Supermarkt met in de koelinstallatie geïntegreerde warmtepomp

30
Supermarkt met in de koelinstallatie geïntegreerde warmtepomp

description

Supermarkt met in de koelinstallatie geïntegreerde warmtepomp. Een prototype?. In deze presentatie stellen we een ontwerp voor van een geïntegreerd systeem van supermarkt verwarming en koeling voor zoals een aantal keren gerealiseerd werd. - PowerPoint PPT Presentation

Transcript of Supermarkt met in de koelinstallatie geïntegreerde warmtepomp

Page 1: Supermarkt met in de koelinstallatie geïntegreerde warmtepomp

Supermarkt met in de koelinstallatie geïntegreerde warmtepomp

Page 2: Supermarkt met in de koelinstallatie geïntegreerde warmtepomp

Een prototype?

In deze presentatie stellen we een ontwerp voor van een geïntegreerd systeem van supermarkt verwarming en koeling voor zoals een aantal keren gerealiseerd werd.Om een aantal redenen is het systeem is vrij onbekend gebleven.De meerinvestering is zeer gering tot zelfs negatief (dit is dan een min-investering) en het energieverbruik in geld is 18 tot 25% kleiner dan dat van een traditionele oplossing.De CO2 uitstoot is daarenboven 0, de equivalente uitstoot aanzienlijk kleiner.

Page 3: Supermarkt met in de koelinstallatie geïntegreerde warmtepomp

Energieflow in een supermarkt bij normaal zomerbedrijf

In een supermarkt wordt de warmte in de koelmeubelen en de koelcellen opgenomen door het koelmiddel, en via de koelmachines afgevoerd aan een hogere temperatuur, naar daartoe voorziene warmtewisselaar, hier staat hij op het dak : de buitencondensor.

Page 4: Supermarkt met in de koelinstallatie geïntegreerde warmtepomp

Energiestromen bij zomerbedrijf (gemiddelde over alle koelmachines)

Warmteinbreng door winkellucht in de zomer typisch 23°C, RV 50%, vormt 70% van de koellast

Inbreng door het koelen van de producten, typisch 10% van de koellast

Inbreng door ventilatoren, ontdooïng, verlichting en diversen, typisch 20% van de koellast

Electriciteit opgenomen door de werking van de koelmachine gemiddeld 35% van de koellast

Koelmachine

Warmte afgeblazen door de condensor of gebruikt voor warmterecuperatie in de warm water productie

Page 5: Supermarkt met in de koelinstallatie geïntegreerde warmtepomp

Energiestromen bij winterbedrijf bij klassieke warmterecuperatie

Verwarming met klassieke stookinstallatie en eventueel warmterecuperatie, condensatietemperatuur geregeld dat hij ca 30°C blijft. Wij gaan eventuele lagere condensatietemperaturen mogelijk door elektronische expansieventielen hier niet bespreken.

Page 6: Supermarkt met in de koelinstallatie geïntegreerde warmtepomp

Energieflow bij winterbedrijf

Warmteinbreng door winkellucht typisch 17° 40%, vormt 40% van de koellast

Inbreng door het koelen van de producten, typisch 20 van de koellast

Inbreng door ventilatoren, ontdooïng, endiversen, typisch 40% van de koellast

Electriciteit opgenomen door de werking van de koelmachine gemiddeld 30% van de koellast

Koelmachine Warmte afgeblazen door de buitencondensor en of de recuperatie condensor

De energieflow is aanzienlijk kleiner dan in de zomer

Page 7: Supermarkt met in de koelinstallatie geïntegreerde warmtepomp

Vergelijking zomer en wintersituatie

Page 8: Supermarkt met in de koelinstallatie geïntegreerde warmtepomp

Het is niet eenvoudig informatie omtrent de

koellast van koelmeubelen te bekomen in functie van een

andere omgevingstemperatuur dan deze in de ISO norm (25°C

50%)

Voor de studie werd gebruik gemaakt van dit document.

Page 9: Supermarkt met in de koelinstallatie geïntegreerde warmtepomp

Klassieke recuperatieDe koelinstallatie in winterbedrijf heeft een aanzienlijk lagere capaciteit.

Hierdoor is de hoeveelheid beschikbare warmte aan de condensor veel kleiner dan in de zomer. Hier over de periode gemiddeld :

De warmterecuperatie kan de verwarmingsinstallatie meehelpen, maar niet vervangen, want de capaciteit is in de winter te gering.

De condensatie temperatuur is meestal laag (max 30 in de winter tegen 45 en meer in de zomer), en dus de uitgeblazen lucht van de recuperatiecondensor is koud en niet comfortabel. Er is tocht.

Laat men de condensatietemperatuur stijgen, dan is de tocht verdwenen, maar er is wel een bijkomend energieverbruik.

De recuperatiecondensor, zijn regeling, zijn leidingen en eventueel zijn meerverbruik vormen een meerprijs van de installatie.

Het is niet zeker dat deze meerprijs binnen een vooropgestelde tijd wordt terugverdiend (bij warenhuisketens wenst men tussen de 5 en de 8 jaar, anders is de rendabileit van de investering in eigen activiteit rendabeler)

Page 10: Supermarkt met in de koelinstallatie geïntegreerde warmtepomp

Wij stellen vast

Dat de warmteafgifte aan de condensor van de koelinstallatie, in de zomer groter is dan de warmte behoefte van een goed geïsoleerde en behoorlijk geventileerde supermarkt in de winter.

Een goede isolatie is echter heden een gegeven, vroeger was de gemiddelde k voor een nieuwbouw 1.5, heden tot 0.3. Deze waarde laatste waarde is ruim voldoende.

Dat de afgevoerde warmte door de meubelen in de zomer even groot is als de koellast van de klimatisatie van een supermarkt met een grote vers-afdeling. Indien deze meubelen behoorlijk verspreid over de supermarkt staan, kunnen ze de zomerklimatisatie realiseren. (dit laatste verschijnsel is bekent bij de mensen die zich met klimatisatie van supermarkten bezighouden, en wordt niet verder in deze presentatie behandeld.)

Het wordt dan mogelijk de supermarkt te verwarmen met een systeem dat in de winter warmte kan afgeven gelijk aan die welke het koelsysteem in de zomer afgeeft : hier gaat deze voorstelling over.

Page 11: Supermarkt met in de koelinstallatie geïntegreerde warmtepomp

Het is uiteraard bijna uitgesloten dit bij een bestaand gebouw te realiseren

De ventilatie gebeurd via een warmtewisselaar tussen de aangezogen buitenlucht en de af te blazen vervuilde lucht.

Eisen waaraan het gebouw moet voldoen

1 (Inwendige warmtebronnen : personen, verlichting, toestellen + de beschikbare warmte aan de recuperatiecondensor van de koelinstallatie) > (statische warmteverliezen (muren, ramen, dak,…) + ventilatieverliezen (afzuigingen, deuropeningen…) + (warmte onttrokken door meubelen in de winter)).

2 De ventilatie moet gebruik maken van warmterecuperatie op de afgezogen lucht, en er moet een lichte overdruk zijn om luchtpenetrate te beperken.

Page 12: Supermarkt met in de koelinstallatie geïntegreerde warmtepomp

Isolatiekeuze bij dit project

De inbreng van personen, verlichting en toestellen bedraagt gemiddeld 38.000W, de ventilatieverliezen zijn ca (dank zij de warmtewisselaar) 1.500 W, de warmte die de meubelen aan de winkel onttrekken is 32.500 W.Het gehele bilan is daarmee in evenwicht bij de verwachte minimale buiten temperatuur. Vandaag zou voor een veel betere isolatie worden gekozen.De koelmeubelen werden van nachtgordijnen voorzien.

Page 13: Supermarkt met in de koelinstallatie geïntegreerde warmtepomp

Winterbedrijf bij recuperatie en geïntegreerde warmtepomp

Page 14: Supermarkt met in de koelinstallatie geïntegreerde warmtepomp

Energieflow bij GIW-bedrijf

Warmteinbreng door winkellucht typisch 17° 40%, vormt 40% van de koellast

Inbreng door het koelen van de producten, typisch 20 van de koellast

Inbreng door ventilatoren, ontdooïng, en diversen, typisch 40% van de koellast

Electriciteit opgenomen door de werking van de koelmachine

Koelmachine Warmte afgeblazen door de recuperatie condensor,

Warmte opgenomen uit de buitenlucht

Meerverbruik door verhogen van condensatietemperatuur

Page 15: Supermarkt met in de koelinstallatie geïntegreerde warmtepomp

Energiebalans van de geintegreerde warmtepomp

Page 16: Supermarkt met in de koelinstallatie geïntegreerde warmtepomp

Dit is de gemiddelde seizoens COP. Deze waarde is zo hoog wegens de unieke combinatie van de koelinstallatie, die sowiewo in werking is en het dubbel gebruik van de buitencondensors. Er is geen enkele klassieke lucht lucht warmtepomp die dergelijke waarden kan halen.

Bepaling COP = onder comfortabele voorwaarden beschikbare warmte /

meerkost om ze aan te maken

Page 17: Supermarkt met in de koelinstallatie geïntegreerde warmtepomp

Technische realisatie

Page 18: Supermarkt met in de koelinstallatie geïntegreerde warmtepomp

Het projekt

Naam van de Supermarkt : GB 244 Brasschaat

Bouwjaar 1984, opening januari 1985.

Vrijgave van de gegevens : 1987.

Audit in het kader van RD Energie door Prof. Bergmans van de Katholieke Universiteit van Leuven 1987.

Laureaat Energy Award : 1989

Page 19: Supermarkt met in de koelinstallatie geïntegreerde warmtepomp

Kanalennet en luchtverdeling

Page 20: Supermarkt met in de koelinstallatie geïntegreerde warmtepomp

Resultaten

Vanaf de start werd het project nauwgezet gevolgd en vergeleken met vergelijkbare supermarkten

Page 21: Supermarkt met in de koelinstallatie geïntegreerde warmtepomp

Jaar na jaar blijven de resultaten uitstekend

Page 22: Supermarkt met in de koelinstallatie geïntegreerde warmtepomp

Samenvatting van het resultaat

Gemiddeld stroomverbruik 5 winkels : 1636 BEF/m2

Gemiddeld stroomverbruik Brasschaat : 1550 BEF/m2

Gemiddeld verbruik verwarming 5 winkels : 143 BEF/m2 (aan de prijs van aardgas in 1987.)

Gemiddeld verbruik verwarming Brasschaat : inclusief (0)

Economie Brasschaat tov andere over 5 jaar :

2.154.640 BEF

Aanvangsinvestering : geen.

Economie : 19 %.

Return on investment : 4 jaar.

Page 23: Supermarkt met in de koelinstallatie geïntegreerde warmtepomp
Page 24: Supermarkt met in de koelinstallatie geïntegreerde warmtepomp
Page 25: Supermarkt met in de koelinstallatie geïntegreerde warmtepomp
Page 26: Supermarkt met in de koelinstallatie geïntegreerde warmtepomp
Page 27: Supermarkt met in de koelinstallatie geïntegreerde warmtepomp
Page 28: Supermarkt met in de koelinstallatie geïntegreerde warmtepomp
Page 29: Supermarkt met in de koelinstallatie geïntegreerde warmtepomp

Het vervolgBrasschaat kreeg nog bij GB-INNO-BM een drietal broertjes, en werd ook door

verschillende installateurs in andere ketens gekopieerd (of is het heruitgevonden?)

In 1988 komt er een nieuwe CEO, een “briljante bankier uit New York” en er begint echter een nieuwe wind in GIB te waaien : De groep met 54.000 werknemers en een netto winst van 264.109.000.000 BEF moet meer winst maken en minder kosten genereren. GIB Engineering moet vanaf dan als zelfstandig bedrijf door het leven en kan slechts van de vrijwillige opdrachten van de verkoopsdirectie van de groep en werken buiten de groep overleven.

Het concept van Brasschaat is volgens de verkoop “een vreemd systeem is dat weinigen kennen, en dat de concurrentie tussen aannemers bemoeïlijkt”, wordt niet meer gebruikt. Er wordt er van uitgegaan dat de loodgieter van om de hoek aan alle installaties moet kunnen werken (sic).

Toch komt er nog een twee projecten bij de GIB groep en enkele buiten de groep (!), en enkele gerealiseerd door installateurs, die zich de know how hebben eigen gemaakt.

In 1990, na een zware crisis, wordt GIB voor een stuk overgenomen door Promodes, in 2002 tenslotte wordt wat er van de groep nog overblijft overgenomen door Carrefour. De cellen Engineering en Technische Directie zijn intussen ontmanteld. Vanaf nu brandt de lamp alleen in Parijs.

In 1995 verlaat Wilfried De Smet de GIB groep en gaat kort daarna verder door het leven als Coolconsult. Het doek over GIW is gevallen. In 2009 wordt bij een remodeling de installatie ontmanteld, en installeert men een ketel.

Page 30: Supermarkt met in de koelinstallatie geïntegreerde warmtepomp

Tot slot

Wij wensen ten slotte de uitspraak van Professor Bergmans, die hij maakte op het einde van zijn energieaudit van de installatie te Brasschaat te herhalen :

Er dient besloten te worden dat de toepassing van de warmtepomp voor koeling en verwarming in supermarkten bijzonder rendabel is en dient aangemoedigd te worden…..

Men zegge het verder…