Leefmilieu Brussel

WARMTEPRODUCTIE: EIGENSCHAPPEN VAN

„INNOVERENDE‟ TECHNIEKEN‟

Jonathan FRONHOFFS

Cenergie cvba

Opleiding Duurzaam Gebouw : De technieken (warmte, ventilatie, SWW) : ontwerp en regeling

2

Doelstelling(en) van de presentatie

● „Innoverende‟ technieken kaderen in Europese

evolutie

● Overzicht geven van mogelijkheden en

beperkingen van „innoverende‟ technieken…

3

● Kader Ecodesign

● WKK

● „Klassieke‟ Warmtepompen

● Gaswarmtepompen

● …

Algemeen schema van de presentatie

4

„Innoverende‟ technieken?

● Warmtekrachtkoppeling:

● Kleine WKK

● Mirco WKK

● Warmtepomp

● Middel (Air/Eau – Sol/Eau…)

● Technologie

● Statisch

● Dynamisch

● Absorption/Adsorption (Gas/Electriciteit)

● Zonneboiler

5

Ecodesign overzicht

Bron: Daikin

Labels per technologie J

uly

201

5

Ju

ly 2

01

7

Space heaters Combination heaters

Bron: Daikin

6

Labels for “packages” Energy label

Bron: Daikin

7

Overzicht van eisen voor verwarming

60%

80%

100%

120%

140%

160%

180%

200%

220%

A

B

D

E

A+++

A++

A+

C A B C

A+++

A++

A+

D E

A B

C D

E

A+++

A++

A+

Lot 10

Lot 1

35°C

Lot 1

55°C

Lot 1

Verwarming op water

55°C

Lot 1

Verwarming op water

35°C

Lot 10

Lucht-Lucht WP

BANS

for

8 Bron: Daikin

100%

36% elec

53% therm

11%

● Principe van WKK: de gecombineerde productie van twee vormen van

energie (elektriciteit en “nuttige warmte”) vanuit een zelfde energiebron.

µ-WKK indien Pe < 50 kW

Huishoudelijke µ-WKK: +/- 1kWé

WKK Principe?

Bron: Presentatie van de facilitator WKK, Seminarie “Kostenbesparingen in de collectieve huisvesting dankzij WKK”, BIM

9

LA COGENERATION PAR

913 kWh

(gaz naturel)

327 kWh

(36%)

487 kWh

(53%)

99 kWh

(11%)

WKK op aardgas

WKK Principe?

10

Bron: Presentatie van de facilitator WKK, Seminarie “Kostenbesparingen in de collectieve huisvesting dankzij WKK”, BIM

Warmte en Elektriciteit opwekken in een

zelfde installatie

● Principe van WKK

1 682

1 818

2 857 WKK op

aardgas

(35 % elek)

(53 % therm)

1 000

1 514

elektriciteit

warmte

verliezen 343

Aardgas

Ketel

(90 %)

Stoom-Gas

Turbine

(55%)

986

kWh kWh kWh kWh

1 000

1 514

Een besparing van 643 kWh aardgas (18 %) !

en ook minder CO2 uitstoot.

WKK Principe?

11

Bron: Presentatie van de facilitator WKK, Seminarie “Kostenbesparingen in de collectieve huisvesting dankzij WKK”, BIM

Residentie Moina – 30 kWe/52 kWth

Residentie Venelles 1

2 x 30 kWe/52 kWth

●Enkele voorbeelden

12 Bron: Presentatie van de facilitator WKK, Seminarie

“Kostenbesparingen in de collectieve huisvesting

dankzij WKK”, BIM

13

Micro-WKK?

● Rendabiliteit nog niet aangetoond…voor Brussel.

● 3-24 kW Thermisch – 1 kW Elektrisch

● +- 10 à 12.000 €

Bron: Vaillant & Remeha

14

WKK: Waar beginnen ?

● Algemene energieaudit van het gebouw

● Prioriteiten!

● Indien de vervanging van de ketel voorzien is, is het meestal interessanter om direct de WKK te installeren

● De globale rentabiliteit van het project wordt verbeterd

● Mogelijkheid installatie WKK / REG maatregelen

● Houdt rekening met verbruik voor dimmensionering

● Verlaagde warmtevraag door REG: overdimmensionering

● Overdimmensionering ketels: 1 vervangen door WKK

● Dikwijls een goede oplossing om plaats te maken

1. Een voorstudie (COGENcalc)

2. Een haalbaarheidsstudie (COGENsim)

3. De beste financieringsformule kiezen (eigen middelen, banklening, derde investeerder, …) en de mogelijke investeringspremies zoeken

4. Engineering, opstellen van de lastenboeken, plannen, vergunningen, …

5. Vergelijking van de offertes

6. Installatie en opvolging van de prestaties van de installatie

● Onderhoudscontract met resultaatgaranties

Laat u helpen door een competent studiebureel

De 6 stappen om een WKK project goed te laten verlopen :

15

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1 731 1461 2191 2921 3651 4381 5111 5841 6571 7301 8031

kWth Monotone des besoin thermiques pour le CA - SPW Bd du Nord (Namur) - 2002

Vaststelling :

Voor een zelfde gebouw, is het mogelijk om verschillende

vermogens van WKK te plaatsen

(*) Begrip « correct gedimensioneerde » WKK

16

Bron: Presentatie van de facilitator WKK, Seminarie “Kostenbesparingen in de collectieve huisvesting dankzij WKK”, BIM

17

(*) Begrip « correct gedimensioneerde » WKK

Is een WKK die:

● Gedimensioneerd is op de totale warmtevraag van de

site

► Rekening houdend met de eventuele vermindering

door toekomstige REG maatregelen

● Waarvan het vermogen minstens 90% van de

maximale thermische productie door WKK toelaat

18

Warmtepompen

Ko

ud

e b

ron

Principe

Bron: Presentatie van de facilitator WKK, Seminarie “Kostenbesparingen in de collectieve huisvesting dankzij WKK”, BIM

19

Warmtepomp

Hernieuwbaar indien

COP > 2,8

Principe

Bron: Presentatie van de facilitator WKK, Seminarie “Kostenbesparingen in de collectieve huisvesting dankzij WKK”, BIM

20

U zei « COP »?

• COP : coefficient of performance

• Verhouding tussen elektrisch verbruik en productie warmte

• Maar: wordt bepaald onder vaste condities:

• Bvb Lucht-Water WP: 7°C buiten en 45°C afgifte

Geeft verwarmingseizoen niet goed weer

SCOP: Seasonal Coefficient of Performance

21

U zei « SCOP »?

• Berekend op draaiuren met bepaalde buitentemperaturen

• SCOP : in functie van de klimaatzone

• SCOP SPF

• Seasonal performance factore

• Geldig voor verwarming (SCOP) en koeling (SEER : Seasonal Energy

Efficiency Ration)

Bron: Presentatie van de facilitator WKK, Seminarie

“Kostenbesparingen in de collectieve huisvesting dankzij WKK”, BIM

22

Warmtepomp

Elektrische WP Gaswarmtepomp (absorptie)

REP = 3,6 /(2,3+0,25) = 141%

3,6 kW

2,3 kWgas

0,1 kW élec = 0,25 kWprim

3,6 kW

1 kWélec = 2,5 kWprimair

2,6 kW

REP = 3,6 /(2,5) = 146%

0,9 kW

Jaarlijks rendement 115 à 130 % Gemeten COP‟s: 2 à 2,8 op

bestaande installaties! Bron: Presentatie van de facilitator WKK, Seminarie “Kostenbesparingen in de collectieve huisvesting dankzij WKK”, BIM

23

Warmtepomp Monovalent gebruik

Stooklijn Belastingsduurcurve

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500

kW

Uur/jaar

Toepasbaar op eensgezinswoning

Elektrische weerstand

Vermogen WP ifv buitentemp

Stooklijn

Bron: Presentatie van de facilitator WKK, Seminarie “Kostenbesparingen in de collectieve huisvesting dankzij WKK”, BIM

24

Warmtepompen

Bivalent gebruik

Parallel gebruik Alternatief gebruik

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500

kW

heures/an

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500

kW

heures/an

Toepasbaar op:

• Renbovatie

• Appartementsgebouw

• Tertiair

Ketel

Warmtepomp

Bron: Presentatie van de facilitator WKK, Seminarie “Kostenbesparingen in de collectieve huisvesting dankzij WKK”, BIM

25

Warmtepompen

Gemengd gebruik

Wordt stilgezet indien COP < 2,5. Ketel neemt over want

efficiënter op primair énergieverbruik

Complexe geïntegreerde sturing nodig Bron: Presentatie van de facilitator WKK, Seminarie

“Kostenbesparingen in de collectieve huisvesting dankzij WKK”, BIM Bron: Viessman

26

Gasadsorptiewarmtepomp

Robur: 35 kW

20.000 €

Best met basislast

Gemeten rendement: 135%

Bron: Robur

27

Gasadsorptiewarmtepomp

Vaillant, Viessmann, …

10 kW

10-12.000 €

Best met basislast

Gemeten rendement: 135%

Geen bewegende delen

Bron: Vaillant

28

• Soms geïntergreerd in ventilatie:

• Opgelet elektrische weerstand

Warmtepompboiler

Bron: GENVEX

Zonneboilerinstallatie

Collector

Verdeling

Sturing

Opslagvat

Bij-

verwarming

29

Zonneboilers: technologiën

•Type collectoren

Open collectoren Vlakke collectoren Vacuum collectoren

Kunststof collector

RVS collector

Standaard vlakke collector

Vaccum vlakke collector

Vaccum vlakke collector

Luchtcollector

Volledig glas

Standaard buis

CPC

30

Bron: solarpraxis

Zonneboilerinstallatie: technologiën

• Rendement R

end

em

ent

Différence de température entre le capteur et le milieu ambiant [°C]

Capteur plat

Capteur de vide

Absorbeur de piscine 0 – 20 °C Chauffage de piscine

20 – 100 °C Eau chaude et chauffage

> 100 °C Chaleur de processus 31

Zonneboilers: orientatie

Orientatie en helling

32 Bron: solarpraxis

Zonneboilers: Haalbaarheid

● Dak ► Orientatie, Helling

► Beschikbare opp, …

► Vervanging dichting, …

► Stabiliteit

• Stookplaats

► Gecombineerde productie?

► Ouderdom ketels ?

► Regeling !

• Verbinding dak-stookplaats

► Technische schachten ?

► Technische ruimte op dak ?

• Opslag & distributie SWW

► Opslagvaten

► Recirculatieleiding (L, Diam, isolatie)

33 Bron: Leefmilieu Brussel

● Basisregel: steeds op basis van warmtevraag!

► SWW (+ verwarming?)

Dimmensionering: Vraag in kWh?

SWW SWW + Verwarming

SWW Verbruik

Warmtevraag

Nuttige bijdrage ZB-systeem

Zonnestraling (in op de collectoren)

Potentieel voor verwarming

34

Ja maar, minder rendabel

10 à 30 m² collectoropp.

Buffer van 1000-3000 l

Complexere sturing

Besparing:

~80% SWW

20…50% Verwarming

SWW + Verwarming met zonneboiler?

35

Bron: solarpraxis

- SWW-vraag: 670 kWhth/p * 4p = 2670 kWhth

- Zonnefractie 60% productie=1600 kWhth,sol

- Besparing 1600 kWhth / 75% (η) = 2100 kWhovw/j, of 170 €/j

- 3000 à 4500 € voor een installatie van ~4 m²

- TVT: ~20 jaar

- Subsidie van 2500 à 3500 € (volgens inkomen), max 50%

- TVT met premie: ~10 j

Rendabiliteit

• Zonneboiler voor 4p-gezin

36

● SWW verbruik

► ~45 l @ 45°C/dag/persoon

► 1,16 kWh/(m³.K) * 0,045 m³/(j.p) * 365 d/j * (45-10)°C = 670 kWhth/(p.j)

● Oppervlakte collectoren

► Zonnefractie van 50…70%, dus 350 à 600 kWhth/(p.j)

► ~400 à 450 kWhth/m²collector 0,9 à 1,5 m²collector/p

► en ~2 m²/collector

› Als 2p : 1 collector te weinig 2 collectoren dus ~4 m²

› Verband m²/vraag niet lineair !

● Opslag

► 1,3 à 1,7 x dagelijks verbruik of 50 à 80 l per m² collector

● Dimensionnering collectieve installaties

► Zonneboiler Quick-Scan

Dimensionnering

37

Aandachtspunten

● Alle technieken: Monitoring en opvolging prestaties ► Dimmensionering, dimmensionering, dimmensionering…!

► Kleine problemen kunnen grote gevolgen hebben › Defecte pompen

› Losgekoppelede voelers

› Fouten in regeling

● WKK ► Correcte hydraulische aansluitingen

● Warmtepompen ► Seizoensrendementen!

► Verwarming op electrische weerstand

● Zonneboilers ► Beschaduwing, sturing

.

38

39

Niet te vergeten

● Ecodesign geeft de lijn

● WKK kan rendabel zijn

► Randgeval tot twijfelachtig voor kleine installaties

► Hogere onderhoudskosten

● WP kunnen heel interessant zijn

► Hoge COP‟s te halen

► Risico op snelle degradatie

● Zon-thermische installaties kunnen interessant zijn

► Opgelet voor dimmensionering

● Altijd: opvolging en monitoring zijn essentieel

40

Nuttige hulpmiddellen, websites, enz. :

● WKK-tools BIM:

http://www.leefmilieubrussel.be/Templates/Professionnels/niveau2.

aspx?maintaxid=12326&taxid=12390

● Commercieel: vergelijking WP: http://www.liveheatpump.be

Referentie Gids Duurzame Gebouwen en andere bronnen :

● Gids Duurzame Gebouwen:

http://gidsduurzamegebouwen.leefmilieubrussel.be

Fiche : G_ENE 08, 10 en 11

● Documentatie en tools ecogebouwen

http://www.leefmilieubrussel.be/Templates/Professionnels/informer.aspx?id=3255

3&langtype=2067

41

Contact

Jonathan FRONHOFFS

Projectleider Energiezorg

Coördinaten :

: 02/513.96.13

E-mail : jonathan.fronhoffs@cenergie.be