TNO

Laan van Westenenk 501

Postbus 342

7300 AH Apeldoorn

www.tno.nl

T +31 88 866 22 12

F +31 88 866 22 48

wegwijzer@tno.nl

TNO-rapport

Rap nr 060-APD-2011-00xxx

Problemen warmtepompsysteem

De Teuge te Zutphen – 1e fase

Eindrapport_v1

Datum December 2011

Auteur(s) ir. J. van Wolferen

Aantal pagina's 48

Aantal bijlagen 3

Opdrachtgever Gemeente Zutphen

t.a.v. Marnix van Os

Postbus 41

7200 AA Zutphen

Projectnummer 054-01130

Trefwoorden De Teuge

Warmtepomp

Aquifer

Alle rechten voorbehouden.

Niets uit deze uitgave mag worden vermenigvuldigd en/of openbaar gemaakt door middel

van druk, foto-kopie, microfilm of op welke andere wijze dan ook, zonder voorafgaande

toestemming van TNO.

Indien dit rapport in opdracht werd uitgebracht, wordt voor de rechten en verplichtingen van

opdrachtgever en opdrachtnemer verwezen naar de Algemene Voorwaarden voor

opdrachten aan TNO, dan wel de betreffende terzake tussen de partijen gesloten

overeenkomst.

Het ter inzage geven van het TNO-rapport aan direct belang-hebbenden is toegestaan.

© 2011 TNO

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

2 / 34

Samenvatting

In opdracht van de Gemeente Zutphen en in overleg met de betrokken partijen

heeft TNO een studie uitgevoerd met als doel een bijdrage te leveren aan een inte-

grale oplossing van de problemen met het warmtepompsysteem in de wijk “De

Teuge” te Zutphen, door:

Het geven van een onafhankelijk deskundig oordeel over het functioneren van het systeem en de ernst van de problematiek (in relatie tot referentiewoningen) op basis van de beschikbare gegevens,

Het aangeven van de oorzaken en mogelijke oplossingsrichtingen.

De werkzaamheden worden in fasen uitgevoerd.

Bij handhaving van de huidige installaties is het vereist dat de gehele keten van

WKO via warmteafgifte tot de bouwkundige schil geen zwakke schakels bevat.

Daarom is afgesproken om in de eerste fase via gesprekken met Vitens, BAM en

de leveranciers van de warmtepompen te achterhalen wat hun ervaringen en pro-

blemen zijn en welke oplossingen daarvoor mogelijk zijn. Hiermee kan worden

vastgesteld of aan de kant van de warmtelevering een goed functionerend systeem

haalbaar is.

In samenhang hiermee wordt op basis van het beschikbare materiaal een overzicht

en analyse van de warmtebehoefte van de woningen gemaakt, in vergelijking met

de aansluitvoorwaarden uit het convenant tussen gemeente Zutphen en Vitens en

de resultaten van de EPC berekeningen.

Deze rapportage betreft fase 1 en is gebaseerd op de situatie in de eerste helft van

2011.

Conclusies ten aanzien van de warmtebehoefte van de woningen:

Het convenant stelt geen directe eis aan de maximale warmtebehoefte van de

woningen voor ruimteverwarming en warm tapwater. Er zijn uitsluitend

minimumeisen gesteld aan de isolatiewaarde van de schil van de woning.

In het haalbaarheidsonderzoek uit 2001 is bij een gebruiksoppervlakte van ca.

110 m2, een warmtebehoefte voor ruimteverwarming en warm tapwater van ca

15 GJ/a bepaald. Hierbij zijn verdergaande bouwkundige en

installatietechnische maatregelen toegepast dan de minimale eisen die

uiteindelijk in het convenant zijn vastgelegd.

In bijlage 3 van het programma van eisen bij de ontwikkelovereenkomst voor

fase 2 wordt als aanvullende eis gesteld: “Voor de woningen geldt een EPC van

1,0 met dien verstande dat de energiebesparing als gevolg van het gebruik van

de aardwarmtelevering niet mag worden meegerekend.” Afhankelijk van de

gekozen interpretatie van de aanvullende EPC-eis voldoen de woningen van

fase 2 net wel of net niet aan deze eis.

Voor het ontwerp van de bron, het distributiesysteem en de warmtewisselaar

tussen grondwater en distributienet is uitgegaan van een ontwerpwarmtevraag

van de bron van 4510 GJ/a, wat overeenkomt met 22,55 GJ/a per woning (bij

200 woningen). Het is niet bekend wat de basis is voor de hier gehanteerde

ontwerp warmtevraag van de bron.

Uit praktijkgegevens van Vitens blijkt dat de geleverde warmte in 2008 voor het

systeem 6121 GJ/a bedraagt (35 % boven de ontwerpwaarde) en voor de

woning 32,7 GJ/a bedraagt (45 % boven de ontwerpwaarde). Het verschil wordt

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

3 / 34

veroorzaakt doordat minder woningen zijn gebouwd (187) dan aanvankelijk

gepland (200). De geleverde koude is in 2008 voor het systeem vrijwel gelijk

aan de ontwerpwaarde en voor de woning 9 % boven de ontwerpwaarde.

De warmtebehoefte van de warmtepomp, waarin het koudenet van Vitens moet

voorzien, is bepaald op basis van de EPC-gegevens. De gemiddelde

warmtebehoefte bedraagt 27,9 GJ/a, waarin het bronsysteem moet voorzien

voor verwarming en warmtapwater voor de 170 woningen en appartementen,

waarvan de gegevens beschikbaar zijn. Deze waarde ligt ca. 15 % lager dan de

praktijkgegevens van warmtelevering door Vitens.

Conclusies ten aanzien van het functioneren van het bronsysteem:

De belangrijkste problemen die zich voordoen bij het bronsysteem zijn:

o structurele energieonbalans in de bodem;

o structurele overschrijding van vergunde waterhoeveelheden (waterwet);

o onherstelbare bronverstopping bij 4 van de 5 bronnen.

In een notitie heeft Vitens zijn standpunt t.a.v. deze problemen uitgewerkt.

Uitgaande van de huidige warmte- en koudevraag zijn grote aanpassingen

nodig in de vorm van vergroting van het aantal bronnen en vergroting of

vernieuwing van de regeneratie.

Opvallend aan de situatie van het distributiesysteem is dat Vitens en BAM geen

inzicht kunnen geven in het functioneren van de debiet- en

temperatuurregeling. De gegevens hiervan worden niet permanent

geregistreerd en opgeslagen, zodat hiervan geen overzicht beschikbaar is.

Een bewoner in een woning met een Stiebel Eltron warmtepomp heeft de

aanvoer en retourtemperatuur gedurende enige maanden gemeten. Uit deze

metingen komt een sterk wisselend beeld naar voren, waarbij de temperatuur

van 9,5°C soms urenlang varieert tussen 8,5 en 9,5C maar soms enige uren

daalt naar lage waarden rond 4 - 6C.

Op het water in het distributiesysteem is aanvankelijk geen waterbehandeling

toegepast. In de loop der jaren is gebleken dat magnetiet en slib in het systeem

voorkomen. Vanaf juli 2010 wordt een vorm van waterbehandeling toegepast

door toevoeging van Lubron 730-3.

Tijdens de gesprekken van TNO met Vitens en BAM is de indruk ontstaan dat

het beheer van zowel het bron- als distributiesysteem niet duidelijk is geregeld.

Hierdoor kunnen afwijkingen in de gewenste bedrijfsvoering en storingen

onopgemerkt blijven of pas in een laat stadium worden opgemerkt.

Conclusies ten aanzien van het functioneren van de ATAG warmtepompen

Bij deze warmtepompen is uitval geconstateerd van regelunits en van

compressorblokken. Atag heeft zelf een aanpak hiervan voorgesteld. Voor de

regelunits betreft dit vervanging van de resterende oude modellen door een

nieuw, goed functionerend model. Daarnaast wordt voorgesteld een zodanige

beveiliging toe te passen dat zelfs bij het zeer regelmatig optreden van

condities waarbij de verdamper kan invriezen de warmtepomp niet beschadigd

wordt.

Op basis van de nu beschikbare gegevens zijn er twee mogelijk oorzaken voor

het ontstaan van bedrijfscondities waarbij de Atag warmtepomp kan invriezen:

o Een te lage watertemperatuur in het broncircuit.

o Vervuiling van het filter.

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

4 / 34

Daarnaast kunnen wellicht andere onregelmatigheden, zoals pendelen, de oorzaak

zijn van de uitval van regelunits en compressorblokken. Dergelijke

onregelmatigheden kunnen worden veroorzaakt door inpassing in de

binneninstallatie en vallen buiten het TNO-onderzoek in deze 1e fase.

Conclusies ten aanzien van het functioneren van de Stiebel Eltron

warmtepompen

Bij deze warmtepompen is geen bevriezing of schade opgetreden sinds de

oplevering. Het voorgeschakelde circuit met extra warmtewisselaar heeft

kennelijk een robuust systeem opgeleverd.

De enige storing betreft een afsluiter in de aansluiting op het koudenet. De

oorspronkelijk aanwezige thermische motor is begin 2011 vervangen door een

elektrische motor.

Wassink heeft, in overleg met Stiebel Eltron, een definitief verbetervoorstel

opgesteld. Hiermee wordt beoogd zowel het energiegebruik te verlagen als het

comfort te verbeteren. De comfortaspecten hebben betrekking op inpassing

aan de binneninstallatie en vallen buiten het TNO-onderzoek in deze 1e fase.

Conclusies ten aanzien van het elektriciteitsgebruik van de

warmtepompinstallaties

Het gemiddelde elektriciteitsgebruik volgens de EPC berekening ligt 10-30%

lager dan de waarde uit het onderzoek van Millward Brown. Hiervoor zijn

uiteenlopende verklaringen mogelijk.

De originele gemiddelde EPC bedraagt 0,75; de herberekende gemiddelde

EPC ca. 0,1 lager en bedraagt 0,64.

Het in rekening brengen van het (hulp)energiegebruik van de bron, met een

SPF op primaire energie van 3, levert een stijging van de EPC op van ca. 0,16.

Het toepassen van combi-ketels levert een gemiddelde EPC op van ruim 0,9.

Dit is ruim 0,25 hoger dan het WP-systeem met herberekende EPC en ca. 0,1

hoger den de EPC met bron-energiegebruik.

Overigens kan de EPC voor ketels nog enige honderdsten lager uitvallen als

het effect van een laag hulpenergiegebruik wordt meegerekend.

Samenvattend

Het bronsysteem vormt één van de grootste knelpunten van het

warmtepompsysteem:

structurele energieonbalans in de bodem (de warmtevraag ligt 35% boven

de ontwerpwaarde en de regeneratie ligt 60% onder de ontwerpwaarde);

structurele overschrijding van vergunde waterhoeveelheden (waterwet);

onherstelbare bronverstopping bij 4 van de 5 bronnen.

Er zijn forse aanpassingen en investeringen vereist om deze problemen op te

lossen. Het is de vraag of deze inspanning opweeg tegen het resultaat.

Daarnaast zijn voor beide typen warmtepompen aanpassingen nodig. Hiervoor

zijn door de verschillende partijen constructieve voorstellen gedaan.

Hierbij moet worden aangetekend dat de problemen met de warmteafgifte-

installatie in deze fase 1 van het onderzoek nog niet door TNO zijn uitgewerkt.

Het elektrisch gebruik van de warmtepompinstallaties voor verwarming,

warmtapwater en hulpenergie volgens de EPC berekening ligt 10-30% lager

dan de waarde uit het onderzoek van Millward Brown. Hiervoor zijn

uiteenlopende verklaringen mogelijk.

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

5 / 34

De gemiddelde EPC in de Teuge bedraagt 0,75 of na herberekening op 0,64.

als het hoge (hulp)energiegebruik van het bronsysteem wordt meegeteld

bedraagt de EPC 0,80.

Als voor combi-ketels wordt gekozen stijgt de gemiddelde EPC naar 0,90.

Aanbevelingen

De aanbeveling luidt om onderzoek te doen naar zowel de mogelijkheid om het

bronsysteem te herstellen als naar de mogelijkheid om alle woningen van een gas-

aansluiting en ketels voor verwarming en warmtapwater te voorzien. Bij die laatste

optie vervalt de koelfunctie van de woninginstallaties.

Daarnaast wordt op basis van de nu gesignaleerde knelpunten onderzoek

aanbevolen naar de volgende aspecten van de binneninstallatie:

Pendelgedrag warmtepomp

Verblijfsruimte per vertrek regelbaar

Vermogen convectoren in relatie tot geluid door ventilatoren

Stromingsgeluid in convectoren en de mogelijkheden om de doorstroming te

stoppen als geen warmte of koude wordt geleverd

Geluid warmtepomp in woonkamer

De meeste aspecten zijn ook van belang als voor gasketels wordt gekozen.

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

6 / 34

Inhoudsopgave

Samenvatting ............................................................................................................................ 2

1 Inleiding .................................................................................................................... 8

2 Achtergrond ............................................................................................................. 9

3 Analyse warmtebehoefte ...................................................................................... 10 3.1 Inleiding ................................................................................................................... 10 3.2 Warmtebehoefte volgens convenant ....................................................................... 10 3.3 Warmtebehoefte volgens haalbaarheidsonderzoek ................................................ 11 3.4 Aanvullende EPC-eis in fase 2 ................................................................................ 12 3.5 Warmtebehoefte volgens bron-ontwerp .................................................................. 13 3.6 Warmtelevering door de bron .................................................................................. 13 3.7 Warmtebehoefte volgens EPC berekeningen ......................................................... 14 3.8 Conclusies ............................................................................................................... 14

4 Functioneren bronsysteem/WKO ......................................................................... 16 4.1 Inleiding ................................................................................................................... 16 4.2 Ontwerp bronsysteem.............................................................................................. 16 4.3 Vermogen en warmtebalans van de bron................................................................ 16 4.4 Distributiesysteem ................................................................................................... 18 4.5 Elektrisch energiegebruik ........................................................................................ 21 4.6 Conclusies ............................................................................................................... 21

5 Functioneren warmtepompen Atag / Inventum .................................................. 23 5.1 Inleiding ................................................................................................................... 23 5.2 Positie Atag in project De Teuge ............................................................................. 23 5.3 Functionele beschrijving van de Atag warmtepomp. ............................................... 23 5.4 Storingen ................................................................................................................. 24 5.5 Conclusies ............................................................................................................... 26

6 Functioneren warmtepompen Stiebel Eltron ...................................................... 27 6.1 Inleiding ................................................................................................................... 27 6.2 Positie Wassink en Stiebel Eltron in project De Teuge ........................................... 27 6.3 Functionele beschrijving van de Stiebel Eltron warmtepomp. ................................. 27 6.4 Storingen ................................................................................................................. 28 6.5 Conclusies ............................................................................................................... 28

7 Elektrisch gebruik warmtepompstallaties .......................................................... 29 7.1 Inleiding ................................................................................................................... 29 7.2 Berekeningswijze ..................................................................................................... 29 7.3 Resultaten ................................................................................................................ 31 7.4 Warmtebehoefte per woning vergeleken met de studie van Liandon. .................... 32 7.5 Conclusies ............................................................................................................... 33

8 Conclusies en aanbevelingen .............................................................................. 35

9 Referenties ............................................................................................................. 38

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

7 / 34

10 Verantwoording ..................................................................................................... 40

Bijlage

1 EPC met ketel en warmtepomp

2 Warmtebehoefte warmtepomp volgens EPC

3 EPC gegevens

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

8 / 34

1 Inleiding

In opdracht van de Gemeente Zutphen en in overleg met de betrokken partijen

heeft TNO een studie uitgevoerd met als doel een bijdrage te leveren aan een inte-

grale oplossing van de problemen met het warmtepompsysteem in de wijk “De

Teuge” te Zutphen, door:

Het geven van een onafhankelijk deskundig oordeel over het functioneren van het systeem en de ernst van de problematiek (in relatie tot referentiewoningen) op basis van de beschikbare gegevens,

Het aangeven van de oorzaken en mogelijke oplossingsrichtingen.

De werkzaamheden worden in fasen uitgevoerd.

Bij handhaving van de huidige installaties is het vereist dat de gehele keten van

WKO via warmteafgifte tot de bouwkundige schil geen zwakke schakels bevat.

Daarom is afgesproken om in de eerste fase via gesprekken met Vitens, BAM en

de leveranciers van de warmtepompen te achterhalen wat hun ervaringen en pro-

blemen zijn en welke oplossingen daarvoor mogelijk zijn. Hiermee kan worden

vastgesteld of aan de kant van de warmtelevering een goed functionerend systeem

haalbaar is.

In samenhang hiermee wordt op basis van het beschikbare materiaal een overzicht

en analyse van de warmtebehoefte van de woningen gemaakt, in vergelijking met

de aansluitvoorwaarden uit het convenant tussen gemeente Zutphen en Vitens en

de resultaten van de EPC berekeningen.

Deze rapportage betreft fase 1 en is gebaseerd op de situatie in de eerste helft van

2011. In fase 1 zijn de volgende werkzaamheden uitgevoerd: 1. Verzamelen van alle relevante informatie. De referentielijst beschrijft de nu bij

TNO beschikbare informatie. Deze lijst is opgesteld en aangevuld in overleg met alle betrokken partijen.

2. Opstellen van een overzicht en analyseren van de warmtebehoefte van de wo-ningen, in vergelijking met de aansluitvoorwaarden uit het convenant tussen gemeente Zutphen en Vitens en de resultaten van de EPC berekeningen, op basis van het beschikbare materiaal. Dit is uitgewerkt in hoofdstuk 3.

3. Opstellen van een integraal overzicht van de problemen in het bronsys-teem/WKO, van de oorzaken hiervan en de oplossingen hiervoor. TNO heeft hierover overleg gevoerd met Vitens/IF Technology en BAM. Dit is uitgewerkt in hoofdstuk 4.

4. Opstellen integraal overzicht van storingen en schade aan de warmtepompen, van de oorzaken hiervan en de oplossingen hiervoor. TNO heeft hierover overleg gevoerd met de leveranciers van de warmtepom-pen: Atag en Stiebel Eltron en Wassink. Dit is uitgewerkt in hoofdstuk 5 en 6.

5. Analyse van het elektrisch energiegebruik van de woninginstallaties in hoofd-stuk 7.

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

9 / 34

2 Achtergrond

In de woonwijk “De Teuge” te Zutphen zijn in twee fases in totaal 187 woningen

gebouwd met een individuele combi-warmtepomp voor verwarming, warmtapwater

en passieve koeling, op basis van collectieve warmte/koude opslag in de bodem

(WKO).

In een convenant met waterbedrijf Vitens zijn door de gemeente Zutphen afspraken

gemaakt over de aanleg en exploitatie van het complete systeem. Vitens is de hui-

dige eigenaar en exploitant van het collectieve deel van de energievoorziening, de

bronnen in de bodem en distributie naar de woningen. De eigenaren van de wonin-

gen zijn eigenaar van de installatie in de woning.

De woningen in de Teuge zijn gebouwd door verschillende aan-

nemers/ontwikkelaars. In de ontwikkelingsovereenkomsten zijn dezelfde uitgangs-

punten ten aanzien van oplevering- en aansluitingsvoorwaarden opgenomen als in

het convenant met Vitens.

In het project zijn twee typen warmtepompen toegepast.

In de afgelopen jaren zijn uiteenlopende problemen met de installatie in de wonin-

gen opgetreden, waaronder:

comfortproblemen t.a.v. de temperatuurregeling;

comfortproblemen door tochtproblemen;

te hoog geluidsniveau;

energiegebruik hoger dan verwacht;

ongewenst schakelgedrag (pendelen) van de warmtepomp;

storingen en reparaties aan de warmtepompinstallatie.

Deze problemen treden niet in alle woningen in dezelfde mate op.

In de WKO treedt een grote onbalans op. Daarnaast zijn er naar verluidt andere

problemen met de WKO.

Alle partijen hebben behoefte aan een onafhankelijk deskundig oordeel op basis

van de beschikbare gegevens over het functioneren van het systeem, de ernst van

de problematiek, de oorzaken en mogelijke oplossingsrichtingen. Met nadruk is

door betrokkenen aangegeven dat deze vraag oplossingsgericht gesteld is. Het

doel is om te komen tot een integrale oplossing.

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

10 / 34

3 Analyse warmtebehoefte

3.1 Inleiding

Doelstelling is het opstellen van een overzicht en analyseren van de warmtebehoef-te van de woningen, in vergelijking met de aansluitvoorwaarden uit het convenant tussen gemeente Zutphen en Vitens en de resultaten van de EPC berekeningen, op basis van het beschikbare materiaal. Zoals hieronder blijkt zijn in dit overzicht te-vens het haalbaarheidsonderzoek uit 2001 en de aanvullende EPC-eis uit de 2

e

fase betrokken.

3.2 Warmtebehoefte volgens convenant

De volgende teksten uit het Convenant van 12 maart 2002 [66] zijn van toepassing

op de warmtebehoefte:

“Overwegende:

…

c. dat in de gemeente het plan De Teuge wordt ontwikkeld, omvattende de bouw

van circa 200 woonhuizen, waarvan volgens de huidige planning de eerste fase met

113 woningen wordt opgeleverd in 2002/2003 en de tweede fase met 87 woningen

in 2004.”

“Artikel 1 – Verplichtingen Waterbedrijf Gelderland:

1.3 De kosten voor het ontwerp, …., welke zijn gebaseerd op een standaard

referentiewoning met een totale maximale thermische energiebehoefte van 5 kW.

…”

Uit bijlage 2, aansluit- en leveringsvoorwaarden, bij het Convenant:

“Voorwaarden warmtepomp

De warmtepomp dient het woonhuis te voorzien van ruimteverwarming en warm

tapwater. Om in warm tapwater te kunnen voorzien is de warmtepomp gekoppeld

aan een boilervat. Het geheel wordt aangeduid als een combi warmtepomp.

1. Het beschikbaar maximaal thermisch vermogen is 9 kW, waarvan:

a. Maximaal 6 kW wordt geleverd door de condensor van de

warmtepomp;

b. Maximaal 3 kW door het elektrisch bijstookelement.

2. het gemiddelde condensorvermogen, genomen over de 200 woningen, mag per

woning niet hoger zijn dan 6 kW. Het gemiddelde dient per fase te worden

gehandhaafd.”

en:

“Maatregelen ter reductie van de warmtevraag

Bouwkundige maatregelen

Toepassen van verhoogde isolatiewaarden van de gebouwschil t.o.v. de eisen

zoals opgenomen in het van toepassing zijnde bouwbesluit.

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

11 / 34

Minimale eisen:

1 Dichte geveldelen Rc 3,5 m2K/W

2 Begane grondvloer Rc 3,5 m2K/W

3 Daken Rc 3,5 m2K/W

4 Glas U 1,2 W/m2K

5 Kozijnen U 2,4 W/m2K

”

Een aantal andere maatregelen, zoals kierdichting en warmteterugwinning, zijn

geformuleerd als “(sterke) aanbeveling”.

Het convenant stelt dus geen directe eis aan de maximale warmtebehoefte van de

woningen voor ruimteverwarming en warm tapwater. Er zijn uitsluitende

minimumeisen gesteld aan de isolatiewaarde van de schil van de woning.

3.3 Warmtebehoefte volgens haalbaarheidsonderzoek

In bijlage 3 van het convenant is een brief van Waterbedrijf Gelderland van 10-10-

2001 opgenomen. In bijlage 4 bij deze brief wordt een indicatie van de

exploitatiekosten geven. Deze is gebaseerd op een haalbaarheidsonderzoek van

Brouwer Energie Consult van 8 juni 2001 [B.1]. Hierin zijn voor een woning van

111,4 m2 gebruiksoppervlakte EPC-bepalingen uitgevoerd met een combi-ketel en

een combi-warmtepomp. Hierbij zijn de warmtebehoefte voor verwarming en

warmtapwater bepaald.

Tabel 1. Kerngegevens haalbaarheidsonderzoek van Brouwer Energie Consult [B.1]

Verwarming Warmtapwater

ketel WP ketel WP

Primaire energie [MJ] 11.998 4.660 17.693 12.865

Opwekkingsrendement 0,95 1,775 0,577 0,525

Bruto warmtevraag [MJ] 11.398 8.271 10.209 6.754

Daling warmtevraag voor

woning met WP [%]

- 27 % - 33 %

Maatregelen Isolatie Zonnecollector

Rc = 3,0

Uraam = 1,7

Rc = 4,0

Uraam = 1,5

Geen zonne-

collector

Met zonne-

collector van

2,7 m2

Warmteterugwinning

ventilatielucht

75 % 90 %

Wat hierbij opvalt, is dat de woning voor de beide berekeningen niet identiek is: In

de woning met een warmtepomp is de isolatie verbeterd en wordt een

zonnecollector voor warmtapwaterbereiding toegepast. Hierdoor daalt in de woning

met warmtepomp de warmtevraag voor verwarming en warmtapwater met 27 resp.

33 %. Een aanzienlijk deel van de daling van het primair verbruik wordt dus bereikt

door andere maatregelen dan door toepassing van de warmtepomp.

Wat tevens opvalt, is dat voor beide woningvarianten, en zeker voor de variant met

warmtepomp, de bouwkundige en installatietechnische maatregelen verder gaan

dan de minimale eisen die uiteindelijk in het convenant zijn vastgelegd.

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

12 / 34

Het is daarom te verwachten dat de woningen in De Teuge, als zij gebouwd worden

volgens de eisen van het convenant, bij een gebruiksoppervlakte van ca. 110 m2,

een hogere warmtebehoefte voor ruimteverwarming en warm tapwater dan ca 15

GJ/a zullen vereisen.

3.4 Aanvullende EPC-eis in fase 2

In bijlage 3 van het programma van eisen [B.2] bij de ontwikkelovereenkomst voor

fase 2 staat onder punt 4.8 - Energie en Duurzaam bouwen - het volgende:

“Voor de woningen geldt een EPC van 1,0 met dien verstande dat de

energiebesparing als gevolg van het gebruik van de aardwarmtelevering niet mag

worden meegerekend. Vereisten vanuit het energiebeleidsplan en ten aanzien van

energie en duurzaam bouwen zijn hieronder weergegeven.”

Deze tekst laat in het midden op welke wijze “het gebruik van de

aardwarmtelevering niet mag worden meegerekend”. Dit laat ruimte voor

verschillende interpretaties, zoals:

1. toepassen van een “neutraal” opwekkingsrendement van 100 % voor

verwarming en warm tapwater;

2. toepassen van de gegevens van een gangbare combi-ketel.

Uit de ter beschikking staande stukken blijkt niet of en hoe deze eis getoetst is.

Op de woningen waarvan de EPC-berekening beschikbaar is, is door TNO een

herberekening uitgevoerd. Hierbij is er van uitgegaan dat de EPC-berekeningen op

correcte wijze zijn uitgevoerd. Voor de herberekening is uitgegaan van een

gangbare HR-ketel met de volgende specificaties:

opwekkingsrendement voor verwarming van 97,5 % (HR107, LT);

opwekkingsrendement voor warm tapwater van 80 % (verschillende gangbare

toestellen);

hulpenergie voor verwarming is op forfaitaire wijze bepaald.

De resultaten zijn per woningtype gegeven in Bijlage 1. Hieronder zijn de resultaten

samengevat in termen van minimum- en maximum EPC. Doordat voor een deel van

de woningen de EPC onbekend is en de aantallen woningvarianten deels onbekend

zijn, is het bepalen van een gemiddelde EPC minder zinvol.

Tabel 2. EPC met ketel of warmtepomp

Fase 1 2 1 en 2

EPC variant met ketel met WP met ketel met WP met ketel met WP

Min. 0,718 0,661 0,969 0,603 0,718 0,603

Max. 1,003 0,860 1,068 0,998 1,068 0,998

Hieruit blijkt o.a.:

de woningen die in fase 1 zijn gebouwd hebben gemiddeld een lagere EPC-

met-ketel dan de woningen uit fase 2;

de hoogste EPC-met-ketel in fase 1 ligt op 1,00; in fase 2 op 1,07;

bij toepassing van een moderne combi-ketel zal de EPC 0,03 à 0,04 lager

liggen dan hier berekend, door het lagere hulpenergiegebruik;

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

13 / 34

bij toepassing van een “neutraal” opwekkingsrendement van 100 % voor

verwarming en warmtapwater daalt het primair energiegebruik iets verder en

zal de EPC voor alle woningen onder 1,0 liggen.

Afhankelijk van de gekozen interpretatie van de aanvullende EPC-eis voldoen de

woningen van fase 2 net wel of net niet aan deze eis.

3.5 Warmtebehoefte volgens bron-ontwerp

Voor het ontwerp van de bron, het distributiesysteem en de warmtewisselaar tussen

grondwater en distributienet is uitgegaan van de volgende gegevens [B.3]. Voor de

omslag van systeemwaarden naar een waarde per woning is uitgegaan van 200

woningen.

Tabel 3. Ontwerpgegevens bronsysteem

Systeem Woning

Max. verdampervermogen WP 1100 kW 5,5 kW

Warmtevraag WP 1253 MWh/a 4510,88 GJ/a 22.550 MJ/a

Koelvraag 216 MWh/a 777,6 GJ/a 3.888 MJ/a

Ontwerp grondwaterdebiet 190 m3/h

Ontwerp temperatuurverschil

over bron

5 K

Gem. grondwatertemperatuur 10,5 C

Gem. infiltratietemperatuur 5,5 C

Ontwerpdebiet distributienet 190 m3/h 950 lt/h

Ontwerptemperatuur

distributienet verwarming

9,5 - 4,5 C

Ontwerptemperatuur

distributienet koeling

14 – 12 C

De hier gehanteerde ontwerp warmtevraag van de bron is 4510 GJ/a, wat

overeenkomt met 22,55 GJ/a per woning (bij 200 woningen).

Het is niet bekend wat de basis voor die waarde is. In het onderzoek van de

energiebalans [39] worden afwijkende waarden genoemd, voor de warmtelevering

door het bronsysteem:

Warmtevraag verwarming 18.660 MJ/a

Warmtevraag warmtapwater 7.770 MJ/a

Warmtevraag totaal 26.430 MJ/a

3.6 Warmtelevering door de bron

De warmte- en koudelevering door het bronsysteem over de periode 2006-2008 is

hieronder gegeven [39, 40]. Voor de berekening van de levering per woning is

uitgegaan van 111 woningen in fase 1 in 2006 en 2007 en 187 woningen van fase 1

en 2 in 2008.

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

14 / 34

Tabel 4. Warmte- en koudelevering door het bronsysteem en volgens ontwerp

Jaar Geleverde warmte Geleverde koude

Systeem Woning Systeem Woning

[MWh/a] [GJ/a] [MJ/a] [MWh/a] [GJ/a] [MJ/a]

2006 863,4 3.108 28.000 197,4 710 6.396

2007 910,1 3.276 29.513 153,9 554 4.990

2008 1700,3 6.121 32.733 220,4 793 4.242

Ontwerp 1253 4.510 22.550 216 777 3.888

De geleverde warmte ligt in 2008 voor het systeem 35 % boven de ontwerpwaarde

en voor de woning 45 % boven de ontwerpwaarde. Het verschil wordt veroorzaakt

doordat minder woningen zijn gebouwd (187) dan aanvankelijk gepland (200).

De geleverde koude is in 2008 voor het systeem vrijwel gelijk aan de

ontwerpwaarde en voor de woning 9 % boven de ontwerpwaarde.

In deze beschouwing is geen correctie voor graaddagen toegepast.

3.7 Warmtebehoefte volgens EPC berekeningen

De warmtebehoefte van de warmtepomp, waarin het koudenet van Vitens moet

voorzien, is bepaald op basis van de EPC-gegevens. Uitgangspunt hierbij zijn het

primair energiegebruik, het primair opwekkingsrendement en de bijbehorende COP

voor verwarming en warmtapwater.

De warmtebehoefte in MJ/a waarin het bronsysteem moet voorzien is in Bijlage 2

per woningtype gegeven voor verwarming, warmtapwater en totaal voor de 170

woningen en appartementen, waarvan de gegevens beschikbaar zijn. Hierbij is voor

een aantal woningtypen uitgegaan van de basisvariant, omdat niet bekend is

hoeveel woningen als (grotere) variant zijn gebouwd. De ontbrekende woningen

betreffen 11 twee-onder-een-kappers, en 6 vrijstaande woningen.

De gemiddelde warmtebehoefte waarin het bronsysteem moet voorzien voor

verwarming en warmtapwater bedraagt 27,9 GJ/a. Door het ontbreken van 17

grotere woningen en het niet meerekenen van een aantal (grotere) woningvarianten

kan de gemiddelde warmtebehoefte volgens de EPC-gegevens nog iets hoger

uitvallen.

3.8 Conclusies

Uit het voorgaande blijkt o.a.:

Het convenant stelt geen directe eis aan de maximale warmtebehoefte van de

woningen voor ruimteverwarming en warm tapwater. Er zijn uitsluitend

minimumeisen gesteld aan de isolatiewaarde van de schil van de woning.

In het haalbaarheidsonderzoek uit 2001 is, bij een gebruiksoppervlakte van ca.

110 m2, een warmtebehoefte voor ruimteverwarming en warm tapwater van ca.

15 GJ/a bepaald. Hierbij zijn verdergaande bouwkundige en

installatietechnische maatregelen toegepast dan de minimale eisen die

uiteindelijk in het convenant zijn vastgelegd.

In bijlage 3 van het programma van eisen bij de ontwikkelovereenkomst voor

fase 2 wordt als aanvullende eis gesteld: “Voor de woningen geldt een EPC van

1,0 met dien verstande dat de energiebesparing als gevolg van het gebruik van

de aardwarmtelevering niet mag worden meegerekend.” Afhankelijk van de

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

15 / 34

gekozen interpretatie van de aanvullende EPC-eis voldoen de woningen van

fase 2 net wel of net niet aan deze eis.

Voor het ontwerp van de bron, het distributiesysteem en de warmtewisselaar

tussen grondwater en distributienet is uitgegaan van een ontwerpwarmtevraag

van de bron van 4.510 GJ/a, wat overeenkomt met 22,55 GJ/a per woning (bij

200 woningen). Het is niet bekend wat de basis is voor de hier gehanteerde

ontwerpwarmtevraag van de bron.

Uit praktijkgegevens van Vitens blijkt dat de geleverde warmte in 2008 voor het

systeem 6.121 GJ/a bedraagt (35 % boven de ontwerpwaarde) en per woning

32,7 GJ/a (45 % boven de ontwerpwaarde). Het verschil wordt veroorzaakt

doordat minder woningen zijn gebouwd (187) dan aanvankelijk gepland (200).

De geleverde koude is in 2008 voor het systeem vrijwel gelijk aan de

ontwerpwaarde en per woning 9 % boven de ontwerpwaarde.

De warmtebehoefte van de warmtepomp, waarin het koudenet van Vitens moet

voorzien, is bepaald op basis van de EPC-gegevens. De gemiddelde

warmtebehoefte bedraagt 27,9 GJ/a, waarin het bronsysteem moet voorzien

voor verwarming en warmtapwater voor de 170 woningen en appartementen,

waarvan de gegevens beschikbaar zijn. Deze waarde ligt ca. 15 % lager dan de

praktijkgegevens van Vitens.

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

16 / 34

4 Functioneren bronsysteem/WKO

4.1 Inleiding

Doelstelling is het opstellen van een integraal overzicht van de problemen in het

bronsysteem/WKO, van de oorzaken hiervan en de oplossingen hiervoor.

TNO heeft hierover o.a. overleg gevoerd met Vitens/IF Technology en BAM.

4.2 Ontwerp bronsysteem

Het ontwerp en de bedrijfswijze van het bron systeem staan o.a. beschreven in het

onderzoek van de energiebalans [39]. Het systeem bestaat in essentie uit de vol-

gende onderdelen:

Het grondwatersysteem, bestaande uit twee onttrekkingsbronnen en drie

infiltratiebronnen;

Het distributiesysteem, bestaande uit een circulatieleiding tussen de bronnen

en de woningen, die met een warmtewisselaar op de gewenste temperatuur

wordt gehouden door verwarmen of koelen met het grondwater uit de

onttrekkingsbronnen;

De aanvullende regeneratievoorziening, in de vorm van twee droge koelers, die

’s zomers warmte onttrekken aan de buitenlucht en via een warmtewisselaar

afgeven aan het grondwater uit de onttrekkingsbronnen.

4.3 Vermogen en warmtebalans van de bron

De belangrijkste problemen in het bronsysteem zijn volgens Vitens [Error!

Reference source not found.]:

structurele energieonbalans in de bodem;

structurele overschrijding van vergunde waterhoeveelheden (waterwet);

onherstelbare bronverstopping bij 4 van de 5 bronnen.

Een van de voorwaarden voor het bedrijven van het bronsysteem is een

warmtebalans over een periode van vijf jaar [39]. Daaraan blijkt in dit geval niet te

worden voldaan. In de periode 2006/2007 werd 30-44 % van de warmtelevering niet

geregenereerd. In 2008, toen alle 187 woningen waren aangesloten, steeg deze

onbalans tot boven 60 %.

Tabel 5. Warmtebalans bronsysteem [39]

Jaar Geleverde

warmte Geleverde

koude Regene-

ratie Warmtebalans

[MJ] [MJ] [MJ] [MJ] [%]

2006 3.108 711 1.452 -946 -30 %

2007 3.276 554 1.284 -1.438 -44 %

2008 6.121 793 1.470 -3.858 -63 %

Ontwerp [B.3] 4.510 777 3.733 0 0 %

Verschil 2008 - ontwerp 36 % 2 % -61 %

Ontwerp [39] 4.942 842 4.100 0 0 %

Verschil 2008 - ontwerp 23 % -6 % -64 %

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

17 / 34

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

18 / 34

De onbalans wordt door twee factoren bepaald:

Een hogere warmtelevering dan volgens ontwerp: in 2008 23-36 % hoger,

afhankelijk van de gekozen referentie. Zoals in hoofdstuk 3 is vastgesteld is

deze warmtevraag ca. 15 % boven de resultaten van de EPC-berekening. Om

deze warmtevraag te verlagen zijn besparende maatregelen in woningen

vereist.

Een lagere regeneratie dan volgens ontwerp: in 2008 ruim 60 % lager. In het

Onderzoek van de energiebalans [39] zijn de verschillende oorzaken

besproken. Tevens zijn verschillende mogelijkheden voor meer regeneratie

uitgewerkt.

In mondeling overleg met Vitens en IF-technology is tevens de mogelijkheid

van (nuttige) koudelevering besproken, maar hiervoor zijn op deze locatie geen

voor de hand liggende mogelijkheden aanwezig.

Het warmteverlies of de warmtewinst van het distributienet is verwaarloosbaar [39].

De onbalans heeft er nog niet toe geleid dat het water van de onttrekkingsbronnen

in temperatuur is gedaald.

De hogere warmtelevering dan volgens ontwerp is een belangrijke oorzaak van de

structurele overschrijding van vergunde waterhoeveelheden. Volgens Vitens is dit

de oorzaak van de onherstelbare bronverstopping bij 4 van de 5 bronnen.

In een notitie [Error! Reference source not found.] heeft Vitens zijn standpunt

t.a.v. de genoemde problemen uitgewerkt.

4.4 Distributiesysteem

Voor het functioneren van het distributiesysteem zijn o.a. het waterdebiet, de

watertemperatuur en de waterkwaliteit van belang. De ontwerpgegevens zijn

hieronder gegeven.

Systeem Woning

Ontwerpdebiet distributienet 190 m3/h 950 liter/h

Ontwerptemperatuur

distributienet verwarming

9,5 - 4,5 C

Ontwerp verdampervermogen 1.100 kW 5.500 W

Ontwerptemperatuur

distributienet koeling

14 – 12 C

Tabel 6. Ontwerpgegevens distributienet

Deze punten worden hieronder besproken.

Waterdebiet

Het ontwerpdebiet van het distributienet bedraagt 190 m3/h, of, bij 200 woningen,

950 liter/h per woning. De circulatiepompen in het distributienet worden geregeld op

een constant drukverschil over de pompen. Bij inschakelen van een verbruiker

zullen de pompen op gaan toeren omdat de druk daalt. Op het moment dat er geen

enkele afnemer actief is blijven de circulatiepompen draaien op een minimaal debiet

van 50 m3/h om te voorkomen dat het water in het distributienet afkoelt [B.3].

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

19 / 34

Het ontwerpdebiet van de warmtepompen bedraagt:

Aantal Type warmtepomp Ontwerpdebiet

bronzijde

Toelichting

150 Atag Energion 6 1.400 lt/h Identiek aan de ontwerpgegevens

van de beide voorgangers: Vaillant

VWS NL 6 en Inventum Energion 6

37 Stiebel Eltron WPC-C 5 950 lt/h Brondebiet over de externe

warmtewisselaar

Uit mondelinge informatie van BAM is gebleken dat met Vaillant/Inventum is

afgesproken het brondebiet op 950 lt/h in te stellen. Het temperatuurverschil over

de verdamper ligt hierdoor op ca 4,5 K in plaats van 3 K.

In bijlage 4 is de dimensionering van het distributienet uitgewerkt.

Hiervoor is aangegeven welke nominale diameters zijn toegepast en welke water-

debieten hierbij toegestaan zijn bij een watersnelheid van 1, 2 en 3 m/s. Hierbij is

uitgegaan van een dikte van de buiswand van 8 mm (conservatieve aanname).

Tevens is hierbij aangegeven hoeveel woningen op de desbetreffende diameters

zijn aangesloten in fase 1 en 2 van De Teuge. Per aansluiting mag 950 l/h worden

benut.

Hieruit blijkt dat voor vrijwel alle situaties een watersnelheid van 1 m/s volstaat als

alle warmtepompen tegelijkertijd in bedrijf zijn. Voor een aantal plaatsen in het net

is een watersnelheid van 1,2 m/s vereist. Hiermee wordt voldaan aan de vuistregel

die 1 m/s als maximum geeft tot 100 mm inwendige diameter, oplopend tot 3,5 m/s

in de range 100-700 mm.

Of het waterdebiet toereikend is en of het systeem van debietregeling goed

functioneert, is op basis van de beschikbare informatie niet goed te beoordelen.

Watertemperatuur

De ontwerpaanvoer- en -retourtemperatuur van het distributienet voor verwarming

is 9,5 / 4,5 C.

De watertemperatuur in het distributienet wordt niet permanent geregistreerd en

opgeslagen, zodat hiervan geen overzicht beschikbaar is.

Een bewoner in een woning met een Stiebel Eltron warmtepomp heeft de aanvoer-

en retourtemperatuur gedurende enige maanden gemeten. Dit was mogelijk omdat

de afsluiter aan de bronzijde permanent geopend was waardoor permanente

doorstroming optrad. Uit deze metingen komt een sterk wisselend beeld naar voren:

variërend tussen 8,5 en 9,5 C (15-2);

langdurige daling tot 4 C, gevolgd door fluctuaties tussen 6 en 9,5 C (13-2);

variërend rond 10 C (21-3)

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

20 / 34

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

14-2-2010 19:12 15-2-2010 0:00 15-2-2010 4:48 15-2-2010 9:36 15-2-2010 14:24 15-2-2010 19:12 16-2-2010 0:00 16-2-2010 4:48

Figuur 1. Voorbeeld aanvoertemperatuur bronzijde

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

12-2-2010 19:12 13-2-2010 0:00 13-2-2010 4:48 13-2-2010 9:36 13-2-2010 14:24 13-2-2010 19:12 14-2-2010 0:00 14-2-2010 4:48

Figuur 2. Voorbeeld aanvoertemperatuur bronzijde

0

2

4

6

8

10

12

20-3-2010 19:12 21-3-2010 0:00 21-3-2010 4:48 21-3-2010 9:36 21-3-2010 14:24 21-3-2010 19:12 22-3-2010 0:00 22-3-2010 4:48

Figuur 3. Voorbeeld aanvoertemperatuur bronzijde

De oorzaak van deze fluctuaties is niet duidelijk.

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

21 / 34

Waterkwaliteit en – behandeling

Op het water in het distributiesysteem is aanvankelijk geen waterbehandeling

toegepast. In de loop der jaren is gebleken dat magnetiet en slib in het systeem

voorkomen. Vanaf juli 2010 wordt een vorm van waterbehandeling toegepast door

toevoeging van Lubron 730-3. Uit de informatie van BAM en Vitens en de

beschikbare documentatie is niet duidelijk op te maken welke problemen hiermee

worden aangepakt. Naar verwachting staat de vermindering van magnetiet en

andere ijzerverbindingen voorop.

Opmerkelijk is de tekst in de aanbieding van BAM aan Vitens (11 maart 2010):

“Het toepassen van deze waterbehandelingen kan tot gevolg hebben dat

afzettingen loskomen en corrosieproducten in het systeem gaan zweven.

Dit kan leiden tot verstoppingen van o.a. filters bij de warmtepompen.

…

Om de eventuele overlast te beperken adviseren wij u deze werkzaamheden in de

zomer uit te voeren. Tevens adviseren wij u de klanten aan te schrijven om bij

storing van de warmtepomp deze niet te resetten maar de installateur te bellen.”

4.5 Elektrisch energiegebruik

Het elektriciteitsgebruik voor het bron- en distributiesysteem is opgebouwd uit de

volgende onderdelen:

Bronnen grondwatersysteem;

Droge koelers;

Distributienet;

Regeling en elektrotechniek in centrale technische ruimte.

Het elektrisch verbruik is alleen als totaal per jaar bekend [40] en hieronder

gegeven. De “seasonal performance factor” (SPF) bedraagt 7 à 8; als deze

betrokken wordt op het primair verbruik, met een elektrisch opwekkingsrendement

van 39 % bw, wordt de SPF 2,7 à 3,1.

Tabel 7. Energiestromen bronsysteem

Jaar

Elektriciteits-

verbruik

Geleverde

warmte

Geleverde

koude Regeneratie SPFel SPFprim

[kWh] [MWht] [MWht] [MWht] [-] [-]

2006 151.662 863,4 197,4 403,3 7,0 2,7

2007 173.426 910,1 153,9 356,7 6,1 2,4

2008 241.398 1700,3 220,4 408,2 8,0 3,1

4.6 Conclusies

De belangrijkste problemen in het bronsysteem zijn:

structurele energieonbalans in de bodem;

structurele overschrijding van vergunde waterhoeveelheden (waterwet);

onherstelbare bronverstopping bij 4 van de 5 bronnen.

In een notitie heeft Vitens zijn standpunt t.a.v. deze problemen uitgewerkt.

Uitgaande van de huidige warmte- en koudevraag zijn grote aanpassingen nodig in

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

22 / 34

de vorm van vergroting van het aantal bronnen en vergroting of vernieuwing van de

regeneratie.

Opvallend aan de situatie van het distributiesysteem is dat Vitens en BAM geen

inzicht kunnen geven in het functioneren van de debiet- en temperatuurregeling. De

gegevens hiervan worden niet permanent geregistreerd en opgeslagen, zodat

hiervan geen overzicht beschikbaar is.

Een bewoner in een woning met een Stiebel Eltron warmtepomp heeft de aanvoer-

en retourtemperatuur gedurende enige maanden gemeten. Uit deze metingen komt

een sterk wisselend beeld naar voren, waarbij de temperatuur van 9,5 °C soms

urenlang varieert tussen 8,5 en 9,5 C maar soms enige uren daalt naar lage

waarden rond 4 – 6 C.

Op het water in het distributiesysteem is aanvankelijk geen waterbehandeling

toegepast. In de loop der jaren is gebleken dat magnetiet en slib in het systeem

voorkomen. Vanaf juli 2010 wordt een vorm van waterbehandeling toegepast.

Tijdens de gesprekken van TNO met Vitens en BAM is de indruk ontstaan dat het

beheer van zowel het bron- als distributiesysteem niet duidelijk is geregeld.

Hierdoor kunnen afwijkingen in de gewenste bedrijfsvoering en storingen

onopgemerkt blijven of pas in een laat stadium worden opgemerkt.

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

23 / 34

5 Functioneren warmtepompen Atag / Inventum

5.1 Inleiding

Doelstelling is het opstellen van een integraal overzicht van storingen en schade

aan de warmtepompen, van de oorzaken hiervan en de oplossingen hiervoor.

TNO heeft hierover o.a. overleg gevoerd met Atag, Inventum en Vaillant.

Onderstaande gegevens zijn voornamelijk gebaseerd op productinformatie en in-

formatie van Atag. Overleg met Inventum en Vaillant levert geen aanvullende infor-

matie op en bevestigt de informatie die van Atag is verkregen.

5.2 Positie Atag in project De Teuge

In maart 2010 heeft Atag de rechten voor de Inventum (daarvoor Vaillant) warmte-

pompen overgenomen, zoals die o.a. zijn geplaatst in het project De Teuge. Hierbij

is nauwelijks informatie over service en onderhoud door Inventum in dit project ont-

vangen. Atag kan hierdoor alleen afgaan op de eigen ervaringen in dit project sinds

maart 2010.

Atag acht zich primair verantwoordelijk voor de warmtepomp. Atag heeft geen ge-

detailleerde kennis van het bronsysteem en warmte-afgiftesysteem. De verant-

woordelijkheid hiervoor ligt primair bij Vitens respectievelijk BAM.

De volgende aantallen warmtepompen zijn geplaatst.

Fase Aantal Fabrikant Type rege-

lunit 1

Vermogen

[kW]

Jaar

1 20 Vaillant Haaks 6 2003

1 20 Inventum Haaks 6 2003

1 70 Inventum Recht 6 2004/5

2 40 Inventum Recht 6 / 8 2007/8 1 Dit betreft de vorm van de regelunit in de warmtepomp.

De meeste warmtepompen zijn van het type Energion 6. Incidenteel zijn in fase 2

Energion 8 warmtepompen toegepast.

5.3 Functionele beschrijving van de Atag warmtepomp.

Het principeschema van de warmtepomp is hieronder afgebeeld. Verwarming en

warmtapwater worden door de warmtepomp verzorgd.

Koeling verloopt via de als koelunit aangeduide warmtewisselaar. De warmtepomp

zelf is dan uitgeschakeld. Het koelbedrijf wordt onderbroken als de warmtepomp het

boilervat verwarmd.

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

24 / 34

Figuur 4. Schema Atag warmtepomp in tapwaterbedrijf.

In De Teuge wordt deze warmtepomp toegepast zonder bodemwarmtewisselaar. In

plaats van een bron-pomp wordt een toerengeregelde pomp in de aansluiting op

het koudwaternet gebruikt. Deze wordt zo geregeld dat een temperatuurverschil

van 4 C over de verdamper wordt gehandhaafd.

De warmtepompen zijn voorzien van een bijstookelement dat standaard is uitge-

schakeld. Indien gewenst kan de bewoner er voor kiezen de bijstook vrij te geven.

5.4 Storingen

Bij deze warmtepompen is uitval geconstateerd van regelunits en van

compressorblokken. De door Atag voorgestelde aanpak is hieronder in een door

Atag zelf opgestelde tekst cursief weergegeven.

Andere onregelmatigheden, zoals pendelen e.d. hebben betrekking op inpassing

aan de binneninstallatie en vallen buiten het TNO-onderzoek in deze 1e fase.

Hier moet aan worden toegevoegd dat de uitval van compressorblokken volgens

Atag veroorzaakt wordt door invriezen van de verdamper. Op basis van de nu

beschikbare gegevens zijn er twee mogelijk oorzaken voor het ontstaan van

bedrijfscondities waarbij de Atag warmtepomp kan invriezen:

Een te lage watertemperatuur in het broncircuit – getuige de waarnemingen

hiervan in paragraaf 4.4.

Vervuiling van het filter, zoals geconstateerd op 26-1-2011 [52]. De monteur

constateerde dat het filter helemaal verstopt zit (aanvoerzijde van de pomp). Bij

een te gering debiet over de verdamper daalt de retourtemperatuur en kan het

water in de verdamper bevriezen.

Regelunit

Bij 40 toestellen geplaatst in fase1 is de zgn. ‘haakse regelunit’ toegepast. Deze

regelunits zijn wat gevoeliger voor spanningsvariaties en kunnen onder omstandig-

heden defect raken. Vanaf 2004 wordt de zgn. ‘rechte regelunit’ toegepast, welke

naar behoren functioneert.

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

25 / 34

Atag heeft met het installatiebedrijf afspraken gemaakt over de ombouw van de

haakse regelunit naar de rechte regelunit. Wanneer ombouw nodig blijkt te zijn zal

deze ombouw tegen een gereduceerde prijs kunnen worden aangeboden.

Compressorblokken

Op een aantal adressen is uitval geweest van de warmtepompen en is in opdracht

van het installatiebedrijf door Atag het compressorblok vervangen.

Het compressorblok bestaat uit een geluidsgeïsoleerde kast, waarin zich hoofdza-

kelijk een trillingsvrije ophangconstructie, de compressor, de verdamper, de con-

densor, het expansieventiel en een componentverbindende leidingset bevinden.

De retour gekomen compressorblokken zijn door Atag geanalyseerd en in alle ge-

vallen bleek dat, direct of indirect, bevriezing van de verdamper de oorzaak van

uitval.

Bevriezing van de verdamper wordt meestal veroorzaakt door structureel onvol-

doende stroming (lees warmte aanbod) aan de bronzijde en bij gebruik van water

als bronmedium. De warmtepomp is 3-voudig tegen invriezen beveiligd, echter on-

der extreme omstandigheden blijkt invriezen toch mogelijk.

Het incidenteel invriezen van de warmtepomp heeft geen invloed op de levensduur.

Het structureel invriezen van de warmtepomp kan wel invloed hebben op de le-

vensduur van het toestel.

Atag is voortdurend bezig met verbetering van haar produkten en heeft besloten op

basis van de bovengenoemde analyse een extra beveiliging aan te brengen in de

huidige in productie zijnde warmtepomp. Hierbij wordt de ingaande bron tempera-

tuur gemeten en wordt de warmtepomp uitgeschakeld wanneer een vooraf inge-

stelde waarde (voorstel 1 C) is bereikt. Hierdoor zal het invriezen ook bij extreme

omstandigheden niet meer optreden en wordt de levensduur van het compressor-

blok ook bij extreme omstandigheden niet verkort.

Wanneer binnen 24 uur tijd meer dan 3 maal een bron-in temperatuur (bron tem-

peratuur naar de bron toe is te laag) probleem optreedt, zal de warmtepomp in een

niet automatisch te resetten toestand terecht komen waarna de melding in het

scherm komt te staan: "bron probleem".

Tevens heeft Atag besloten om deze wijziging vrij te geven voor al bestaande

warmtepompen, mits voorzien van een ‘ rechte regelunit’. Hiervoor is het nodig

nieuwe software in de regelunit te plaatsen en enkele parameterinstellingen aan te

passen. Deze aanpassing kan uitsluitend worden uitgevoerd door hiervoor opgelei-

de Atag medewerkers.

Samengevat:

Het vervangen van een haakse regelunit door een rechte regel unit lost de re-gelunit klachten naar behoren op.

De warmtepomp kan als gevolg van incidenteel te weinig stroming invriezen aan de bronzijde, echter is daar voldoende tegen bestand.

Bij structureel te weinig stroming aan de bronzijde en daardoor bevriezing van de verdamper zal op den duur het compressorblok defekt raken

De warmtepomp kan worden beveiligd tegen extreme omstandigheden aan de bronzijde door een aanpassing in de software.

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

26 / 34

5.5 Conclusies

Bij deze warmtepompen is uitval geconstateerd van regelunits en van

compressorblokken. Atag heeft zelf een aanpak van dit probleem voorgesteld.

Voor de regelunits betreft dit vervanging van de resterende oude modellen door

een nieuw, goed functionerend model. Daarnaast wordt voorgesteld een

zodanige beveiliging toe te passen dat zelfs bij het zeer regelmatig optreden

van condities waarbij de verdamper kan invriezen de warmtepomp niet

beschadigd wordt.

Op basis van de nu beschikbare gegevens zijn er twee mogelijk oorzaken voor

het ontstaan van bedrijfscondities waarbij de Atag warmtepomp kan invriezen:

o Een te lage watertemperatuur in het broncircuit – getuige de

waarnemingen hiervan in paragraaf 4.4.

o Vervuiling van het filter, zoals geconstateerd op 26-1-2011 [52]. De

monteur constateerde dat het filter helemaal verstopt zit (aanvoerzijde

van de pomp). Bij een te gering debiet over de verdamper daalt de

retourtemperatuur en kan het water in de verdamper bevriezen.

Andere onregelmatigheden, zoals pendelen e.d. hebben betrekking op inpassing

aan de binneninstallatie en vallen buiten het TNO-onderzoek in deze 1e fase.

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

27 / 34

6 Functioneren warmtepompen Stiebel Eltron

6.1 Inleiding

Doelstelling is het opstellen van een integraal overzicht van storingen en schade

aan de warmtepompen, van de oorzaken hiervan en de oplossingen hiervoor.

TNO heeft hierover overleg gevoerd met Stiebel Eltron en Wassink.

6.2 Positie Wassink en Stiebel Eltron in project De Teuge

Wassink heeft met Reinbouw en Stiebel Eltron het huidige warmtepompsysteem

ontworpen. Vitens/BAM heeft het plan volgens Wassink getoetst en goed bevon-

den. In alle 37 Reinbouw woningen is de Stiebel Eltron WPC-C 5 combiwarmte-

pomp met koelfunctie toegepast.

Vanaf de oplevering heeft Wassink de vragen en klachten zo goed mogelijk probe-

ren te verwerken, gericht op het goed functioneren van de installatie.

De verbeteringen die nu worden voorgesteld zijn door beide partijen samen

opgesteld.

6.3 Functionele beschrijving van de Stiebel Eltron warmtepomp.

Verwarming en warmtapwater worden door de warmtepomp verzorgd. Het koelbe-

drijf wordt via de warmtepomp (maar zonder extra energiegebruik) verzorgd. Het

koelbedrijf wordt onderbroken als de warmtepomp het boilervat verwarmd.

De warmtepompen zijn standaard voorzien van drie bijstookelement van respectie-

velijk 2,6, 3,0 en 3,2 kW, direct na de condensor. De elementen waren bij opleve-

ring standaard uitgeschakeld. Indien gewenst kan de bewoner er voor kiezen in el-

ke gewenste combinatie de bijstook vrij te geven, last afhankelijk vanaf een ge-

wenste buitentemperatuur.

In De Teuge wordt deze warmtepomp toegepast met een voorgeschakelde warm-

tewisselaar en een klein water-glycolcircuit tussen deze warmtewisselaar en de

verdamper. Dit is vereist om bevriezing van de verdamper en daaruit voortvloeiende

schade te voorkomen. Het circuit is voorzien van een expansievat omdat anders

storingen optreden.

De afsluiter in de aansluiting op het koudenet was oorspronkelijk voorzien van een

thermische motor die niet altijd goed functioneerde. Deze is begin 2011 vervangen

door een elektrische motor.

De beide pompen aan de bronzijde en de afsluiter worden 30 sec voor het starten

van de warmtepomp ingeschakeld.

Specificaties bronzijde:

Waterdebiet uit koudwaternet 950 l/h

Debiet water/glycol 1400 l/h

Ontwerptemperatuur over warmtewis-selaar:

8 – 3C(bron) – 6 - 2C (water-glycol)

Specificaties cv-zijde:

Waterdebiet (min) 500 l/h

Ontwerptemperatuur CV 45/35

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

28 / 34

De warmtepomp is voorzien van de gebruikelijke beveiligingen.

6.4 Storingen

In de afgelopen drie maanden zijn geen storingen opgetreden. In de zes maanden

daarvoor zijn 8 kleinere storingen opgetreden. Er is geen bevriezing of schade aan

de warmtepompen opgetreden sinds de oplevering.

De aan de verdamperzijde voorgeschakelde warmtewisselaar functioneert goed. Er

zijn sinds de oplevering geen problemen geweest t.g.v. vervuiling of bevriezing. Dit

is opvallend, gezien de resultaten van de in één van de Reinbouw-woningen uitge-

voerde brontemperatuurmetingen, zoals vermeld in paragraaf 4.4. Tijdens de me-

ting op 13-2, waarbij de langdurige daling tot 4 C, gevolgd door fluctuaties tussen 6

en 9,5 C is vastgesteld, was en bleef de warmtepomp gewoon in bedrijf, bij een

bron-retourtemperatuur net boven 0 °C.

In de afgelopen jaren is een arbitragezaak gevoerd en een verbeterplan opgesteld

[48, 49]. Daarnaast heeft Cofely uitvoerig gerapporteerd over dit herstelplan en is

daarop een reactie van de bewoners gekomen [31, 32, 37, 38].

Deze zaak richt zich op twee, deels samenhangende aspecten, namelijk:

energiegebruik;

comfort.

Wassink heeft hiervoor, in overleg met Stiebel Eltron, een definitief verbetervoorstel

opgesteld [Error! Reference source not found.].

Een deel van de aanpassingen heeft betrekking op inpassing aan de

binneninstallatie en valt buiten het TNO-onderzoek in deze 1e fase. Voor de

beoordeling van het energiegebruik zijn de volgende aspecten van het voorstel van

belang:

Vervallen van de open verdeler en de secundair cv-circulatiepomp. Deze pomp

van ca 90-100 W draait nu permanent zodat hiermee een sterke verlaging van

het hulpenergiegebruik behaald wordt. De resterende cv-circulatiepomp wordt

aan/uit geschakeld met de warmtepomp.

Mogelijk vervallen van de circulatiepomp aan de bronzijde, mits het

distributienet voldoende opvoerhoogte levert.

6.5 Conclusies

Bij deze warmtepompen is geen bevriezing of schade opgetreden sinds de

oplevering. Het voorgeschakelde circuit met extra warmtewisselaar heeft

kennelijk een robuust systeem opgeleverd. De enige storing betreft een

afsluiter in de aansluiting op het koudenet. De oorspronkelijk aanwezige

thermische motor is begin 2011 vervangen door een elektrische motor.

Wassink heeft, in overleg met Stiebel Eltron, een definitief verbetervoorstel

opgesteld. Hiermee wordt beoogd zowel het energiegebruik te verlagen als het

comfort te verbeteren. De energetische punten komen in het volgende

hoofdstuk aan de orde. De comfortaspecten hebben betrekking op inpassing

aan de binneninstallatie en vallen buiten het TNO-onderzoek in deze 1e fase.

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

29 / 34

7 Elektrisch gebruik warmtepompstallaties

7.1 Inleiding

Doelstelling is het opstellen van een overzicht en analyseren van het elektrisch

energiegebruik van de warmtepompinstallaties voor verwarming, warm tapwater en

bijbehorend hulpenergiegebruik, in vergelijking met de resultaten van de EPC bere-

keningen, op basis van het beschikbare materiaal.

Hierbij is de volgende aanpak gevolgd.

Uitgangspunt zijn de beschikbare EPC-berekeningen van 162 van de 187

woningen en appartementen.

Hierbij zijn waar nodig de COP-waarden voor verwarming en warm tapwater

aangepast en is het hulpenergiegebruik voor verwarming en warmtapwater

herberekend.

De resultaten zijn vergeleken met de studie van Millward Brown [4] en Liandon

[11].

Tenslotte is de EPC herberekenend, inclusief het energiegebruik van het

bronsysteem.

7.2 Berekeningswijze

Het elektrische energiegebruik van de woninginstallaties voor verwarming, warm

tapwater en bijbehorend hulpenergiegebruik is op de volgende manieren bepaald:

1. Op basis van de originele EPC berekeningen.

Hiervoor is per woningtype het primair energiegebruik voor verwarming, warm

tapwater en bijbehorend hulpenergiegebruik opgeteld, waarna het hiermee

overeenkomende elektrisch verbruik in kWh is bepaald. Vervolgens is het

gemiddelde elektrisch verbruik per woning bepaald.

2. Op basis van herziene EPC berekeningen.

Hiervoor is per woningtype uitgegaan van de originele EPC berekeningen, met

de volgende aanpassingen:

- COP-waarden voor verwarming en warm tapwater conform de

gelijkwaardigheidsverklaringen. In de originele EPC berekeningen zijn veel

afwijkende, deels lagere, forfaitaire waarden gebruikt. Uit de herberekening is

gebleken dat voor verwarming geen inzet van de bijstook vereist is. Hierbij is

gebruik gemaakt van de nieuwste EPC-bepalingswijze [NEN 7120 – binnenkort

te verschijnen], omdat de huidige berekeningswijze tot een niet-realistische

hoge inzet van de bijstook leidt.

- De COP voor warmtapwater is op de in NEN 5128 voorgeschreven wijze

gecorrigeerd voor een lagere tapvraag dan die waarbij de COP is bepaald.

Omdat voor beide warmtepompen de COP is bepaald voor tap–comfortklasse 4

is voor alle woningen met een bruto tapvraag kleiner dan 14.000 MJ/jaar een

correctie toegepast.

- Het hulpenergiegebruik voor verwarming en warmtapwater is geheel opnieuw

bepaald en bestaat uit de volgende posten:

a. Continu vermogen voor stand-by gebruik van de warmtepomp en voor

de aanvullende circulatiepomp in de Reinbouw-woningen.

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

30 / 34

b. Bedrijfsvermogen voor verwarming. Dit betreft de bronpomp, de pomp

in het extra circuit (Reinbouw), en de pomp aan de distributiezijde.

Deze pompen zijn ingeschakeld als de warmtepomp voor

verwarmingsbedrijf wordt ingeschakeld. Deze bedrijfstijd is afgeleid uit

de warmtevraag voor verwarming en het nominaal afgiftevermogen van

de warmtepomp. De voor- en nadraaitijd van deze pompen is

verwaarloosd.

c. Bedrijfsvermogen voor warm tapwater. Dit betreft de bronpomp en de

pomp in het extra circuit (Reinbouw). De pomp aan de distributiezijde

wordt nu niet meegeteld omdat het eventuele gebruik hiervan reeds in

de COP voor warm tapwater is opgenomen. Deze pompen zijn

ingeschakeld als de warmtepomp voor warmtapwaterbedrijf wordt

ingeschakeld. Deze bedrijfstijd is afgeleid uit de warmtevraag voor

warm tapwater en het nominaal afgiftevermogen van de warmtepomp.

De voor- en nadraaitijd van deze pompen is verwaarloosd.

d. Bedrijfsvermogen convectorverwarming.

De ventilatorconvectoren zijn in de woningen voornamelijk toegepast

op de verdieping. Gegevens over het hulpenergiegebruik, zowel stand-

by als van de ventilator voor de verschillende standen, is niet

voorhanden.

Het hulpenergiegebruik is sterk afhankelijk van het bewonersgedrag.

Als boven niet verwarmd wordt is dit gebruik nihil. Als de verdieping

gewoon verwarmd wordt kan dit gebruik oplopen.

Bij gebrek aan gegevens is deze post hier verwaarloosd.

Vervolgens is op dezelfde wijze als onder punt 1 het elektrische verbruik

bepaald. De hierbij gebruikte gegevens zijn hieronder vermeld.

3. Op basis van de herziene EPC berekeningen inclusief energiegebruik

bronsysteem.

Hierbij is uitgegaan van een SPF op primaire energie van 3 voor het

bronsysteem (zie 4.5).

Tabel 8. Installatiegegevens voor herberekening EPC en elektrisch gebruik.

Atag/Inventum Stiebel Eltron 3

aangepast origineel aangepast origineel

COP verwarming 5,85 3,4 / 4,7 / 4,8 5,1 5,83

Afgiftevermogen WP [kW] 1 8,60 - 5,54 -

COP warmtapwater voor CW 4 2,23 2 1,35 2,25 2,24 / 2,18

Hulpenergie continu [W]

- stand-by 10 W 4 0,88 × Ag kWh

2 10 W

4 0,88 × Ag kWh

2

- circulatiepomp extra n.v.t. n.v.t. 65 W 5 niet gerekend

Hulpenergie bij ingeschakelde

warmtepomp [W]

- pomp bronzijde [W] 75 W 4 niet gerekend 85 W

5 niet gerekend

- pomp bronzijde extra circuit [W] n.v.t. n.v.t. 85 W 5 niet gerekend

- pomp distributiesysteem [W] 75 W 4 1,1 × Ag kWh

2 65 W

5 1,1 × Ag kWh

2

1 Bepaald volgens EN-EN 255 bij W10/W50.

2 Verbruik per jaar volgens NEN 5128:2001; Ag is de gebruiksoppervlakte van de

woning in m2.

3 Gegevens voor bodemwarmtewisselaars, omdat voor deze warmtepomp geen

gegevens met bronsysteem beschikbaar zijn. Omdat deze COP met lagere

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

31 / 34

brontemperaturen bepaald is dan bij grondwater zal de COP lager uitvallen dan bij

grondwater. Omdat de toepassing van de extra warmtewisselaar tussen

warmtepomp en het distributienet van Vitens een lagere brontemperatuur oplevert

is dit een redelijke benadering van de COP. 4 De waarden voor de vermogens van pompen en stand-by zijn een inschatting op

basis van praktijkervaring. 5 Waarden volgens mondelinge opgave Wassink.

7.3 Resultaten

Op basis van de gegevens voor 162 van de 187 woningen en appartementen zijn

de resulterende EPC-waarden bepaald voor de verschillende installatievarianten.

De eerder bepaalde EPC met combi-ketel is ter informatie toegevoegd.

Tabel 9. Gebruiksoppervlakte Ag en EPC-waarden voor verschillende installatievarianten.

Ag EPC origineel

EPC herberekend

EPC herberekend

met bron

EPC met combi-

ketel

[m2] [-] [-] [-] [-]

Minimum 84,1 0,603 0,497 0,647 0,718

Maximum 172,4 0,998 0,856 1,050 1,068

Gemiddelde 128,6 0,745 0,638 0,806 0,904

Hieruit blijkt o.a. dat:

De herberekende gemiddelde EPC ca. 0,1 lager ligt dan de originele EPC.

Dit wordt voornamelijk veroorzaakt door de hogere COP voor verwarming in de

herberekening. Alleen voor de Reinbouwwoningen stijgt de EPC, doordat een

lagere COP voor verwarming is toegepast. Na uitvoering van de aanpassingen

aan de installaties in deze woningen volgens het voorstel van Wassink zal het

energiegebruik en de EPC iets dalen. Het hulpenergiegebruik heeft geen grote

impact op de herberekening.

Het in rekening brengen van het (hulp)energiegebruik van de bron, met een

SPF op primaire energie van 3, levert een stijging van de EPC op van ca. 0,16.

Het toepassen van combi-ketels levert een gemiddelde EPC op van ruim 0,9.

Dit is ruim 0,25 hoger dan het WP-systeem met herberekende EPC en ca. 0,1

hoger den de EPC met bron-energiegebruik.

Overigens kan de EPC voor ketels nog enige honderdsten lager uitvallen als

het effect van een laag hulpenergiegebruik wordt meegerekend.

Het gemiddelde elektriciteitsgebruik van de warmtepompinstallaties voor

verwarming, warm tapwater en bijbehorend hulpenergiegebruik is voor zowel voor

de originele als herberekende EPC-waarde bepaald.

Tabel 10. Elektriciteitsgebruik warmtepompinstallaties in kWh per jaar per woning

EPC origineel

EPC herberekend

4.319 3.511

Het gemiddelde elektriciteitsgebruik volgens de originele en herberekende EPC ligt

10 resp. 30% lager dan de waarde uit het onderzoek van Millward Brown [4], zoals

hieronder samengevat.

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

32 / 34

Tabel 11. Gemiddeld verbruik “De Teuge” en “Aqua Vicus” volgens Millward Brown

Warmtepomp Individuele CV-

ketel

Energiegebruik excl WP 3.316 kWh 3.316 kWh

Energiegebruik opwekker

(geen corr.)

4.276 kWh 1.212 m3

Energiegebruik opwekker

(corr. graaddagen)

4.833 kWh 1.312 m3

Energiegebruik totaal

(corr. graaddagen)

8.149 kWh

Primair energiegebruik opwekker 1

(corr. graaddagen)

44,616 GJ bw 46,051 GJ bw

1 afwijkend van Millward Brown tgv andere bovenste verbrandingswaarde van

aardgas (Hs).

Met: Hs = 35,1 MJ/m3 en el = 0,39 op bw.

De mogelijke oorzaken voor het hogere verbruik volgens Millward Brown zijn o.a.:

De EPC gaat uit van referentiegedrag en buitenklimaat. Hoger of lager

stookgedrag, tapwatergebruik e.d. leiden tot een andere energiegebruik.

In de originele en herberekende EPC is het hulpenergiegebruik van de

ventilatorconvectoren verwaarloosd.

Inzet bijstook. In een aantal woningen is vanwege problemen met de installatie

elektrische bijstook toegepast. Dit zit niet inde EPC berekening.

Afwijkende bouwpraktijk. Bij een minder goede isolatie en/of een hogere

ventilatie zal de warmtebehoefte van een woning stijgen.

7.4 Warmtebehoefte per woning vergeleken met de studie van Liandon.

Tenslotte is de volgens de EPC berekende warmtebehoefte van 9 woningen

vergeleken met de resultaten van het onderzoek van Liandon [11]. Liandon heeft in

10 woningen gedetailleerde metingen rond de warmtepomp uitgevoerd. Hierbij is

o.a. de warmtevraag voor verwarming en warm tapwater gemeten. Uit de resultaten

voor de maand februari 2010 zijn met de graaddagenmethode de jaarresultaten

afgeleid. Voor 1 van de 10 woningen was geen corresponderende EPC berekening

beschikbaar.

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

33 / 34

Tabel 12. Vergelijking warmtebehoefte van 9 woningen volgens EPC en Liandon

Type woning Soort woning

Fase Bouw-onderne-

ming

N Ag Qbeh;tot (EPC)

Qbeh;tot (Liandon)

Qbeh;tot

[-] [m2] [MJ/a] [MJ/a] [MJ/a] [%]

GZB-f1-c10 (kavel 16)

Hoek-woning

1 GZB 1 166,2 20.142 52.000 31.858 158

GZB 2 onder 1 kap 17/19/25/27

2 onder 1 kap

1 ,, 4 153,04 38.078 64.000 25.922 68

Type A – straat-gericht

2 onder 1 kap

1 van Campen

8 137,4 21.756 58.000 36.244 167

Type C1 – straatgericht

Tussen-woning

1 van Campen

12 137,4 17.629 26.000 8.371 47

DV (type A1-B) tussen

Tussen-woning

1 Dura Vermeer

25 114,5 18.001 26.000 7.999 44

DV (type C) hoek Hoek-woning

1 ,, 6 125,5 21.753 34.000 12.247 56

Reinbouw - Type B

Tussen-woning

2 Reinbouw 19 108,2 16.685 24.000 7.315 44

Reinbouw - Type C-optie 2

2 onder 1 kap

2 ,, 1 162 24.578 36.000 11.422 46

Affuit (bouwnr. 2 - TW)

Tussen-woning

2 GZB 5 163 41.365 30.000 -11.365 -27

Wat opvalt zijn de grote verschillen tussen de EPC berekening en de Liandon

meting. Deze moeten voor een groot deel verklaard worden door verschillen in

bewonersgedrag, die bij een één-op-één vergelijking veel sterker zijn dan bij een

vergelijking van het gemiddelde voor groepen woningen.

Wat tevens opvalt, is dat de door Liandon gemeten warmtevraag, op één

uitzondering na, veel hoger ligt dan de warmtevraag volgens de EPC. Het is

mogelijk dat bij Liandon de meetmethode en de gebruikte extrapolatiemethode

hierin een rol spelen.

De warmtevraag ligt echter hoger dan verwacht mag worden op basis van de

vergelijking tussen berekende en gemeten warmtelevering met het bronsysteem

van Vitens. Anders gezegd: als deze veel hogere warmtevraag voor alle woningen

in De Teuge zou gelden, zou de warmtelevering door het bronsysteem nog veel

hoger moeten zijn.

7.5 Conclusies

Het gemiddelde elektriciteitsgebruik volgens de EPC berekening ligt 10-30%

lager dan de waarde uit het onderzoek van Millward Brown. Hiervoor zijn

uiteenlopende verklaringen mogelijk.

De originele gemiddelde EPC bedraagt 0,75; de herberekende gemiddelde

EPC ca. 0,1 lager en bedraagt 0,64.

Het in rekening brengen van het (hulp)energiegebruik van de bron, met een

SPF op primaire energie van 3, levert een stijging van de EPC op van ca. 0,16.

Het toepassen van combi-ketels levert een gemiddelde EPC op van ruim 0,9.

Dit is ruim 0,25 hoger dan het WP-systeem met herberekende EPC en ca. 0,1

hoger den de EPC met bron-energiegebruik.

Overigens kan de EPC voor ketels nog enige honderdsten lager uitvallen als

het effect van een laag hulpenergiegebruik wordt meegerekend.

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

34 / 34

Tenslotte is de volgens de EPC berekende warmtebehoefte van 9 woningen

vergeleken met de resultaten van het onderzoek van Liandon

Wat opvalt, zijn de grote verschillen tussen de EPC methode en de Liandon

meting en dat de door Liandon gemeten warmtevraag, op één uitzondering na,

veel hoger ligt dan de warmtevraag volgens de EPC. Het is mogelijk dat de

meetmethode en extrapolatiemethode hierin een rol spelen.

De warmtevraag ligt echter hoger dan verwacht mag worden op basis van de

vergelijking tussen berekende en gemeten warmtelevering met het

bronsysteem van Vitens. Anders gezegd: als deze veel hogere warmtevraag

voor alle woningen in De Teuge zou gelden, zou de warmtelevering door het

bronsysteem nog veel hoger moeten zijn.

Dit maakt het moeilijk om hier bruikbare conclusies uit te trekken.

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

35 / 34

8 Conclusies en aanbevelingen

Conclusies ten aanzien van de warmtebehoefte van de woningen:

Het convenant stelt geen directe eis aan de maximale warmtebehoefte van de

woningen voor ruimteverwarming en warm tapwater. Er zijn uitsluitend

minimumeisen gesteld aan de isolatiewaarde van de schil van de woning.

In het haalbaarheidsonderzoek uit 2001 is bij een gebruiksoppervlakte van ca.

110 m2, een warmtebehoefte voor ruimteverwarming en warm tapwater van ca

15 GJ/a bepaald. Hierbij zijn verdergaande bouwkundige en

installatietechnische maatregelen toegepast dan de minimale eisen die

uiteindelijk in het convenant zijn vastgelegd.

In bijlage 3 van het programma van eisen bij de ontwikkelovereenkomst voor

fase 2 wordt als aanvullende eis gesteld: “Voor de woningen geldt een EPC van

1,0 met dien verstande dat de energiebesparing als gevolg van het gebruik van

de aardwarmtelevering niet mag worden meegerekend.” Afhankelijk van de

gekozen interpretatie van de aanvullende EPC-eis voldoen de woningen van

fase 2 net wel of net niet aan deze eis.

Voor het ontwerp van de bron, het distributiesysteem en de warmtewisselaar

tussen grondwater en distributienet is uitgegaan van een ontwerpwarmtevraag

van de bron van 4510 GJ/a, wat overeenkomt met 22,55 GJ/a per woning (bij

200 woningen). Het is niet bekend wat de basis is voor de hier gehanteerde

ontwerp warmtevraag van de bron.

Uit praktijkgegevens van Vitens blijkt dat de geleverde warmte in 2008 voor het

systeem 6121 GJ/a bedraagt (35 % boven de ontwerpwaarde) en voor de

woning 32,7 GJ/a bedraagt (45 % boven de ontwerpwaarde). Het verschil wordt

veroorzaakt doordat minder woningen zijn gebouwd (187) dan aanvankelijk

gepland (200). De geleverde koude is in 2008 voor het systeem vrijwel gelijk

aan de ontwerpwaarde en voor de woning 9 % boven de ontwerpwaarde.

De warmtebehoefte van de warmtepomp, waarin het koudenet van Vitens moet

voorzien, is bepaald op basis van de EPC-gegevens. De gemiddelde

warmtebehoefte bedraagt 27,9 GJ/a, waarin het bronsysteem moet voorzien

voor verwarming en warmtapwater voor de 170 woningen en appartementen,

waarvan de gegevens beschikbaar zijn. Deze waarde ligt ca. 15 % lager dan de

praktijkgegevens van warmtelevering door Vitens.

Conclusies ten aanzien van het functioneren van het bronsysteem:

De belangrijkste problemen die zich voordoen bij het bronsysteem zijn:

o structurele energieonbalans in de bodem;

o structurele overschrijding van vergunde waterhoeveelheden (waterwet);

o onherstelbare bronverstopping bij 4 van de 5 bronnen.

In een notitie heeft Vitens zijn standpunt t.a.v. deze problemen uitgewerkt.

Uitgaande van de huidige warmte- en koudevraag zijn grote aanpassingen

nodig in de vorm van vergroting van het aantal bronnen en vergroting of

vernieuwing van de regeneratie.

Opvallend aan de situatie van het distributiesysteem is dat Vitens en BAM geen

inzicht kunnen geven in het functioneren van de debiet- en

temperatuurregeling. De gegevens hiervan worden niet permanent

geregistreerd en opgeslagen, zodat hiervan geen overzicht beschikbaar is.

Een bewoner in een woning met een Stiebel Eltron warmtepomp heeft de

aanvoer en retourtemperatuur gedurende enige maanden gemeten. Uit deze

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

36 / 34

metingen komt een sterk wisselend beeld naar voren, waarbij de temperatuur

van 9,5°C soms urenlang varieert tussen 8,5 en 9,5C maar soms enige uren

daalt naar lage waarden rond 4 - 6C.

Op het water in het distributiesysteem is aanvankelijk geen waterbehandeling

toegepast. In de loop der jaren is gebleken dat magnetiet en slib in het systeem

voorkomen. Vanaf juli 2010 wordt een vorm van waterbehandeling toegepast

door toevoeging van Lubron 730-3.

Tijdens de gesprekken van TNO met Vitens en BAM is de indruk ontstaan dat

het beheer van zowel het bron- als distributiesysteem niet duidelijk is geregeld.

Hierdoor kunnen afwijkingen in de gewenste bedrijfsvoering en storingen

onopgemerkt blijven of pas in een laat stadium worden opgemerkt.

Conclusies ten aanzien van het functioneren van de ATAG warmtepompen

Bij deze warmtepompen is uitval geconstateerd van regelunits en van

compressorblokken. Atag heeft zelf een aanpak hiervan voorgesteld. Voor de

regelunits betreft dit vervanging van de resterende oude modellen door een

nieuw, goed functionerend model. Daarnaast wordt voorgesteld een zodanige

beveiliging toe te passen dat zelfs bij het zeer regelmatig optreden van

condities waarbij de verdamper kan invriezen de warmtepomp niet beschadigd

wordt.

Op basis van de nu beschikbare gegevens zijn er twee mogelijk oorzaken voor

het ontstaan van bedrijfscondities waarbij de Atag warmtepomp kan invriezen:

o Een te lage watertemperatuur in het broncircuit.

o Vervuiling van het filter.

Daarnaast kunnen wellicht andere onregelmatigheden, zoals pendelen, de oorzaak

zijn van de uitval van regelunits en compressorblokken. Dergelijke

onregelmatigheden kunnen worden veroorzaakt door inpassing in de

binneninstallatie en vallen buiten het TNO-onderzoek in deze 1e fase.

Conclusies ten aanzien van het functioneren van de Stiebel Eltron

warmtepompen

Bij deze warmtepompen is geen bevriezing of schade opgetreden sinds de

oplevering. Het voorgeschakelde circuit met extra warmtewisselaar heeft

kennelijk een robuust systeem opgeleverd.

De enige storing betreft een afsluiter in de aansluiting op het koudenet. De

oorspronkelijk aanwezige thermische motor is begin 2011 vervangen door een

elektrische motor.

Wassink heeft, in overleg met Stiebel Eltron, een definitief verbetervoorstel

opgesteld. Hiermee wordt beoogd zowel het energiegebruik te verlagen als het

comfort te verbeteren. De comfortaspecten hebben betrekking op inpassing

aan de binneninstallatie en vallen buiten het TNO-onderzoek in deze 1e fase.

Conclusies ten aanzien van het elektriciteitsgebruik van de

warmtepompinstallaties

Het gemiddelde elektriciteitsgebruik volgens de EPC berekening ligt 10-30%

lager dan de waarde uit het onderzoek van Millward Brown. Hiervoor zijn

uiteenlopende verklaringen mogelijk.

De originele gemiddelde EPC bedraagt 0,75; de herberekende gemiddelde

EPC ca. 0,1 lager en bedraagt 0,64.

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

37 / 34

Het in rekening brengen van het (hulp)energiegebruik van de bron, met een

SPF op primaire energie van 3, levert een stijging van de EPC op van ca. 0,16.

Het toepassen van combi-ketels levert een gemiddelde EPC op van ruim 0,9.

Dit is ruim 0,25 hoger dan het WP-systeem met herberekende EPC en ca. 0,1

hoger den de EPC met bron-energiegebruik.

Overigens kan de EPC voor ketels nog enige honderdsten lager uitvallen als

het effect van een laag hulpenergiegebruik wordt meegerekend.

Samenvattend

Het bronsysteem vormt één van de grootste knelpunten van het

warmtepompsysteem:

structurele energieonbalans in de bodem (de warmtevraag ligt 35% boven

de ontwerpwaarde en de regeneratie ligt 60% onder de ontwerpwaarde);

structurele overschrijding van vergunde waterhoeveelheden (waterwet);

onherstelbare bronverstopping bij 4 van de 5 bronnen.

Er zijn forse aanpassingen en investeringen vereist om deze problemen op te

lossen. Het is de vraag of deze inspanning opweeg tegen het resultaat.

Daarnaast zijn voor beide typen warmtepompen aanpassingen nodig. Hiervoor

zijn door de verschillende partijen constructieve voorstellen gedaan.

Hierbij moet worden aangetekend dat de problemen met de warmteafgifte-

installatie in deze fase 1 van het onderzoek nog niet door TNO zijn uitgewerkt.

Het elektrisch gebruik van de warmtepompinstallaties voor verwarming,

warmtapwater en hulpenergie volgens de EPC berekening ligt 10-30% lager

dan de waarde uit het onderzoek van Millward Brown. Hiervoor zijn

uiteenlopende verklaringen mogelijk.

De gemiddelde EPC in de Teuge bedraagt 0,75 of na herberekening op 0,64.

als het hoge (hulp)energiegebruik van het bronsysteem wordt meegeteld

bedraagt de EPC 0,80.

Als voor combi-ketels wordt gekozen stijgt de gemiddelde EPC naar 0,90.

Aanbevelingen

De aanbeveling luidt om onderzoek te doen naar zowel de mogelijkheid om het

bronsysteem te herstellen als naar de mogelijkheid om alle woningen van een gas-

aansluiting en ketels voor verwarming en warmtapwater te voorzien. Bij die laatste

optie vervalt de koelfunctie van de woninginstallaties.

Daarnaast wordt op basis van de nu gesignaleerde knelpunten onderzoek

aanbevolen naar de volgende aspecten van de binneninstallatie:

Pendelgedrag warmtepomp

Verblijfsruimte per vertrek regelbaar

Vermogen convectoren in relatie tot geluid door ventilatoren

Stromingsgeluid in convectoren en de mogelijkheden om de doorstroming te

stoppen als geen warmte of koude wordt geleverd

Geluid warmtepomp in woonkamer

De meeste aspecten zijn ook van belang als voor gasketels wordt gekozen.

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

38 / 34

9 Referenties

A. Referentielijst Overleg de Teuge 1. Energiebeleidsplan Zutphen 2002-2006, NovioConsult 2. Veelgestelde vragen over de EPL n.a.v. EPC aanscherping, download Sen-

terNovem, laatste wijziging 15-01-2009 3. Technische en praktijk analyse van individuele warmtepompen in de woning-

bouw, april 2010, de Beijer RTB bv 4. Benchmarking individuele monovalente warmtepompen, mei 2010, Millward-

Brown (in opdracht van Alliander) 5. Impact van warmtepompen op het elektriciteitsnetwerk, 7 juni 2010, KEMA (in

opdracht van Alliander) 6. Quikscan energieonbalans i.r.t. warmtepompinstallatie en bouwkundige aspec-

ten woningen de Teuge, 18 juni 2010, IF Technology (in opdracht van gem. Zutphen en Vitens)

7. Bevindingen EPC-check, 18-06-2010, DGMR Bouw (in opdracht van IF Tech-nology)

8. Terugkoppeling op review rapportage IF technology en DGMR, 18-06-2010, IF Technology

9. Bepaling van de energieprestatie van de warmtepompprojecten te Zutphen en Alphen aan den Rijn, 11 juni 2010, teus van eck energie en mileu

10. Infraroodfoto’s de Teuge, 16-08-2010, EnergieAdvies Visser 11. Invloed warmtepompen op laagspanningsnet, 24-08-2010, Liandon (in opdracht

van Alliander) 12. Memo aan gemeenteraad d.d. 16-10-2010 13. Verslag Forumvergadering 22-11-2010 14. Inspraakreactie Forum 22-11-2010 door Wijkraad de Hoven 15. Inspraakreactie Forum 22-11-2010 door Marcel van den Breemen, Kanon 38 16. Inspraakreactie Forum 22-11-2010 door Kopersvereniging de Teugen 17. Inspraakreactie Forum 22-11-2010 door H. Duistermaat 18. Inspraakreactie Forum 22-11-2010 door Clemens en Jacqueline de Valk, Sons-

velthof 6 19. Inspraakreactie Forum 22-11-2010 door Reinbouw 20. Inspraakreactie Forum 22-11-2010 door G.L. ten Hopen en F. Hikspoors, Teu-

ge 35 21. EPC-effecten, 24 juni 2010, DGMR Bouw 22. Verslag startoverleg alle betrokkenen op 15 december 2010 23. Warmtepompen in het laagspanningsnet, 14 december 2010, Liandon 24. Ervaringen bewoners via Kopersvereniging d.d. 6-10-2010 25. Brief Kopersvereniging aan wethouder en raad d.d. 29-09-2010 26. Betoog Kopersvereniging Forumvergadering 22 november 2010 (aanvulling op

nr. 16) 27. Presentatie Liandon d.d. 27 oktober 2010 28. Presentatie Liander d.d. 27 oktober 2010 29. Aanscherpingsstudie EPC woningbouw 2011 30. Review van IF Technology & DGMR rapportage, Kopersvereniging, 26-01-2010 31. memo over stiebel eltron - cofely (hoort bij IF rapport als bijlage) (memo stiebel

eltron.pdf) 32. reviewreactie op memo stiebel eltron - door KV de Teuge (memo stiebel reactie

02.pdf) 33. memo over inventum - cofely (hoort bij IF rapport als bijlage) (memo inventum) 34. reviewreactie op memo inventum - door KV de Teuge (memo Inventum reac-

tie02.pdf) 35. Powerpoint TNO d.d. 26-01-2011 36. Powerpoint BAM Techniek d.d. 26-01-2011,

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

39 / 34

37. Beoordeling wijzigingsvoorstel binneninstallatie Stiebel Eltron, Cofely, 19-10-2010

38. Reactie op Cofely rapportage, 28-10-2010 39. Rapport onderzoek energiebalans, IF Technology, 3-08-2009 40. X-celbestand Elektriciteitsverbruik 2005 t/m 2009 41. Voorstel oplossing problemen warmtepompsysteem De Teuge te Zutphen – v4,

TNO Hans van Wolferen, 31 januari 2011 42. Energieprestatieberekeningen 40 woningen, Technisch adviesbureau Crone,

13 mei 2002 43. Bouwaanvraagtekening die verwijst naar de 40 woningen die horen bij de

energieprestatieberekeningen van Crone (nr. 42) 44. Verslag overleg 26 januari 2011 45. Folder Affuitwoningen 46. Folder Fjord woningen 47. kettingbeding en informatie fase 1 48. rapport LBP, verbeteradviezen geluid kanon 38 49. Brief reinbouw aan MF van den Breemen, herstelvoorstel, d.d. 8 juni 2010 50. Mail Robert van den Breemen d.d. 19 december 2010 51. Kopersvereniging, Inventarisatie problemen warmtepompinstallaties teuge 1

d.d. 14 febr. 2011 52. Rapportage defecte waterpompinstallatie d.d. 26-01-2011 53. EPC berekening kavel 15 54. EPC berekening kavel 15 met warmtepomp 55. EPC berekening kavel 16 56. EPC berekening kavel 16 met warmtepomp 57. Standpunt Vitens d.d. 28 maart 2011 58. Verbetervoorstel warmtepompinstallaties Stiebel Eltron, Wassink, 22-03-2011 59. Eerste deelrapport problemen warmtepompsysteem, TNO, maart 2011 60. E-mail Jos Hofste van Vitens, 25 maart 2009, aangeleverd door Kopersvereni-

ging 61. Brief Kopersvereniging aan Vitens, 10 maart 2009 62. Verbetervoorstel warmtepompinstallaties Stiebel Eltron, Wassink versie 2, 5

april 2011 63. Eerste deelrapport problemen warmtepompsysteem versie 2, TNO, april 2011 64. Wamteafgifte Stiebel Ventilator, aangeleverd door kopersvereniging op 5april

2011 65. Betoog en onderbouwing van de KV de Teuge, 22-11-2010 66. Het convenant (definitieve versie) (20020318) 67. Klacht brief plus reactie, met voorbeeld berekening voor bewoner 68. Bijlage 4 - convenant - exploitatie berekening BAM (plus aanvullende

exploitatieberekening), 10-10-2001 69. Presentatie resultaten fase 1, H. van Wolferen op 6-04-2011 B. Referentielijst overige documenten B.1. Haalbaarheidsonderzoek warmtepompen voor nieuwbouwwijk "De Teuge",

Zutphen Brouwer Energie Consult BV, Apeldoorn, 8 juni 2001

B.2. Bijlage 3 (bij ontwikkelovereenkomsten) - programma van eisen, gemeente Zutphen, februari 2005

B.3. Energievoorziening woningbouwproject De Teuge te Zutphen Voorontwerp grondwatersysteem, regeneratiesysteem en distributienet IF Technology BV, 17-09-2002

TNO-rapport

060-APD-2011-00xxx

40 / 34

10 Verantwoording

Naam en adres van de opdrachtgever:

Gemeente Zutphen

t.a.v. Marnix van Os

Postbus 41

7200 AA Zutphen

Namen en functies van de projectmedewerkers:

Hans van Wolferen

Datum waarop, of tijdsbestek waarin, het onderzoek heeft plaatsgehad:

Februari - september 2011

Ondertekening: Goedgekeurd door:

ir. J. van Wolferen drs. P.M. van hoorik

projectleider Research Manager

Energy and Comfort Systems

TNO-rapport

060-APD-2011-00041

Bijlage 1 │1/8

Bijlage 1 EPC met ketel en warmtepomp

Type woning Soort woning Fase Bouw-onder-neming

Aantal Adres EPC met ketel

EPC met WP

GZB-f1-c5 (kavel 1) Hoekwoning 1 GZB 1 De Teuge 36 0,718 0,670

GZB-f1-c6 (kavel 2 t/m 7) Tussenwoning 1 ,, 6 De Teuge 38-48 (even) 0,718 0,685

GZB-f1-c7 (kavel 8) Hoekwoning 1 ,, 1 De Teuge 50 0,728 0,678

GZB-f1-c8 (kavel 9) Hoekwoning 1 ,, 1 De Teuge 35 0,719 0,670

GZB-f1-c9 (kavel 10-15) Tussenwoning 1 ,, 6 De Teuge 37-47 (one-ven)

0,718 0,684

GZB-f1-c10 (kavel 16) Hoekwoning 1 ,, 1 De Teuge 49 0,724 0,675

GZB twee onder een kap 22/24 2 onder 1 kap 1 ,, 2 Dijkmate 3, 7 0,894 0,853

GZB twee onder een kap 21/23 2 onder 1 kap 1 ,, 2 Dijkmate 5, 9 0,885 0,847

GZB twee onder een kap 18/20/26/28

2 onder 1 kap 1 ,, 4 Dijkmate 2, 6; Sterrenblik 4, 8

0,894 0,853

GZB twee onder een kap 17/19/25/27

2 onder 1 kap 1 ,, 4 Dijkmate 4, 8; Sterrenblik 6, 10

0,898 0,860

Type A 2 2 onder 1 kap 1 v. Campen 8

3 Sonsvelthof 1-8 0,800 0,662

Type A + opties P6, V5, Z5 2 2 onder 1 kap 1 ,, ? Sonsvelthof 0,856 0,686

Type B 2 Hoekwoning 1 ,, 8

3 De Teuge 3, 4, 17, 18,

19, 20, 33, 34 0,821 0,676

Type B + opties P3/4/9/10/11, Z23

2

Hoekwoning 1 ,, ? De Teuge 0,842 0,686

Type C1 2 Tussenwoning 1 ,, 12

3 De Teuge 5-7, 14-16, 21-

23, 30-32 0,769 0,661

Type C1 + opties P4/5/11, Z3 2 Tussenwoning 1 ,, ? De Teuge 0,812 0,681

Type C2 2 Tussenwoning 1 ,, 12

3 De Teuge 8-13, 24-29 0,762 0,662

Type C2 + opties P4/5/11, Z3 2 Tussenwoning 1 ,, ? De Teuge 0,804 0,681

DV (type A1-B) tussen Tussenwoning 1 Dura Ver-meer

25 3 Sonsvelthof, Dijkmate,

Sterrenblik, Baankstraat 0,915 0,814

DV (type A1-B) tussen Uitbouw Tussenwoning 1 ,, ? Idem. 0,939 0,818

DV (type A-3) hoek voor Kopwoning 1 ,, 6 Idem. 0,901 0,801

DV (type A-4) hoek achter Kopwoning 1 ,, 6 Idem. 1,003 0,832

DV (type C) hoek Hoekwoning 1 ,, 6 3 Idem. 0,958 0,814

DV (type C) hoek Uitbouw Hoekwoning 1 ,, ? Idem. 0,988 0,836

Reinbouw - Type A Tussenwoning 2 Reinbouw 9 Kanon 2 - 18 (even) 0,982 0,603

Reinbouw - Type B Tussenwoning 2 ,, 19 Kanon 26 - 62 (even) 1,015 0,617

Reinbouw - Type C-optie 1 2 onder 1 kap 2 ,, 5 Nieuwe Weide 1, 3, 5, 7, 11

0,973 0,605

Reinbouw - Type C-optie 2 2 onder 1 kap 2 ,, 1 Nieuwe Weide 9 0,974 0,607

Reinbouw - Appartementen Appartementen 2 ,, 1 Kanon 20-24 (even - 3 woningen samen)

0,988 0,622

Affuit (bouwnr. 2 - TW) Tussenwoning 2 GZB 5 Kanon 74 - 82 (even) 1,040 0,941

Affuit (bouwnr. 1 - HW) Hoekwoning 2 ,, 1 Kanon 84 0,974 0,958

Woongebouw Appartement 2 ,, 1 Kanon 64-72 (even - 5 woningen samen)

1,010 0,963

Fjord (kavel 7) 2 onder 1 kap 2 ,, 1 Barmelskamp 6 1,000 0,998

Fjord (11 stuks incl kavel 7) 2 onder 1 kap 2 ,, 10 Barmelskamp, Nieuwe Weide - type 2 en 2s

0,969 0,910

Fjord-variant (11 stuks) - ontbreekt

2 onder 1 kap 2 ,, 11 Barmelskamp, Nieuwe Weide - type 1 en 1s

Jutland - ontbreekt Vrijstaand 2 GZB 1 Nieuwe Weide 2

TNO-rapport

060-APD-2011-00041

Bijlage 1 │2/8

Noten: 1 geen gegevens beschikbaar

2 alleen gegevens straatgericht gebouwd beschikbaar; tuingericht ontbreekt

3 woningaantallen per variant onbekend

TNO-rapport

060-APD-2011-00041

Bijlage 1 │3/8

Bijlage 2 Warmtebehoefte warmtepomp volgens EPC

De warmtebehoefte van de warmtepomp, waarin het koudenet van Vitens moet

voorzien, is bepaald op basis van de EPC-gegevens. Uitgangspunt hierbij zijn het

primair energiegebruik, het primair opwekkingsrendement en de bijbehorende COP

voor verwarming en warmtapwater.

De warmtebehoefte in MJ/a waarin het bronsysteem moet voorzien is hieronder

gegeven voor verwarming (Qbron;verw), warmtapwater (Qbron;verw) en totaal

(Qbron;verw).

Type woning Soort woning Fase

Bouw-onder-neming

Aan-tal Adres

Qbron; verw

Qbron; tap

Qbron; tot

GZB-f1-c5 (kavel 1) Hoekwoning 1 GZB 1 De Teuge 36 15.549 1.418 16.967

GZB-f1-c6 (kavel 2

t/m 7)

Tussenwoning 1 ,, 6 De Teuge 38-48

(even)

12.869 1.461 14.331

GZB-f1-c7 (kavel 8) Hoekwoning 1 ,, 1 De Teuge 50 17.512 1.582 19.093

GZB-f1-c8 (kavel 9) Hoekwoning 1 ,, 1 De Teuge 35 15.586 1.418 17.003

GZB-f1-c9 (kavel

10-15)

Tussenwoning 1 ,, 6 De Teuge 37-47

(oneven)

12.859 1.461 14.320

GZB-f1-c10 (kavel

16)

Hoekwoning 1 ,, 1 De Teuge 49 17.334 1.582 18.915

GZB twee onder een kap 22/24

2 onder 1 kap 1 ,, 2 Dijkmate 3, 7 30.288 3.604 33.893

GZB twee onder een kap 21/23

2 onder 1 kap 1 ,, 2 Dijkmate 5, 9 29.812 3.604 33.416

GZB twee onder een kap 18/20/26/28

2 onder 1 kap 1 ,, 4 Dijkmate 2, 6; Sterrenblik 4, 8

30.286 3.604 33.890

GZB twee onder een kap 17/19/25/27

2 onder 1 kap 1 ,, 4 Dijkmate 4, 8; Sterrenblik 6, 10

29.809 3.604 33.413

Type A 2 2 onder 1 kap 1 v. Campen 8

3 Sonsvelthof 1-8 25.891 3.203 29.094

Type A + opties P6, V5, Z5

2

2 onder 1 kap 1 ,, ? Sonsvelthof 33.565 3.536 37.102

Type B 2 Hoekwoning 1 ,, 8

3 De Teuge 3, 4,

17, 18, 19, 20, 33,

34

26.004 3.115 29.119

Type B + opties P3/4/9/10/11, Z23

Hoekwoning 1 ,, ? De Teuge 31.565 3.559 35.124

Type C1 2 Tussenwoning 1 ,, 12

3 De Teuge 5-7,

14-16, 21-23, 30-

32

18.845 2.793 21.637

Type C1 + opties P4/5/11, Z3

2

Tussenwoning 1 ,, ? De Teuge 23.329 3.063 26.393

Type C2 Tussenwoning 1 ,, 12 3 De Teuge 8-13,

24-29

19.023 2.933 21.955

Type C2 + opties P4/5/11, Z3

2

Tussenwoning 1 ,, ? De Teuge 23.543 3.203 26.746

DV (type A1-B) tussen

Tussenwoning 1 Dura Ver-meer

25 3 Sonsvelthof,

Dijkmate, Ster-renblik, Baankstraat

20.297 2.697 22.994

DV (type A1-B) tussen Uitbouw

Tussenwoning 1 ,, ? ,, 25.181 3.019 28.200

DV (type A-3) hoek Kopwoning 1 ,, 6 ,, 19.031 2.513 21.544

TNO-rapport

060-APD-2011-00041

Bijlage 1 │4/8

Type woning Soort woning Fase

Bouw-onder-neming

Aan-tal Adres

Qbron; verw

Qbron; tap

Qbron; tot

voor

DV (type A-4) hoek achter

Kopwoning 1 ,, 6 ,, 24.823 2.381 27.204

DV (type C) hoek Hoekwoning 1 ,, 6 3 ,, 27.708 2.956 30.664

DV (type C) hoek Uitbouw

Hoekwoning 1 ,, ? ,, 31.336 3.278 34.614

Reinbouw - Type A Tussenwoning 2 Reinbouw 9 Kanon 2 - 18 (even)

32.644 6.628 39.272

Reinbouw - Type B Tussenwoning 2 ,, 19 Kanon 26 - 62 (even)

29.052 5.493 34.545

Reinbouw - Type C-optie 1

2 onder 1 kap 2 ,, 5 Nieuwe Weide 1, 3, 5, 7, 11

37.276 7.569 44.845

Reinbouw - Type C-optie 2

2 onder 1 kap 2 ,, 1 Nieuwe Weide 9 41.783 8.028 49.811

Reinbouw - Appar-tementen

Appartementen 2 ,, 1 Kanon 20-24 (even - 3 woning-en samen)

73.185 12.506 85.692

Affuit (nr. 2 - TW) Tussenwoning 2 GZB 5 Kanon 74 - 82 (even)

32.751 3.839 36.590

Affuit (nr. 1 - HW) Hoekwoning 2 ,, 1 Kanon 84 39.791 4.060 43.851

Woongebouw Appartement 2 ,, 1 Kanon 64-72 (even - 5 wonin-gen samen)

108.496 12.294 120.790

Fjord (kavel 7) 2 onder 1 kap 2 ,, 1 Barmelskamp 6 33.329 3.748 37.077

Fjord (11 stuks incl kavel 7)

2 onder 1 kap 2 ,, 10 Barmelskamp, Nieuwe Weide - type 2 en 2s

27.268 3.288 30.556

Fjord-variant (11 stuks) – ontbreekt

2 onder 1 kap 2 ,, 11 Barmelskamp, Nieuwe Weide - type 1 en 1s

-- 1 -- --

Jutland - ontbreekt Vrijstaand 2 ,, 1 Nieuwe Weide 2 -- 1 -- --

Vrije kavels Vrijstaand 2 --- 5 --- -- 1 -- --

Noten: 1 geen gegevens beschikbaar

2 alleen gegevens straatgericht gebouwd beschikbaar; tuingericht ontbreekt

3 woningaantallen per variant onbekend

TNO-rapport

060-APD-2011-00041

Bijlage 1 │5/8

Bijlage 3 EPC gegevens

Type woning Soort

woning

Fa-

se

Bouw-

onder-

neming

N Ag EPC origineel

EPC herbere-

kend

EPC herbere-kend met

bron

EPC met combi-ketel

[-] [m2] [-] [-] [-] [-]

GZB-f1-c5 (kavel 1)

Hoek-woning

1 GZB 1 154,3 0,670 0,597 0,706 0,718

GZB-f1-c6 (kavel 2 t/m 7)

Tussen-woning

1 ,, 6 148,3 0,685 0,627 0,730 0,718

GZB-f1-c7 (kavel 8)

Hoek-woning

1 ,, 1 166,2 0,678 0,603 0,716 0,728

GZB-f1-c8 (kavel 9)

Hoek-woning

1 ,, 1 154,3 0,670 0,598 0,707 0,719

GZB-f1-c9 (kavel 10-15)

Tussen-woning

1 ,, 6 148,3 0,684 0,627 0,730 0,718

GZB-f1-c10 (kavel 16)

Hoek-woning

1 ,, 1 166,2 0,675 0,602 0,713 0,724

GZB 2 onder 1 kap 22/24

2 onder 1 kap

1 ,, 2 153,04 0,853 0,546 0,725 0,894

GZB 2 onder 1 kap 21/23

2 onder 1 kap

1 ,, 2 153,04 0,847 0,542 0,719 0,885

GZB 2 onder 1 kap 18/20/26/28

2 onder 1 kap

1 ,, 4 153,04 0,853 0,546 0,725 0,894

GZB 2 onder 1 kap 17/19/25/27

2 onder 1 kap

1 ,, 4 153,04 0,860 0,555 0,732 0,898

Type A - straatgericht

2 onder 1 kap

1 van Campen

8 137,4 0,662 0,498 0,658 0,800

Type A - straatgericht + opties P6, V5, Z5

2 onder 1 kap

1 ,, ? 157,6 0,686 0,513 0,686 0,856

Type B - straatgericht

Hoek-woning

1 ,, 8 132,3 0,676 0,513 0,677 0,821

Type B - straatgericht + opties P3/4/9/10/11, Z23

Hoek-woning

1 ,, ? 151,1 0,686 0,511 0,680 0,842

Type C1 - straatgericht

Tussen-sen-woning

1 ,, 12 118,6 0,661 0,513 0,662 0,769

Type C1 - straatgericht + opties P4/5/11, Z3

Tussen-sen-woning

1 ,, ? 130,1 0,681 0,516 0,676 0,812

Type C2 - straatgericht

Tussen-sen-woning

1 ,, 12 124,5 0,662 0,503 0,648 0,762

Type C2 - straatgericht + opties P4/5/11, Z3

Tussen-sen-woning

1 ,, ? 136 0,681 0,512 0,668 0,804

DV (type A1-B) tussen

Tussen-woning

1 Dura Vermeer

25 114,5 0,814 0,640 0,802 0,915

TNO-rapport

060-APD-2011-00041

Bijlage 1 │6/8

DV (type A1-B) tussen Uitbouw

Tussen-woning

1 ,, 0 128,2 0,818 0,623 0,793 0,939

DV (type A-3) hoek voor

Kopwo-ning

1 ,, 6 106,7 0,801 0,646 0,805 0,901

DV (type A-4) hoek achter

Kopwo-ning

1 ,, 6 101,1 0,832 0,686 0,878 1,003

DV (type C) hoek

Hoek-woning

1 ,, 6 125,5 0,814 0,624 0,803 0,958

DV (type C) hoek Uitbouw

Hoek-woning

1 ,, 0 139,2 0,836 0,630 0,816 0,988

Reinbouw - Type A

Tussen-woning

2 Reinbouw 9 130,6 0,603 0,746 0,932 0,982

Reinbouw - Type B

Tussen-woning

2 ,, 19 108,2 0,617 0,812 1,006 1,015

Reinbouw - Type C

2 onder 1 kap

2 ,, 0 139,7 0,608 0,735 0,917 0,973

Reinbouw - Type C-optie 1

2 onder 1 kap

2 ,, 5 152,7 0,605 0,716 0,900 0,974

Reinbouw - Type C-optie 2

2 onder 1 kap

2 ,, 1 162 0,607 0,715 0,904 0,988

Reinbouw - 3 Appartementen

Appar-temen-ten

2 ,, 3 84,1 0,622 0,828 1,034 1,040

Affuit (bouwnr. 2 - TW)

Tussen-woning

2 GZB 5 163 0,941 0,619 0,802 0,974

Affuit (bouwnr. 1 - HW)

Hoek-woning

2 ,, 1 172,4 0,958 0,626 0,823 1,010

Woongebouw - 5 app.

Appar-tement

2 ,, 5 104,4 0,963 0,686 0,872 1,000

Fjord (kavel 7) 2 onder 1 kap

2 ,, 1 159,2 0,998 0,695 0,887 1,068

Fjord (11 stuks incl kavel 7)

2 onder 1 kap

2 ,, 10 139,6 0,910 0,628 0,808 0,969

TNO-rapport

060-APD-2011-00041

Bijlage 1 │7/8

Bijlage 4 Dimensionering distributienet

Hieronder is de dimensionering van het distributienet weergegeven.

In de bovenste tabel is aangegeven welke nominale diameters zijn toegepast en

welke waterdebieten hierbij toegestaan zijn bij een watersnelheid van 1, 2 en 3 m/s.

Hierbij is uitgegaan van een dikte van de buiswand van 8 mm (conservatieve aan-

name).

Tevens is hierbij aangegeven hoeveel woningen op de desbetreffende diameters

zijn aangesloten in fase 1 en 2 van De Teuge. Per aansluiting mag 950 l/h worden

benut.

Hieruit blijkt dat voor vrijwel alle situaties een watersnelheid van 1 m/s volstaat als

alle warmtepompen tegelijkertijd in bedrijf zijn. Voor een aantal plaatsen in het net

is een watersnelheid van 1,2 m/s vereist. Hiermee wordt voldaan aan de vuistregel

die 1 m/s als maximum geeft tot 100 mm inwenige diameter, oplopend tot 3,5 m/s in

de range 100-700 mm.

Diameter Diameter Diameter Nom. flow

Nom. flow

Nom. flow

nominaal extern intern bij 1 m/s bij 2 m/s bij 3 m/s fase 1 fase 2

mm mm mm m3/h m3/h m3/h Max W Max W

75 PVC 75 59 9,8 19,7 29,5 8 9

110 PVC 110 94 25,0 50,0 74,9 26 18

160 PVC 160 144 58,6 117,3 175,9 67 39

200 PVC 200 184 95,7 191,5 287,2 103 66

250 PVC 250 234 154,8 309,6 464,5 111 76

Hieronder is voor fase 1 en 2 per nominale diameter uitgewerkt welke aantallen

woningen in welke straten hierop zijn aangesloten.

Fase 1

Diam. nom.

75 PVC Sonsvelthof NO - 8 W

Dijkmate NO - 8 W

Sterrenblik NO - 4 W

Sterrenblik ZW - 4 W

Baankstraat ZW - 8 W

110 PVC De Teuge NW – 26 W

Sonsvelthof ZW - 17 W

Dijkmate ZW - 12 W

160 PVC De Teuge - midden - 67 W

200 PVC

De Teuge - midden - 103 W

250 PVC Hoofd fase 1 – 111 W

Fase 2

Diam. nom.

75 PVC

Kanon 86-92 –

4 W

Barmelsekamp

laag - 9 W

Nieuwe Weide

laag - 5 W

Kanon 2-18 –

9 W

110 PVC

Kanon 76-84 –

9 W

Barmelsekamp

hoog - 17 W

Nieuwe Weide

hoog - 13 W

Kanon 20-36 –

18 W

160 PVC

Kanon 38-52 –

39 W

200 PVC

kanon 54-75 –

67 W

250 PVC

Hoofd fase 2 –

76 W

TNO-rapport

060-APD-2011-00041

Bijlage 1 │8/8