ONTWERP VAN HET WARMTENET VAN HET PROJECT TIVOLI GREEN CITY
Ir. Nejc BRELIH
Boydens Engineering
Seminarie Duurzaam Gebouw
MICRO-WARMTENETTEN
18 november 2016
UITDAGINGEN
2
DOELSTELLING(EN) VAN DE
PRESENTATIE
• Voorstellen van de kenmerken van het
stadsverwarmingsnet van het project Tivoli
Green City
• Toelichten van hoe een warmtenet in de EPB-
reglementering kadert
• Uiteenzetten wat de impact van het ontwerp
van een stadsverwarmingsnet op de EPB-
berekening is
3
PLAN VAN DE UITEENZETTING
I. Voorstelling van het project Tivoli Green City
II. Stadsverwarmingsnetten en EPB
III. Ontwerp en optimalisering van het net
4
I. VOORSTELLING VAN HET PROJECT
TIVOLI GREEN CITY
5
• Illustratie
I. VOORSTELLING VAN HET PROJECT
TIVOLI GREEN CITY
• Wedstrijd – programma en bestek
Programma
–5 percelen, 11 gebouwen + 2 optioneel
–397 woningen
–2 kinderdagverblijven
–7 handelsruimten
Bestek
–Alle EPB-eenheden moeten passief zijn
–35 % van de woningen moet van het nulenergietype zijn
–Gebruik van een warmtenet
6
I. VOORSTELLING VAN HET PROJECT
TIVOLI GREEN CITY
7
• Situatieplan
I. VOORSTELLING VAN HET PROJECT
TIVOLI GREEN CITY
• Warmteproductie
Gecentraliseerde stookplaats
2 energievectoren
–gas
–biomassa
3 types generatoren
–warmtekrachtkoppeling op gas (2 x 100 kW)
–biomassaverwarmingsketel (1 x 250 kW)
–gasverwarmingsketels (3 x 487 kW)
Temperatuur
–vertrek: 80 °C
–retour: 60 °C (max.)
8
I. VOORSTELLING VAN HET PROJECT
TIVOLI GREEN CITY
• Warmtenet
9
DN 50 DN 65 DN 80 DN 100 DN 125 TOTAAL
Lengte [m] 40 90 260 60 130 580
Thermische
isolatie [cm] 15 15 15 15 15 -
Leidingen
- plaatsing: 2 buizen in
sleuf
- diepte: 60 cm
Onderstations
Stook-
plaats
I. VOORSTELLING VAN HET PROJECT
TIVOLI GREEN CITY
• Onderstations – principeschema
10
MJ
t
PRIMAIRE SECONDAIRE
circulateur
ballon tampon
échageur à chaleurcalorimètre
vanne de régulation
régulateur de pression différentielle
capteur de
température
I. VOORSTELLING VAN HET PROJECT
TIVOLI GREEN CITY
• Secundaire systemen
Gecombineerde verdeellus (combilus)
Onderstations in de appartementen
11
platenwarmtewisselaar
buffervat
II. STADSVERWARMINGSNETTEN EN EPB
• Wetgevend kader
Geen enkele goedgekeurde berekeningsmethode
Aanvraag tot gelijkstelling vereist
Vlaanderen:
–Goedkeuringsleidraad externe warmtelevering
–Rekenblad externe warmtelevering
Wallonië en BHG: aanvaarden de Vlaamse
berekeningsmethode
12
II. STADSVERWARMINGSNETTEN EN EPB
• Te volgen procedure
(Geïntegreerde) haalbaarheidsstudie – indien van
toepassing
Aanvraag tot gelijkstelling voor een alternatieve
berekeningsmethode
Rekenblad VEA + invoer in de EPB-software
13
II. STADSVERWARMINGSNETTEN EN EPB
• Vereenvoudigd schema EPB-berekening
14
Netto-behoeften
SWW + verwarm.
Oververh.
η syst.
Netto-behoeften
SWW + verwarm.
η prod.
energieverbruik voor: SWW + verwarming
koeling hulpapparatuur
E
Kenmerkend PE-verbruik
Netto-behoeften
koeling
energieproductie door: WKK
fotovolt. zonne-energie
η syst.
η prod.
Equiva-lente
PE-factor
Referentiewaarde
II. STADSVERWARMINGSNETTEN EN EPB
• Equivalente PE-factor
De factor moet zo laag mogelijk zijn
Beperkt tot min. 0,7
Standaard: 2,0
Vereenvoudigde vergelijking:
15
𝑓𝑝,𝑑ℎ =é𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑒 𝑝𝑟𝑖𝑚𝑎𝑖𝑟𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑜𝑚𝑚é𝑒
é𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑖𝑡𝑒 𝑝𝑎𝑟 𝑔é𝑛é𝑟𝑎𝑡𝑒𝑢𝑟𝑠
a: hulpapparatuur (pompen)
rendement
distributieverliezen + behoeften SWW + verwarming enz.
e: PE-factor
𝑓𝑝,𝑑ℎ~𝑎 + 𝑒 ∙ 𝜂 ∙ 𝑔
𝑔≡
𝑎
𝑔+ 𝑒 ∙ 𝜂
g: generatoren
III. ONTWERP EN OPTIMALISERING
VAN HET NET
16
III. ONTWERP EN OPTIMALISERING
VAN HET NET
• Doordachte keuze van vermogen generatoren
17
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
Pu
issa
nce
(kW
)
8.760 h
gas
biomassa
WKK 2 WKK 1 gas
III. ONTWERP EN OPTIMALISERING
VAN HET NET
• Geen overdimensionering van WKK-installatie
18
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
f hea
t [-
]
Verhouding gemiddeld jaarlijks vereist vermogen βgen
Aandeel van de behoefte ondersteund door de WKK
0,14
0,55
III. ONTWERP EN OPTIMALISERING
VAN HET NET
• De weerstanden (isolatie + omgeving) moeten
zo hoog mogelijk zijn
19
𝑅′𝑙,𝑗 =𝑓𝑥,𝑗
2𝜋𝜆𝑖𝑛𝑠𝑢𝑙,𝑗ln
𝐷𝑒,𝑗
𝐷𝑖,𝑗
𝑅𝑙,𝑗 = 𝑅′𝑙,𝑗 + 𝑅𝐸
𝑅𝐸 =1
2𝜋𝜆𝐸𝑎𝑟𝑐𝑜𝑠ℎ
2𝐻𝐸,𝑗
𝐷𝑒,𝑗
weerstand grond
totale weerstand 𝑅𝑙,𝑗
𝑅′𝑙,𝑗 weerstand thermische isolatie
𝑅𝐸
𝑓𝑥,𝑗 plaatsingsfactor
𝐻𝐸,𝑗 plaatsingsdiepte
𝐷𝑒,𝑗 buitendiameter (therm. isolatie)
𝐷𝑖,𝑗 binnendiameter (therm. isolatie)
𝜆𝐸 therm. toestand omgeving
𝜆𝑖𝑛𝑠𝑢𝑙,𝑗 therm. toestand isolatie
III. ONTWERP EN OPTIMALISERING
VAN HET NET
• Plaatsing van de leidingen in sleuf,
ondergronds
20
𝑅′𝑙,𝑗 =𝑓𝑥,𝑗
2𝜋𝜆𝑖𝑛𝑠𝑢𝑙,𝑗ln
𝐷𝑒,𝑗
𝐷𝑖,𝑗
III. ONTWERP EN OPTIMALISERING
VAN HET NET
• Rechtstreekse impact van de diameter op de
verliezen
21
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Wee
rsta
nd
[m
K/W
]
Ver
lieze
n [
W/m
K]
Dikte therm. isolatie [cm]
Thermische weerstand isolatie (DN 125 - 1 m)
Pertes Résistance - totale Resistance - calorifuge
III. ONTWERP EN OPTIMALISERING
VAN HET NET
• Beperkte impact van de plaatsingsdiepte
22
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
Wee
rsta
nd
[m
K/W
]
Plaatsingsdiepte
Thermische weerstand plaatsingsdiepte (DN 125 + 7 cm PUR)
Resistance - totale Résistance - terre
III. ONTWERP EN OPTIMALISERING
VAN HET NET
• Bepaling van optimale nominale diameter
23
0
1
2
3
4
5
0
20
40
60
80
100
120
140
DN 65 DN 80 DN 100 DN 125 DN 150
Max
.sn
elh
eid
leid
inge
n [
m/s
]
Ver
bru
ik P
E [M
Wh
/a]
Nominale diameter
Optimalisering van diameter voor P = 1,4 MW, dT=20 K, 15 cm isolatie
Déperditions Circulateur Total Vitesse Vitesse max.
WAT MOET U ONTHOUDEN VAN DEZE
UITEENZETTING?
• Indienen van aanvraag tot gelijkstelling bij de
bevoegde overheidsinstanties (BIM, VEA, énergie
wallonie)
• Selecteren van het vermogen van de verschillende
generatoren rekening houdend met hun bedrijfstijd
• De WKK-installatie niet overdimensioneren
• Vanaf de ontwerpfase de kenmerken van het net
(lengte, tracé) in acht nemen
• De dikte van de thermische isolatie optimaliseren 24
TOOLS, WEBSITES, BRONNEN:
• VEA – Externe warmtelevering http://www.energiesparen.be/epb/externewarmte Goedkeuringsleidraad externe warmtelevering 2.0
Rekenblad externe warmtelevering versie 2.0 – mei 2015
• LE GUIDE PEB 2015
11.5 – Encodage d’une fourniture externe de chaleur
(invoeren van externe warmtelevering) http://www.leguidepeb.be/index.php/11-systemes-recast
25
CONTACT
Ir. Nejc BRELIH
Knowledge Manager
Boydens Engineering
www.boydens.be
: +32 (0) 468 11 58
E-mail: [email protected]
Top Related