Workshopronde B

Duurzaam verwarmen met Smart Thermal Grids

Paul Stoelinga (Deerns)

Click icon to add picture

Dynamische Warmtenetregeling.

Duurzaam verwarmen met een SMART THERMAL GRID.

Paul Stoelinga - Senior Adviseur Energie

Duurzaam gebouwd - Workshopronde B 14:10- 14:40 | 16 november 2016

Ontwikkeling Dynamische WarmtenetRegeling

• ontwikkeld door vijf bedrijven• een IPIN project, gesubsidieerd

door RVO

HTC EindhovenStadskantoor DelftRdGG Delft

The Edge AmsterdamReinier de Graaf - DelftHTC - EindhovenStation en Stadskantoor-

Delft

Deerns adviseert installatietechniek,

bouwfysica en energie

in utiliteitsbouw, gebouwde

omgeving en infrastructuur.

… ontwerpt gezonde, duurzame

en comfortabele woon- en

werkomgevingen

5

Deerns Staff

Deerns Group heeft 22 kantoren

in 12 landen mettotaal 600

medewerkers waarvan 285 in

Nederland

Doel transitie warmtenet TU Delft: verduurzamen zonder hoge kosten

inzet duurzame opwekkers mogelijk maken door lage (retour) temperatuur warmtenet, zonder concessies aan thermisch comfort.

1. Terugbrengen overmatige flow door TSA’s te sturen op gewenste ∆T.

2. Verlagen aanvoertemperatuur3. Regeling aanvoertemperatuur per tak4. Toepassen cascade schakelingen in warmteaansluitingen

Een ontwikkeling die het verduurzamen van een (campus)warmtenet mogelijk maakt met een verbeterde exploitatie, en behoud van comfort.

Oplossing: Dynamische WarmtenetRegeling

Standaard: temperatuur warmtenet is recht evenredig met buitentemperatuur

Hoge temperatuur warmtenet 130 – 110 oC

Hoge toevoertemperatuur

Hoge retourtemperatuur laag rendement beperkte inzetbaarheid

Warmtekracht en duurzame warmtebronnen

0

20

40

60

80

100

120

140

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

aanv

oert

empe

ratu

ur

Buitentemperatuur

warmtenet aanvoertemperatuur

Transitie : hoge temperatuur warmtenet naar middentemperatuurnet.

Midden temperatuur warmtenet 80 – 60 oC

0

20

40

60

80

100

120

140

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

aanv

oert

empe

ratu

ur

Buitentemperatuur

warmtenet aanvoertemperatuur Probleem: Bij verlaging nettemperatuur neemt warmtevermogen van de verwarmingslichamen af.

Transitie vereist kostbare verbetering thermische schil en vervanging verwarmings-systemen van gebouwen.

Dynamische WarmtenetRegeling:• Strategieverandering: “all they want” “all they need”. • Verlagen van de warmtenet-temperatuur gedurende een groot deel

van de tijd, waardoor duurzame energiebronnen inzetbaar worden en het rendement van het warmtenet stijgt.

Resultaat: • Groot deel van de tijd

aanvoertemperatuur (ver) beneden 80 oC

• Voldoende afzet voor Geothermie• Verbeterde inzet warmtekracht

door lage retourtemperatuur

Verlagen van de warmtenet-temperatuur met een Thermisch SMART grid.

Dynamische WarmtenetRegeling

Dynamische warmtenet

regeling

gebouwen

warmtecentrale

warmtenet

Dynamische WarmtenetRegeling

Dynamische setpoint bepaling per gebouw

Simulatie gebouw & net

weerbericht

Temp tak 1

Temp tak 2

Temp tak 3Temp tak 4

Temperatuur per tak (t)

gebouwdata

Gebouw-verwarmingsinstallaties worden autonoom gestuurd

Energiebalans van Low Energy Architecture (LEA)

Energiebalans:• Warmtelast• Transmissie• Infiltratie• Ventilatie• Accumulatie

Resultaten – LEA prognose vs gemeten resultaten

Totale warmtevraag van de gebouwen:• Technische bestuurskunde• Industrieel ontwerpen• Werktuigbouwkunde

Buiten temperaturen tussen de 4 [°C] en 15 [°C]

Dit zijn recente resultaten: eind oktober tot begin november

kWh

Resultaat: CV aanvoer temperatuur dynamisch vs stooklijn

Resultaat: energievraag - prognose vs. metingen

Resultaten: energievraag - prognose vs metingen

Topologie Dynamische warmtenetregeling

Datakoppelingen met:• Gebouw GBS’sen• Warmteafleverstation

s• Warmtecentrale• Weerstation

Erbis - Energiemonitoring systeem

Warmtenet TU Delft

• 4 takken • 101 warmtewisselaars (91,500 kW)• 84 MW thermische opwekvermogen:

• 3 verwarmingsketels 15, 30, 35 MWth

• 2 WKK eenheden 2 x 2 MWth

• Comfortbepaling conform NEN-EN-ISO 7730:2005 (Fanger), gebaseerd op “Predicted Mean Vote”(PMV) en “Predicted Percentage dissatisfied” (PPD)

Comfortbepaling

Relatie tussen PMV en PPD; de blauwe vakken geven de comfortgebieden aan behorende bij de klimaatklassen A, B en C, conform NEN-ISO 7730 (2005).

Klasse A

Klasse C

Klasse B

Score Omschrijving thermische sensatie + 3 Heet + 2 Warm + 1 Enigszins warm 0 Neutraal

- 1 Enigszins koel - 2 Koel - 3 Koud

Belangrijke factoren voor de comfortbeleving van een persoon:• Metabolisme• kleding• luchttemperatuur• gemiddelde stralingstemperatuur• luchtsnelheid• luchtvochtigheid.

Feedback van gebouwen : handmatig, via GBS en/of met SMART Building

bGrid® - Draadloos Sensor Netwerk - Schema

Measuring different modalities Sensing, Communication, Localisation

bOS

Temperature Relative humidity

Ambient light

Sound level CO2 Presence detector (IR)

Other

Standard Optional

Locate people & devices

bOS®

Sensing, Communication, Localisation

Resultaten Dynamische warmtenetregeling

• Potentie om de nettemperatuur gedurende een groot deel van het jaar beneden de 80 oC te krijgen.

• Succesvolle inzet bij de verduurzaming van een campus, ook bij oudere gebouwen.

• Behoud of verbetering van comfort

• Kosteneffectief voldoen aan verduurzamingsconvenanten/ MJA’s: o Lage investeringo Verbeterde exploitatie

Status Dynamische warmtenetregeling

• Prototype “Industrieel Ontwerpen” sinds april 2016.

• Tak Noord 2 operationele pilot sinds juli 2016

• IPIN traject afgerond

• Najaar 2016 en winter : Monitoring & Validatie

• Voorjaar 2017: uitrol over hele Campus TU Delft

• Universiteits- en bedrijfscampussen, ziekenhuizen, grote gebouwen• Met een warmtenet en met oudere, (historische ?) gebouwen.

Toepassingsmogelijkheden Dynamische Warmtenetregeling

Campusverduurzaming met SMART warmtenet door Dynamisce Warmtenetregeling.

- Dank u voor uw aandacht -

Bedankt voor uw aandacht!

U heeft nu 10 minuten tijd om te wisselen. Welke workshop kiest u?

Ruimte 1: Slim verduurzamen van gemeentegebouwen in Eindhoven

Ruimte 2: Gemeente Almere & Rijksbouwmeester gaan voor ‘wijk van de toekomst’

Ruimte 3: “Slagen in de keten van gezonde gebouwen doe je zo!”

Ruimte 4: De voordelen van slimme logistiek

Ruimte 5: “Circulair: vegetarisch bouwen!”

Ruimte 6: Ins en outs van warmtepompen: nu en in de toekomst

Ruimte 7: Duurzaam beton is HOT!

Grote zaal: Wat de Drijfveer ons leert over biobased bouwen

Garderobe: Renovatie waterschapshuis: nog één idee voor helemaal energieneutraal