Afstemming bron-wp

Volop kansen energieopslag
in de bodem!
Ir. Henk Broekhuizen MBA, Installect Advies
Smart Energy Mix KIVI /NIRIA
12 oktober 2006
Inhoud presentatie
 Intro systemen met WKO en warmtepompen
 Kenmerken en varianten open bronsystemen
 Kwaliteitsfactoren bronsystemen
 Kwaliteitsaspecten inpassing warmtepompen
 Kostenoptimalisatie
 Marktbenadering
 Conclusies
Duurzaam micro/macro
Minimale emissie
(CO2 reductie etc.)
Elektra
verlichting
Warmtepomp
Materialen
Gas
Luchtbehandelin
g
Comfort
Afval (water)
tegen minimale kosten
Sanitair
Brandbestrijding
Water
Windmolen
s
Koudeopslag
Kenmerken:
• Min. Input
Max. selfsupporting
• Minimale emissie &
afval lokaal
• Onafhankelijk, flexibel
bedrijfszeker
• Lifecycle benadering
Voorbeeld bodemopbouw
Doubletsysteem opslag
Te verwarmen
medium
Zomer
Koud
Aquifer
Warm
 Afstand tussen bronnen
Te koelen
medium
 Grondwaterstroming
Winter
 Positionering
Koud
Aquifer
Warm
Monobron GeoThermic
Te koelen
medium
Zomer
Te verwarmen
medium
Winter
 ww in grondwater
 geen drukhoud
 minder pompenergie
Warm
Warm
Aquifer
Koud
Aquifer
 flowkering in
grondwater
Koud
 regelbaarheid
 standaardconcept
Kwaliteitsaspecten 1
 Type en wijze van boren (roterende zuiglift)
 Goede bemonstering van de bodemopbouw
 Ongewenste menging voorkomen (kans op
verstopping)
 Goed “ontwikkelen” van de bron
Boortechniek: roterend zuiglift

Monstername
Bodemprofiel
Risico bronverstopping
O2
Zuurstofrijk
regenwater
Roestvorming: 2Fe + 3O2 = Fe2O2
klei
O2
Watervoerende
zandlaag
Fe?
O2?
O2
Filter in kleilaag:
verstopping door
permanente slibafzetting
Verstopping door roestafzetting
Fe
Fe
Fe
klei
Fe
•Bronverstopping door roest- en/of permanente slibafzetting
Schoonspoelen van de bron
Kwaliteitsaspecten 2
 Realistisch uitgangspunt watertemperaturen bron
(robuustheid systeem en realistische inschatting
besparing)
Garanties eisen op boring (NVOE-garantie)
(ontwerp en uitvoering) 5 jaar all-in
 Systeem robuust maken voor diverse bedrijfssituaties
(niet alleen onder min/max condities)
Goede regelbaarheid bronsysteem (volgen belasting)
 Gestandaardiseerde aanpak, bewezen concepten
warmtelevering
Afstemming bron-wp
50-40°C
4
400 kW
Warmte uit condensor
Elektriciteit
1
warmtepomp
100 kWe
Warmte in verdamper
3
COP warmte = 400/100= 4
300 kW
warmtewisselaar
12°C
6°C
3
warm
Brondebiet = 300/(4,2*6)= 11,9 l/s
koud
Koudeopslag
in grondwater
warmtelevering
Afstemming bron-wp
35-25°C Lagere temperatuur dus betere COP
6
480 kWe Er kan meer warmte geleverd worden
Maar waar komt dat dan vandaan?
Warmte uit condensor
1
Elektriciteit
80 kWe
warmtepomp
Warmte in verdamper
5
COP warmte = 480/80= 6
400 kW
warmtewisselaar
12°C
De bron moet extra warmte gaan leveren
Kan dat? Meer debiet of grotere delta T!
Brondebiet = 400/(4,2*6)= 15,9 l/s
6°C als hoger debiet mogelijk is !
4°C bij idem debiet 11,9 l/s
5
Delta T = 400/(4,2*11,9)= 8 K
12 - 8 = 4°C
Dat is kritisch!
koud
warm
Koudeopslag
in grondwater
Conclusie COP WP en bronontwerp
 Bij ontwerp brondebiet op “hoge” condensortemperatuur
 Bij lagere temperatuur betere COP; dan meer energie uit
de bron nodig.
 Dit kan door meer brondebiet en of grotere delta T
 Als WP te lage uittrede krijgt, kan deze in storing gaan.
 Dit tegengaan door toch hogere temp te maken of
vermogen van de wp aan condensorkant terug te nemen.
Voorkom in storing vallen!
Kostenoptimalisatie, vergroten haalbaarheid!
 Proefboring alleen als het echt nodig is
 Streven naar laag brondebiet (grote delta T in ontwerp)
 Gelijk debiet zomer/winter, nuttig koelen/verwarmen
 Hoogwaardige inzet bron, goedkopere opties voor piek
(? Monovalent warmtepompsysteem)
 Extra inzet bron voor andere functies
 Garanties op systeem, borging aftersales (monitoring)
Brondebiet tegen bronkosten
Bronkosten (uitgezet tegen brondebiet)
11000
GeoMini (D)
GeoMini
GeoThermic
Doublets
10000
GeoMini (D)
9000
Doublets
7000
6000
GeoMini
GeoThermic
5000
4000
3000
2000
1000
90
97
,5
10
5
11
2,
5
12
0
12
7,
5
13
5
14
2,
5
15
0
15
7,
5
16
5
17
2,
5
18
0
18
7,
5
19
5
75
82
,5
60
67
,5
45
52
,5
30
37
,5
15
22
,5
0
0
7,
5
Prijs in Euro's (per m3/h)
8000
m3/h
Maximaliseer gebruik “duur”zaam systeem
Conventioneel
koelmachine
cv-ketel
sprinklertank
gebruik drinkwater
separate energiestromen
Duurzaam
bron/WP als KM
warmtepomp
voorraad in bron
water uit bron
uitwisselen energiestromen
Energieopslag visie
Conventionele koelmachine
Vervanging door energieopslag is:
• Duurzame koeling
• Duurzame verwarming
• Sprinklervoeding
• Bluswaterlevering
• Bedrijfswaterlevering
Conventionele sprinklervoorraadtank
Inzet bronnen voor sprinkler
voorbeeld Jaarbeurs Utrecht
–
–
–
energieopslag (doubletsysteem) met sprinkler
opslagsysteem max. 750 m3/h water
verplaatsing ( 7.000 kW koeling)
3 koude en 6 warme pompen (bronnen)
sprinklerwater 240 m3/h bij 720 kPa op maaiveld
3 van de 6 warme pompen (bronnen)
sprinkler onderstation
Gebouw installatie koeling
sprinkler
gebouw installatie
warmte uitwisseling
spui afsluiter
maaiveld
ca. 1 mtr.
injectieklep
grondwaterstand
ca. 50 mtr.
ca. 15 mtr.
bronpomp
incl. toerengeregelde
motor
SP 3
SP 2
Warme bronnen
ca. 16°C
SP 1
Koude bronnen
ca. 8°C
GeoThermic met sprinkler
GeoThermic met sprinkler bij
Camping Sport de Wit te Schijndel
Project met Unica
Status brontechniek voor sprinkler
 Combi bron-sprinkler nog geen koud kunstje
 Geen goede kwaliteitsnormen bronsystemen voor sprinkler
 Discussie over betrouwbaarheid
 Normen in ontwikkeling (Installect, adviseurs, brandweer R’dam)
 Risico: toepassing bronnen voor sprinkler zonder goede normen
 Grote potentie door optimalisatie kosten (i.c.m WKO)
Marktbenadering
 Energieopslag (duurzame systemen) als product
 Zorgen bij klant wegnemen; garantie en nazorg bieden
 Standaardisatie, systeemconcepten specifieke doelgroepen
 Kostenreductie en optimalisatie (multifunctionele inzet)
 Kennisverspreiding
Energiedienst met
standaardconcepten
Duurzame energielevering
zonder zorgen
Geïntegreerde
realisatie van
duurzame
verwarming
koeling
en
luchtbehandeling
verse lucht
koeling
verwarming
klimaat- en
procescomfort
Financier
(af)betaling
Energiedienst
of installateur
Levering c.q.
betaling
systeem en
onderhoud
Toeleverancier
systeem +
onderhoud
Levering
koude/warmte
Eindgebruiker
Instandhoudingeis
en betaling
Levering c.q.
betaling elektra
Energiebedrijf
Conclusies
 Gegarandeerde (eind)prestatie eisen (over jaren) NVOE
 Optimalisatie brondebiet en maximaal gebruik bron
 Goede afstemming bron-opwekking-afgifte
 Warmte en koude nuttig gebruiken
 Standaardisatie in ontwerp en uitvoering
 Standaardconcepten voor diverse branches.
 Committment van een team!