Mathias Coomans, Dilbeek, 14 november 2013 SMART GEOTHERM CASES

Transcriptie

1 Mathias Coomans, Dilbeek, 14 november 2013 SMART GEOTHERM CASES 1

2 Onderzoeksactiviteiten 1. Kennisopbouw & State-of-art 2. Praktijkonderzoek (energiepalen) 3. Modellering componenten 4. Globaal simulatiemodel (typegebouwen) 5. Validatie/verificatie 6. Intelligente regeling 7. Meetcampagne 8. Specifieke onderzoeksvragen 9. Implementatie & demonstratie 10. Screening- en dimensioneringstool Component Systeem Analyse Tools 2

3 Onderzoeksactiviteiten 1. Kennisopbouw & State-of-art 2. Praktijkonderzoek (energiepalen) 3. Modellering componenten 4. Globaal simulatiemodel (typegebouwen) 5. Validatie/verificatie 6. Intelligente regeling 7. Meetcampagne 8. Specifieke onderzoeksvragen 9. Implementatie & demonstratie 10. Screening- en dimensioneringstool Component Systeem Analyse Tools 3

4 Modellering Modellering Componenten Globaal Simulatiemodel Intelligent Regelalgoritme Validatie Verificatie Nieuwe vuistregels (verbeterd ontwerp, dimensionering, regeling) 4

5 Componenten (Modelica) Gebouw Bouwschil Afgiftesyst. Gebruikers Winsten Aanbod BEO/KWO Energiepalen Warmtepomp Luchtgroep Opslag Waterbuffer PCM buffer Betonkernact. Structureel 5 / 13

6 Componenten BEO (boorveld) 6

7 Componenten Energiepalen Hoeve Oud-Heverlee 7

8 Componenten Energiepalen WIG Palen & Greenbridge Oostende 8

9 Componenten KWO V2 V1 V1 V2 conductie + dispersie convectie broninput 9

10 Componenten Warmtepomp detailmodel Thesis Vincent Hoste (KUL) White-box model (modelica) Vertalen naar Grey-Box Thermisch labo VITO 10

11 T ( / C) Componenten Water/PCM buffer t (min) T i n T t op T mi d T bot T out 11

12 Componenten Gebouw Basismodel: Hollandsch Huys Reeds volledig gemodelleerd in TRNSYS (GEOTABS) (geverifieerd/gevalideerd) Gebouwschil (muren, ramen, ) Gebruikersgedrag Interne winsten (verlichting, zon, elektr. Apparaten, ) Afgiftesysteem (vloerverwarming, betonkernactivering, ) Herprogrammering in Modelica Vergelijking Modelica met TRNSYS Uitbreiding: 4 typegebouwen 12

13 Globaal simulatiemodel Opslag Regeling Aanbod Gebouw 13

14 Globaal simulatiemodel Doelstelling 14

15 Globaal simulatiemodel 4 Typegebouwen Hollandsch Huys Kantoor School Rusthuis Residentieel 15

16 Intelligente regeling Groot deel van het werk zal naar intelligente regeling gaan Huidige keuze optimale regelaar: MPC Review van bestaande regelaars Eventueel andere opties bekijken (vb. dynamic programming) Modellen zijn case-specifiek 4 typegebouwen parallel modeleren, aangepaste MPC regelaar per case Zoeken naar werkwijze om model en MPC eenvoudig aan te passen voor andere gebouwen binnen zelfde type Lessen uit meetcampagne en onderzoeksvragen meenemen in regelaar Damien Picard (presentatie): Geavanceerde regeling van GEOTABS gebouwen MPC in Hollandsch Huys 16

17 Onderzoeksactiviteiten 1. Kennisopbouw & State-of-art 2. Praktijkonderzoek (energiepalen) 3. Modellering componenten 4. Globaal simulatiemodel (typegebouwen) 5. Validatie/verificatie 6. Intelligente regeling 7. Meetcampagne 8. Specifieke onderzoeksvragen 9. Implementatie & demonstratie 10. Screening- en dimensioneringstool Component Systeem Analyse Tools 17

18 Meetcampagne 1. Opbouw van kennis 2. Ontwikkelen model 3. Verbeteren regelstrategie Meetgegevens en Demonstratiegelegenheid 4. Onderzoeksvragen 5. Implementatie en demo 18

19 Meetcampagne Pilootproject: Totaalstudie meerdere jaren Demoproject: Specifieke onderzoeksvraag jaar of minder typegebouw typegebouw Ter Potterie Brugge Hollandsch Huys Hasselt WTCB Limelette typegebouw KA Veurne De Wending Turnhout Infrax Dilbeek Gevalstudie: Projectfiche beperkte studie Stebo Genk Greenbridge Oostende 19

20 Onderzoeksvragen 20

21 Geothermie zinvol voor schoolgebouwen? Effecten van langdurige vakantieperiodes op de bodembalans? Juli-Augustus Daling bron T Daling COP 21

22 Geothermie zinvol voor schoolgebouwen? Geschiktheid van afgiftesystemen? Variërende lokaalbezetting: snel wijzigende vraag & comfort-eis Trage afgifte, laag verwarming-/koelvermogen 22

23 Geothermie zinvol voor schoolgebouwen? K.A. Veurne BEO Warmtepomp Vloerverwarming Convectoren 23

24 Geothermie en comfort Comfortimpact bij sterk wisselende bezetting in ruimtes met HT-koeling en LT-verwarming (vergaderruimtes, klaslokalen)? Metingen + Enquête Infrax Dilbeek 24

25 Geothermie en comfort Geothermie vs. Klassiek (gas)? Enquêtestudie met eenzelfde populatie Infrax Dilbeek 25

26 Regeneratie van de geothermische bron Is het zinvol om het warmteoverschot van zonnecollectoren te gebruiken voor bodemregeneratie? 1. Theoretische studie (modelsimulatie) zal uitwijzen of het concept economisch en energetisch interessant is 2. Overgaan tot praktijkrealisatie en monitoring (op zoek naar democase! ev. WZC De Wending) Is het interessant om een BEO-veld te splitsen en actief te regenereren ter reductie van het aantal boringen? Kantoor Drycooler 26

27 Winter Zomer Berlijn, November 18-20,

28 Efficiënt gebruik van geothermische installatie in woonzorgcentra en rusthuizen? Verbeteren van de regeling tussen LT- en HT- verwarming, met oog voor het comfort van de bewoners Warmtepomp vs. gasketel BKA/VVW vs. radiatoren Energiebesparing WZC De Wending KWO BKA + radiatoren 2 warmtepompen (LT en HT) 2 gasketels (back-up, SWW) Zonnecollectoren 28

29 Passieve koeling voldoende voor de koelvraag van rusthuizen? Issue: strengere comforteisen (problematisch in zomer?) Aan de hand van modelsimulatie Typegebouw rusthuis: Ter Potterie Uitwijzen of de voorziene koelmachine nodig is om het benodigde comfort te garanderen Nadien uitgebreide monitoring (pilootproject) WZC Ter Potterie BEO BKA + radiatoren 2 warmtepompen 2 gasketels (back-up, SWW) 29 29

30 Overige onderzoeksvragen Verbetering van de COP door een frequentiegestuurde debietregeling aan bronzijde? (Infrax Dilbeek) Detailmonitoring van een BEO-veld (Ter Potterie) (zie figuur) Studie naar de prestaties van een boorveld opgedeeld in verschillende zones en de effecten van grondwaterstroming Validatie van het boorveld model Prestaties van een MPC regelaar in de praktijk? (Hollandsch Huys) Vergelijking met traditionele regeling voor zowel verwarming- als koelseizoen Inzetbaarheid van geothermie en thermische opslag bij renovatie? WTCB kantoor Limelette Hoeve Oud-Heverlee 30

31 Gevalstudies Rendement van geothermische installaties in de praktijk K.A. Veurne, Infrax Dilbeek, WZC De Wending Turnhout Prestaties van een gasgestookte absorptiewarmtepomp, gekoppeld met een bron van energiepalen (Greenbridge) Passief kantoorgebouw (zero-energy) met betonkernactivering en BEO (Stebo) Focus op verspreiding van onderzoeksresultaten 31

32 Implementatie & Demonstratie Systemen uit onderzoeksvragen, indien theoretisch succesvol, demonstreren in praktijk Toepassing van lessen uit meetcampagne en model (op vlak van oa. regeling, dimensionering), met mogelijks bijkomende opvolging Implementatie en evaluatie van aangepaste regeling in de pilootof demoprojecten Verspreiding van methodiek en resultaten naar de sector 32

33 Onderzoeksactiviteiten 1. Kennisopbouw & State-of-art 2. Praktijkonderzoek (energiepalen) 3. Modellering componenten 4. Globaal simulatiemodel (typegebouwen) 5. Validatie/verificatie 6. Intelligente regeling 7. Meetcampagne 8. Specifieke onderzoeksvragen 9. Implementatie & demonstratie 10. Screening- en dimensioneringstool Component Systeem Analyse Tools 33

34 Vragen? : : mathias.coomans@vito.be : Boeretang 200, B-2400 Mol, Belgium 34