, 2123, 30-32 De Teuge

0,812

0,681

Tussenwoning

1

,,

12

3

De Teuge 8-13, 24-29

0,762

0,662

De Teuge

0,804

0,681

0,915

0,814

?

Sonsvelthof, Dijkmate, Sterrenblik, Baankstraat Idem.

0,939

0,818

6

Idem.

0,901

0,801

6

Idem.

1,003

0,832

Idem.

0,958

0,814

Fase

Aantal

8

3

? 8

3

?

Adres

Tussenwoning

1

,,

DV (type A1-B) tussen

Tussenwoning

1

DV (type A1-B) tussen Uitbouw

Tussenwoning

1

Dura Vermeer ,,

DV (type A-3) hoek voor

Kopwoning

1

,,

DV (type A-4) hoek achter

Kopwoning

1

,,

DV (type C) hoek

Hoekwoning

1

,,

DV (type C) hoek Uitbouw

Hoekwoning

1

,,

?

Idem.

0,988

0,836

Reinbouw - Type A

Tussenwoning

2

Reinbouw

9

Kanon 2 - 18 (even)

0,982

0,603

Reinbouw - Type B

Tussenwoning

2

,,

19

Kanon 26 - 62 (even)

1,015

0,617

Reinbouw - Type C-optie 1

2 onder 1 kap

2

,,

5

0,973

0,605

Reinbouw - Type C-optie 2

2 onder 1 kap

2

,,

1

Nieuwe Weide 1, 3, 5, 7, 11 Nieuwe Weide 9

0,974

0,607

Reinbouw - Appartementen

Appartementen

2

,,

1

0,988

0,622

Affuit (bouwnr. 2 - TW)

Tussenwoning

2

GZB

5

Kanon 20-24 (even - 3 woningen samen) Kanon 74 - 82 (even)

1,040

0,941

Affuit (bouwnr. 1 - HW)

Hoekwoning

2

,,

1

Kanon 84

0,974

0,958

Woongebouw

Appartement

2

,,

1

1,010

0,963

Fjord (kavel 7)

2 onder 1 kap

2

,,

1

Kanon 64-72 (even - 5 woningen samen) Barmelskamp 6

1,000

0,998

Fjord (11 stuks incl kavel 7)

2 onder 1 kap

2

,,

10

0,969

0,910

Fjord-variant (11 stuks) ontbreekt Jutland - ontbreekt

2 onder 1 kap

2

,,

11

Vrijstaand

2

GZB

1

Barmelskamp, Nieuwe Weide - type 2 en 2s Barmelskamp, Nieuwe Weide - type 1 en 1s Nieuwe Weide 2

3

25

6

3

TNO-rapport

Bijlage 1 │2/8

060-APD-2011-00041

Noten: 1 geen gegevens beschikbaar 2 alleen gegevens straatgericht gebouwd beschikbaar; tuingericht ontbreekt 3 woningaantallen per variant onbekend

Bijlage 1 │3/8

TNO-rapport

060-APD-2011-00041

Bijlage 2 Warmtebehoefte warmtepomp volgens EPC De warmtebehoefte van de warmtepomp, waarin het koudenet van Vitens moet voorzien, is bepaald op basis van de EPC-gegevens. Uitgangspunt hierbij zijn het primair energiegebruik, het primair opwekkingsrendement en de bijbehorende COP voor verwarming en warmtapwater. De warmtebehoefte in MJ/a waarin het bronsysteem moet voorzien is hieronder gegeven voor verwarming (Qbron;verw), warmtapwater (Qbron;verw) en totaal (Qbron;verw).

Type woning

Soort woning

Fase

Bouwonderneming

GZB-f1-c5 (kavel 1) GZB-f1-c6 (kavel 2 t/m 7) GZB-f1-c7 (kavel 8)

Hoekwoning Tussenwoning

1 1

GZB ,,

1 6

Hoekwoning

1

,,

1

GZB-f1-c8 (kavel 9) GZB-f1-c9 (kavel 10-15) GZB-f1-c10 (kavel 16) GZB twee onder een kap 22/24 GZB twee onder een kap 21/23 GZB twee onder een kap 18/20/26/28 GZB twee onder een kap 17/19/25/27 2 Type A

Hoekwoning Tussenwoning

1 1

,, ,,

1 6

Hoekwoning

1

,,

2 onder 1 kap

1

2 onder 1 kap

Aantal

Qbron; verw

Qbron; tap

Qbron; tot

De Teuge 36 De Teuge 38-48 (even) De Teuge 50

15.549 12.869

1.418 1.461

16.967 14.331

17.512

1.582

19.093

15.586 12.859

1.418 1.461

17.003 14.320

1

De Teuge 35 De Teuge 37-47 (oneven) De Teuge 49

17.334

1.582

18.915

,,

2

Dijkmate 3, 7

30.288

3.604

33.893

1

,,

2

Dijkmate 5, 9

29.812

3.604

33.416

2 onder 1 kap

1

,,

4

Dijkmate 2, 6; Sterrenblik 4, 8

30.286

3.604

33.890

2 onder 1 kap

1

,,

4

Dijkmate 4, 8; Sterrenblik 6, 10

29.809

3.604

33.413

2 onder 1 kap

1

v. Campen

Sonsvelthof 1-8

25.891

3.203

29.094

Type A + opties P6, 2 V5, Z5 2 Type B

2 onder 1 kap

1

,,

Sonsvelthof

33.565

3.536

37.102

Hoekwoning

1

,,

26.004

3.115

29.119

Type B + opties P3/4/9/10/11, Z23 2 Type C1

Hoekwoning

1

,,

?

De Teuge 3, 4, 17, 18, 19, 20, 33, 34 De Teuge

31.565

3.559

35.124

Tussenwoning

1

,,

12

18.845

2.793

21.637

Type C1 + opties 2 P4/5/11, Z3 Type C2

Tussenwoning

1

,,

?

De Teuge 5-7, 14-16, 21-23, 3032 De Teuge

23.329

3.063

26.393

Tussenwoning

1

,,

12

De Teuge 8-13, 24-29

19.023

2.933

21.955

Type C2 + opties 2 P4/5/11, Z3 DV (type A1-B) tussen

Tussenwoning

1

,,

?

De Teuge

23.543

3.203

26.746

Tussenwoning

1

Dura Vermeer

20.297

2.697

22.994

DV (type A1-B) tussen Uitbouw DV (type A-3) hoek

Tussenwoning

1

,,

?

Sonsvelthof, Dijkmate, Sterrenblik, Baankstraat ,,

25.181

3.019

28.200

Kopwoning

1

,,

6

,,

19.031

2.513

21.544

8

3

? 8

3

25

3

3

3

Adres

Bijlage 1 │4/8

TNO-rapport

060-APD-2011-00041

Fase

Bouwonderneming

Aantal

Kopwoning

1

,,

6

Hoekwoning Hoekwoning

1 1

,, ,,

6 ?

Type woning voor DV (type A-4) hoek achter DV (type C) hoek DV (type C) hoek Uitbouw Reinbouw - Type A

Soort woning

Tussenwoning

2

Reinbouw

9

Reinbouw - Type B

Tussenwoning

2

,,

19

Reinbouw - Type C-optie 1 Reinbouw - Type C-optie 2 Reinbouw - Appartementen

2 onder 1 kap

2

,,

5

2 onder 1 kap

2

,,

1

Appartementen

2

,,

1

Affuit (nr. 2 - TW)

Tussenwoning

2

GZB

5

Affuit (nr. 1 - HW) Woongebouw

Hoekwoning Appartement

2 2

,, ,,

1 1

Fjord (kavel 7)

2 onder 1 kap

2

,,

1

Fjord (11 stuks incl kavel 7)

2 onder 1 kap

2

,,

10

Fjord-variant (11 stuks) – ontbreekt

2 onder 1 kap

2

,,

11

Jutland - ontbreekt Vrije kavels

Vrijstaand Vrijstaand

2 2

,, ---

1 5

3

Adres

Qbron; verw

Qbron; tap

Qbron; tot

,,

24.823

2.381

27.204

,, ,,

27.708 31.336

2.956 3.278

30.664 34.614

Kanon 2 - 18 (even) Kanon 26 - 62 (even) Nieuwe Weide 1, 3, 5, 7, 11 Nieuwe Weide 9

32.644

6.628

39.272

29.052

5.493

34.545

37.276

7.569

44.845

41.783

8.028

49.811

Kanon 20-24 (even - 3 woningen samen) Kanon 74 - 82 (even) Kanon 84 Kanon 64-72 (even - 5 woningen samen) Barmelskamp 6

73.185

12.506

85.692

32.751

3.839

36.590

39.791 108.496

4.060 12.294

43.851 120.790

33.329

3.748

37.077

27.268

3.288

30.556

1

--

--

1

---

---

Barmelskamp, Nieuwe Weide type 2 en 2s Barmelskamp, Nieuwe Weide type 1 en 1s Nieuwe Weide 2 ---

--

-1 --

Noten: 1 geen gegevens beschikbaar 2 alleen gegevens straatgericht gebouwd beschikbaar; tuingericht ontbreekt 3 woningaantallen per variant onbekend

Bijlage 1 │5/8

TNO-rapport

060-APD-2011-00041

Bijlage 3 EPC gegevens Type woning

GZB-f1-c5 (kavel 1) GZB-f1-c6 (kavel 2 t/m 7) GZB-f1-c7 (kavel 8) GZB-f1-c8 (kavel 9) GZB-f1-c9 (kavel 10-15) GZB-f1-c10 (kavel 16) GZB 2 onder 1 kap 22/24 GZB 2 onder 1 kap 21/23 GZB 2 onder 1 kap 18/20/26/28 GZB 2 onder 1 kap 17/19/25/27 Type A straatgericht Type A straatgericht + opties P6, V5, Z5 Type B straatgericht Type B straatgericht + opties P3/4/9/10/11, Z23 Type C1 straatgericht Type C1 straatgericht + opties P4/5/11, Z3 Type C2 straatgericht Type C2 straatgericht + opties P4/5/11, Z3 DV (type A1-B) tussen

Soort woning

Fase

Bouwonderneming

N

Ag

EPC origineel

EPC herberekend

[m ] 154,3

[-] 0,670

2

EPC met combiketel

[-] 0,597

EPC herberekend met bron [-] 0,706

Hoekwoning Tussenwoning Hoekwoning Hoekwoning Tussenwoning Hoekwoning 2 onder 1 kap 2 onder 1 kap 2 onder 1 kap

1

GZB

[-] 1

[-] 0,718

1

,,

6

148,3

0,685

0,627

0,730

0,718

1

,,

1

166,2

0,678

0,603

0,716

0,728

1

,,

1

154,3

0,670

0,598

0,707

0,719

1

,,

6

148,3

0,684

0,627

0,730

0,718

1

,,

1

166,2

0,675

0,602

0,713

0,724

1

,,

2

153,04

0,853

0,546

0,725

0,894

1

,,

2

153,04

0,847

0,542

0,719

0,885

1

,,

4

153,04

0,853

0,546

0,725

0,894

2 onder 1 kap

1

,,

4

153,04

0,860

0,555

0,732

0,898

2 onder 1 kap 2 onder 1 kap

1

8

137,4

0,662

0,498

0,658

0,800

1

van Campen ,,

?

157,6

0,686

0,513

0,686

0,856

Hoekwoning Hoekwoning

1

,,

8

132,3

0,676

0,513

0,677

0,821

1

,,

?

151,1

0,686

0,511

0,680

0,842

Tussensenwoning Tussensenwoning

1

,,

12

118,6

0,661

0,513

0,662

0,769

1

,,

?

130,1

0,681

0,516

0,676

0,812

Tussensenwoning Tussensenwoning

1

,,

12

124,5

0,662

0,503

0,648

0,762

1

,,

?

136

0,681

0,512

0,668

0,804

Tussenwoning

1

Dura Vermeer

25

114,5

0,814

0,640

0,802

0,915

Bijlage 1 │6/8

TNO-rapport

060-APD-2011-00041

DV (type A1-B) tussen Uitbouw

Tussenwoning

1

,,

0

128,2

0,818

0,623

0,793

0,939

DV (type A-3) hoek voor

Kopwoning

1

,,

6

106,7

0,801

0,646

0,805

0,901

DV (type A-4) hoek achter

Kopwoning

1

,,

6

101,1

0,832

0,686

0,878

1,003

DV (type hoek

C)

Hoekwoning

1

,,

6

125,5

0,814

0,624

0,803

0,958

DV (type C) hoek Uitbouw

Hoekwoning

1

,,

0

139,2

0,836

0,630

0,816

0,988

Reinbouw Type A Reinbouw Type B Reinbouw Type C Reinbouw Type C-optie 1 Reinbouw Type C-optie 2 Reinbouw - 3 Appartementen

Tussenwoning Tussenwoning 2 onder 1 kap 2 onder 1 kap 2 onder 1 kap Appartementen Tussenwoning Hoekwoning Appartement 2 onder 1 kap 2 onder 1 kap

2

Reinbouw

9

130,6

0,603

0,746

0,932

0,982

2

,,

19

108,2

0,617

0,812

1,006

1,015

2

,,

0

139,7

0,608

0,735

0,917

0,973

2

,,

5

152,7

0,605

0,716

0,900

0,974

2

,,

1

162

0,607

0,715

0,904

0,988

2

,,

3

84,1

0,622

0,828

1,034

1,040

2

GZB

5

163

0,941

0,619

0,802

0,974

2

,,

1

172,4

0,958

0,626

0,823

1,010

2

,,

5

104,4

0,963

0,686

0,872

1,000

2

,,

1

159,2

0,998

0,695

0,887

1,068

2

,,

10

139,6

0,910

0,628

0,808

0,969

Affuit (bouwnr. 2 - TW) Affuit (bouwnr. 1 - HW) Woongebouw 5 app. Fjord (kavel 7) Fjord (11 stuks incl kavel 7)

Bijlage 1 │7/8

TNO-rapport

060-APD-2011-00041

Bijlage 4 Dimensionering distributienet Hieronder is de dimensionering van het distributienet weergegeven. In de bovenste tabel is aangegeven welke nominale diameters zijn toegepast en welke waterdebieten hierbij toegestaan zijn bij een watersnelheid van 1, 2 en 3 m/s. Hierbij is uitgegaan van een dikte van de buiswand van 8 mm (conservatieve aanname). Tevens is hierbij aangegeven hoeveel woningen op de desbetreffende diameters zijn aangesloten in fase 1 en 2 van De Teuge. Per aansluiting mag 950 l/h worden benut. Hieruit blijkt dat voor vrijwel alle situaties een watersnelheid van 1 m/s volstaat als alle warmtepompen tegelijkertijd in bedrijf zijn. Voor een aantal plaatsen in het net is een watersnelheid van 1,2 m/s vereist. Hiermee wordt voldaan aan de vuistregel die 1 m/s als maximum geeft tot 100 mm inwenige diameter, oplopend tot 3,5 m/s in de range 100-700 mm.

Diameter nominaal mm 75 PVC 110 PVC 160 PVC 200 PVC 250 PVC

Diameter extern mm 75 110 160 200 250

Diameter intern mm 59 94 144 184 234

Nom. flow bij 1 m/s m3/h 9,8 25,0 58,6 95,7 154,8

Nom. flow bij 2 m/s m3/h 19,7 50,0 117,3 191,5 309,6

Nom. flow bij 3 m/s m3/h 29,5 74,9 175,9 287,2 464,5

fase 1 Max W 8 26 67 103 111

fase 2 Max W 9 18 39 66 76

Hieronder is voor fase 1 en 2 per nominale diameter uitgewerkt welke aantallen woningen in welke straten hierop zijn aangesloten. Fase 1 Diam. nom. 75 PVC 110 PVC 160 PVC

200 PVC 250 PVC

Sonsvelthof NO - 8 W De Teuge NW – 26 W De Teuge midden - 67 W De Teuge midden 103 W Hoofd fase 1 – 111 W

Dijkmate NO 8W Sonsvelthof ZW - 17 W

Sterrenblik NO -4W Dijkmate ZW 12 W

Sterrenblik ZW -4W

Baankstraat ZW - 8 W

Fase 2 Diam. nom. 75 PVC

Kanon 86-92 – 4W

Barmelsekamp laag - 9 W

Nieuwe Weide laag - 5 W

Kanon 2-18 – 9W

110 PVC

Kanon 76-84 – 9W

Barmelsekamp hoog - 17 W

Nieuwe Weide hoog - 13 W

Kanon 20-36 – 18 W

160 PVC

Kanon 38-52 – 39 W

200 PVC 250 PVC

kanon 54-75 – 67 W Hoofd fase 2 – 76 W

TNO-rapport

060-APD-2011-00041

Bijlage 1 │8/8