© Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Fotocredit: Geothermal Heat Pump Consortium (NREL PIX)

Projectanalyse Projectanalyse BodemwarmtepompBodemwarmtepomp

Philadelphia Enterprise Centre, VS – 28 BWPs voor Verwarming en Koeling

Cursus Projectanalyse Schone EnergieCursus Projectanalyse Schone Energie

© Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.

DoelstellingenDoelstellingen

• Herhalen basiskennis van Herhalen basiskennis van Bodemwarmtepompen (BWP)Bodemwarmtepompen (BWP)

• Behandelen van de hoofdpunten Behandelen van de hoofdpunten voor BWP-projectanalyse voor BWP-projectanalyse

• Introductie RETScreenIntroductie RETScreen®® BWP- BWP-ProjectmodelProjectmodel

© Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.

• VerwarmingVerwarming

• KoelingKoeling

• Warm waterWarm water

• Goede fundering op Goede fundering op permafrostpermafrost

…maar ook…

Rendement Minder onderhoud Minder ruimte nodig Lagere bedrijfskosten

Waarin voorzien BWP-Waarin voorzien BWP-systemensystemen

Stabiel vermogen Comfort & luchtkwaliteit Lagere elektrische

piekbelasting voor airconditioning

Fotocredit: Solar Design Associates (NREL PIX)

Impact 2000 Home, Massachusetts, USA

Warmtepomp voor woning

© Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.

1.1. Verbinding met bodem Verbinding met bodem Gesloten systeem (GBWP) Open systeem (OBWP) Oppervlaktewater

2.2. Warmtepomp met Warmtepomp met vloeibaar mediumvloeibaar medium

3.3. Ruimteverwarming/Ruimteverwarming/koeling koeling distributiesysteemdistributiesysteem Conventioneel leidingwerk

Componenten van een BWP-Componenten van een BWP-systeemsysteem

11

22

33

© Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.

Warmtepomp met vloeibaar Warmtepomp met vloeibaar mediummedium

• Water naar lucht Water naar lucht warmtepompwarmtepomp

• Keert richting omKeert richting om

• 3,5 tot 35 kW 3,5 tot 35 kW koeling per stukkoeling per stuk

• Meerdere Meerdere aantallen voor aantallen voor grote gebouwengrote gebouwen

• Restwarmte van de compressor kan heet water Restwarmte van de compressor kan heet water leveren via een desuperheaterleveren via een desuperheater

VerdamperCondensor

Compressor

Expansieklep

Lage druk Lage-temperatuur damp

Lage druk Lage-temperatuur vloeistof

Hoge druk Hoge-temperatuur

vloeistof

Hoge druk Hoge-temperatuur

damp

© Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.

Soorten verbinding met bodemSoorten verbinding met bodem

Verticaal (GBWP)Verticaal (GBWP) Rotsige grond Duurder Weinig landgebruik Hoog rendement

Horizontaal Horizontaal (GBWP)(GBWP)

Meeste landgebruik Goedkoper Kleine gebouwen Temperatuur

varieert

Grondwater Grondwater (OBWP)(OBWP)

Aquifer+Injectie Minst duur Vergunning Vervuiling

• Ook oppervlaktewater en warmtewisselaren met één diepe Ook oppervlaktewater en warmtewisselaren met één diepe kolomkolom

© Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.

Bronnen voor BWP: Bronnen voor BWP: BodemtemperaturenBodemtemperaturen

• Bodem absorbeert Bodem absorbeert ongeveer helft van ongeveer helft van intredende zonne-energieintredende zonne-energie

• Bodem dempt Bodem dempt temperatuur-temperatuur-schommelingenschommelingen BWP efficiënter

• TemperatuurschommelinTemperatuurschommeling neemt af met diepteg neemt af met diepte Verwaarloosbaar onder

15m

• Locale aardtemperaturen hangen af van klimaat, Locale aardtemperaturen hangen af van klimaat, bodem-sneeuwbedekking, helling, eigenschappen bodem-sneeuwbedekking, helling, eigenschappen grond etc.grond etc.

Graphic: Canadian Building Digest

ZOMER

TEM

PER

ATU

UR

,

F

TEM

PER

ATU

UR

, °C

ZOMER HERFSTWINTER

© Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.

Voorbeelden van kosten BWP-Voorbeelden van kosten BWP-systemensystemen

• Subsidie van energiebedrijven om Subsidie van energiebedrijven om piek airconditioning te verlagenpiek airconditioning te verlagen

Initieel Jaarlijks JaarlijksJaarlijksJaarlijksKosten Warmte Koeling Totaal Energie

Olie/AC $16 000 $ 600 $ 900 $ 1.500 27 MWhAWP $20 500 $ 450 $ 600 $ 1.050 11 MWh

Connecticut, VS, 275 m2 Huis

Initieel Jaarlijks JaarlijksKosten Warmte Energie

Elektrisch $ 8.000 $ 800 20 MWhAWP $ 13.000 $ 350 6,5 MWh

Finland, 150 m2 Huis

Fotocredit: Suomen Lämpöpumpputekniikka Oy

Fotocredit: GeoExchange Consortium

• Toenemende energiekostenToenemende energiekosten• MilieuproblemenMilieuproblemen• Airconditioning is bonusAirconditioning is bonus

© Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.

Aandachtspunten bij projecten Aandachtspunten bij projecten met Bodemwarmtepompenmet Bodemwarmtepompen

• Meest rendabel wanneer:Meest rendabel wanneer: Verwarming en koeling nodig is

Grote variaties in seizoenstemperaturen

Nieuwbouw of vervanging HVAC

Voor verwarming: lage elektriciteitskosten en hoge kosten voor olie en gas

Voor koeling: hoge elektriciteitskosten en hoge tarieven voor piekbelasting

• Beschikbaarheid werktuigen voor Beschikbaarheid werktuigen voor maken van sleuven en boorgatenmaken van sleuven en boorgaten

• Onzekerheid over kosten installatie Onzekerheid over kosten installatie bodemwarmtewisselaarbodemwarmtewisselaar

• Criteria van klant voor “rendabel”Criteria van klant voor “rendabel”Fotocredit: Craig Miller Productions

en DOE (NREL PIX)

BWP installatie

Layout warmtewisselaar, Utiliteitsbouw

© Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.

Voorbeelden: Australië, Duitsland en Zwitserland Voorbeelden: Australië, Duitsland en Zwitserland Systemen voor de woningbouwSystemen voor de woningbouw

• Duurdere huizen Duurdere huizen

Hoge kapitaallasten

Langere termijnvisie op “ rendabel”

Voordelen voor milieu en comfort

• Premie van Premie van energie-bedrijf kan energie-bedrijf kan belang-rijke factor belang-rijke factor zijnzijn

Fotocredit: Bundesverband WärmePumpe (BWP) e.V.

Fotocredit: GeoExchange Consortium Fotocredit: Eberhard & Partner AG

20 kW grondwater warmtepomp, DuitslandBoorinstallatie voor verticalegaten, Zwitsers huis

320 Apartementen, zuid Australië

© Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.

Voorbeelden: GB and VSVoorbeelden: GB and VS

Systemen voor Utiliteitsbouw Systemen voor Utiliteitsbouw (Commercieel)(Commercieel)

• Korte terugverdientijd Korte terugverdientijd vereist (< 5 j)vereist (< 5 j)

• Beschikbaarheid land kan Beschikbaarheid land kan een probleem vormeneen probleem vormen

• Minder interne ruimte Minder interne ruimte nodignodig

• Eenvoudige regelingen Eenvoudige regelingen door hele gebouwdoor hele gebouw

• Minder risico vandalismeMinder risico vandalisme

• Lagere kosten voor Lagere kosten voor piekbelastingpiekbelasting

• Geen extra verwarming Geen extra verwarming nodignodig

Fotocredit: Groenholland B.V.

Fotocredit: Marion Pinckley (NREL PIX) Fotocredit: International Ground Source HeatPump Association

Gebouwencluster, Kentucky, VSBenzinestation, Kansas, VS

Utiliteitsbouw, Croydon, GB

© Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.

Voorbeelden: Canada and VSVoorbeelden: Canada and VS

Systemen voor utiliteitsbouw Systemen voor utiliteitsbouw (instituten)(instituten)

• Langere terugverdientijd Langere terugverdientijd acceptabelacceptabel

• Ontvankelijker voor innovatieve Ontvankelijker voor innovatieve systemensystemen

• Gelijktijdige vraag voor Gelijktijdige vraag voor verwarming en koelingverwarming en koeling

Fotocredit: Robert R. Jones/Oklahoma State University (NREL PIX)

Sleuven voor Horizontale Wisselaar

School, Quebec, Canada

Fotocredit: Natural Resources Canada

© Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.

RETScreenRETScreen®® Bodemwarmtepomp Bodemwarmtepomp ProjectmodelProjectmodel

• Wereldwijde analyse van energieproductie, kosten Wereldwijde analyse van energieproductie, kosten over de levensduur en afname van emissie van over de levensduur en afname van emissie van broeikasgassenbroeikasgassen Horizontaal & verticaal gesloten kring Grondwater, open kring Woningbouw, Utiliteitsbouw

(commercieel/institutioneel), & Industrieel

• Nu nog niet meegenomenNu nog niet meegenomen BWP voor oppervlaktewater Thermische onbalans in de grond op

lange termijn Gelijktijdige verwarming en koeling

(alleen blokbelastingen) Warm tapwater

© Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.

BWP-systeemInput gebruiker

Gebouw

Input gebruikerKlimaatgegevens Input gebruiker

Genereert relatie tussen belasting en

temperatuur, ontwerpbelasting en

evenwichtspunt

Genereert tem-peratuurprofielen en berekend

aardtemperatuur

Schat dimensies

bodemwisselaar of hoeveelheid

grondwater

Schat geïnstalleerde capaciteit

warmtepomp Berekent belasting gebouw

voor elk temperatuursprofi

el

Evalueert echte prestatie WP en

vermogen voor elk temperatuursprofiel

Berekent extra be-hoefte aan verwar-ming of koeling en

het jaarlijkse energie verbruik van de BWP

(verwarming en koeling)

RETScreenRETScreen®® BWP EnergieberekeningBWP Energieberekening

Zie Elektronisch Handboek

Analyse Schone Energieprojecten:RETScreen® Engineering en Cases

Hoofdstuk Projectanalyse

Bodemwarmtepompen

© Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.

Voorbeeldvalidatie van het Voorbeeldvalidatie van het RETScreenRETScreen®® BWP-Projectmodel BWP-Projectmodel

• Energiegebruik voor Energiegebruik voor gesimuleerd temperatuurprofiel gesimuleerd temperatuurprofiel vergeleken met gemeten datavergeleken met gemeten data

• Lengte bodemwisselaar verge-Lengte bodemwisselaar verge-leken met 6 leken met 6 ontwerpprogramma's en een ontwerpprogramma's en een gedetailleerd simulatie- pakketgedetailleerd simulatie- pakket

-5%14124%16017%3440%14129%16029%344vs. Actueel

-12%

-18%

-2%

5%

-19%

-12%

-6%

-14%

2%

9%

-11%

-4%

* 1 jarig ontwerp gebruikt voor vergelijking RETScreen

132127236132127236vs. RETScreen Energiegebruik

121135257121135257vs. RETScreen Beschrijvend

148129293141124266Gemiddelde voor software

CommercieelNebraska

Woning 2Wisconsin

Woning 1Louisiana

CommercieelNebraska

Woning 2Wisconsin

Woning 1Louisiana

10 Jarig Ontwerp*1 Jarig Ontwerp

Programma

Energiegebruik Warmte

kWh

RETScreen 37.202

Gemeten 36.686

RETScreen 36.138

Gemeten 35.490

RETScreen 37.158

Gemeten 36.922

RETScreen 33.243

Gemeten 32.926

RETScreen 37.888

Gemeten 39.016

1,8

0,6

1,0

-3,0

Montreal

Charlottetown

Winnipeg

Vancouver

Verschil %

Toronto 1,4

© Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.

ConclusiesConclusies

• BWPs leveren warmte, koeling en warm tapwaterBWPs leveren warmte, koeling en warm tapwater

• Bodem dempt temperatuurverschillen wat leidt tot hogere Bodem dempt temperatuurverschillen wat leidt tot hogere BWP-rendementenBWP-rendementen

• Initiële kosten BWP’s zijn hoger, maar O&M-kosten zijn lagerInitiële kosten BWP’s zijn hoger, maar O&M-kosten zijn lager Klimaten die verwarming en koeling nodig hebben zijn het meest

gunstig

• RETScreenRETScreen®® schat: schat: Frequentieverdeling buitentemperatuur

Warmtevraag gebouw als functie van de buitentemperatuur

Jaarlijks energievoordeel voor ruimteverwarming en koeling

• RETScreenRETScreen®® is een jaaranalyse die vergelijkbare is een jaaranalyse die vergelijkbare nauwkeurigheden kan halen als simulatiemodellen op nauwkeurigheden kan halen als simulatiemodellen op uurbasisuurbasis

• RETScreenRETScreen®® kan aanzienlijke besparingen opleveren in de kan aanzienlijke besparingen opleveren in de kosten voor de pré-haalbaarheidsstudiekosten voor de pré-haalbaarheidsstudie

© Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.

Vragen?Vragen?

Module Projectanalyse Bodemwarmtepompen

RETScreen® Internationale Cursus Projectanalyse Schone Energie

www.retscreen.netwww.retscreen.netVoor meer informatie bezoek de RETScreen Website op