Methode toetsen interferentie tussen kleine gesloten bodemenergiesystemen

Transcriptie

1 Methode toetsen interferentie tussen kleine gesloten bodemenergiesystemen Bijlage 2 bij de BUM s en HUM s bodemenergiesystemen Versie Bijlage 2 van de BUM s en HUM s bodemenergiesystemen deel 1 en deel 2 Pagina 1 van 31

2 INHOUDSOPGAVE Bijlage 2. Methode toetsen interferentie tussen kleine gesloten bodemenergiesystemen... 3 Bijlage 2.1 Beschrijving methodiek... 3 Bijlage 2.2 Stap 4.b: Bepalen onderlinge temperatuureffecten met nomogrammen... 9 Bijlage 2.3 Nomogrammen behorend bij stap 4.b Bijlage 2.4 Voorbeeld toepassen stap 4.b Bijlage 2.5 Illustratie interferentie gesloten bodemenergiesystemen... 3 Eigendomsrecht Deze besluitvormingsuitvoeringsmethode is opgesteld in opdracht van en uitgegeven door de Stichting Infrastructuur Kwaliteitsborging Bodembeheer, Postbus 42, 28 AK Gouda. Het document wordt inhoudelijk beheerd door het Centraal College van Deskundigen (CCvD) Bodembeheer, ondergebracht bij de SIKB te Gouda. De actuele versie van de besluitvormingsuitvoeringsmethode staat op de website van de SIKB en is op elektronische wijze tegen ongewenste aanpassingen beschermd. Het is niet toegestaan om wijzigingen aan te brengen in de originele en door het CCvD Bodembeheer goedgekeurde en vastgestelde teksten opdat er rechten aan ontleend kunnen worden. Vrijwaring De SIKB is behoudens in geval van opzet of grove schuld niet aansprakelijk voor schade die bij de gebruiker of derden ontstaat door het toepassen van deze besluitvormingsuitvoeringsmethode met bijbehorende protocollen en het gebruik van deze besluitvormingsuitvoeringsmethode. Copyright SIKB Bestelwijze Deze besluitvormingsuitvoeringsmethode is in digitale vorm kosteloos te verkrijgen via de website van de SIKB: Een ingebonden versie van deze richtlijn kunt u bestellen tegen kosten, op te vragen bij de SIKB, Postbus 42, 28 AK Gouda, info@sikb.nl, fax: Updateservice Vastgestelde mutaties in deze besluitvormingsuitvoeringsmethode door het CCvD Bodembeheer kunt u verkrijgen bij de SIKB, aanmelden via Bij de SIKB kunt u ook terecht voor het verzoek tot toezending per post van de reguliere nieuwsbrief info@sikb. Helpdesk/gebruiksaanwijzing Voor vragen over inhoud en toepassing kunt u terecht bij de SIKB: info@sikb.nl. Bijlage 2 van de BUM s en HUM s bodemenergiesystemen deel 1 en deel 2 Pagina 2 van 31

3 BIJLAGE 2. METHODE TOETSEN INTERFERENTIE TUSSEN KLEINE GESLOTEN BODEMENERGIESYSTEMEN Bijlage 2.1 Beschrijving methodiek 1. INLEIDING De Methode toetsen interferentie tussen kleine gesloten bodemenergiesystemen betreft een bijlage van de BUM Bodemenergie deel 1 en deel 2 en van de HUM Bodemenergie deel 1 en deel 2. Deze BUM s en HUM s Bodemenergie zijn te verkrijgen op Deze bijlage beschrijft de achtereenvolgens het doel en het toepassingsgebied van de methode, de werking ervan en de te volgen werkwijze per stap van de methode. 1.1 Doel Het is wenselijk om voor gesloten bodemenergiesystemen met een bodemzijdig vermogen minder dan 7 kw (verder in de bijlage aangeduid als kleine gesloten bodemenergiesystemen ) zo eenvoudig mogelijk te kunnen toetsen of sprake is van ontoelaatbare negatieve beïnvloeding van kleine gesloten bodemenergiesystemen onderling (hier verder interferentie genoemd). Deze bijlage beschrijft hiervoor de methode. De methode is ook bruikbaar voor de initiatiefnemer. Hij kan dankzij het gebruik van de methode in veel gevallen voorkomen dat een modelmatige berekening uitgevoerd moet worden, en zo kosten besparen. De methode is gebaseerd op het onderzoek Methode voor het bepalen van interferentie tussen kleine gesloten bodemenergiesystemen (Groenholland Geoenergiesystemen, rapport GHNL1113, 212). De grafieken behorend bij stap 4.a zijn opgenomen in bijlage 2.2. In bijlage 2.3 (zie in dit document vanaf pagina 15) geeft ter illustratie van het gebruik van de methode een voorbeeld van de toepassing van methode. 1.2 Toepassingsgebied van de methode De methode is van toepassing op interferentie tussen kleine gesloten bodemenergiesystemen. De methode is niet van toepassing op interferentie tussen een (gepland) klein gesloten bodemenergiesysteem en een groot gesloten bodemenergiesysteem. Voor het bepalen van interferentie tussen een (gepland) klein gesloten bodemenergiesysteem en een groot is namelijk modelmatige berekening van de temperatuurinvloed nodig, tenminste voor het grote systeem. De uitkomsten van de modelmatige berekening van de temperatuurinvloed worden gebruikt voor de vergunningaanvraag van het grote gesloten bodemenergiesystemen (thermisch invloedsgebied). De methode is eveneens niet van toepassing op interferentie tussen een klein gesloten bodemenergiesysteem en een open systeem. Het beoordelen van de gevolgen van de temperatuurinvloed van een (gepland) klein gesloten bodemenergiesysteem op een open systeem is een maatwerkbeoordeling. Bijlage 2 van de BUM s en HUM s bodemenergiesystemen deel 1 en deel 2 Pagina 3 van 31

4 1.3 Uitgangspunt methode maximaal toelaatbaar temperatuureffect Uitgangspunt van de methodiek is dat voldaan is aan het wettelijke voorschrift dat geen sprake is mag zijn ontoelaatbare negatieve invloed op het doelmatig functioneren van de beschouwde systemen als de temperatuurverlaging bij alle beschouwde kleine gesloten bodemenergiesystemen ten hoogste 1,5 C bedraagt. Het hanteren van dit criterium leidt tot een afname van de prestaties van de systemen met ten hoogste 5% afnemen. Dit wordt acceptabel geacht, gezien de marges in het ontwerp van de systemen. De kans op bevriezing door afkoeling van een naburig systeem is bij hantering van dit criterium nihil, omdat de systemen doorgaans ontworpen worden met een veiligheidsmarge van 3 C. Indien een temperatuurverlaging van meer dan 1,5 C wordt toegestaan, wordt de resterende veiligheidsmarge in het algemeen zeer klein. Een grotere temperatuurdaling bij een gesloten systeem kan aanvaardbaar zijn, mits de aanvrager aantoont dat dit geen nadelige gevolgen heeft voor het doelmatig functioneren van de systemen. 1.4 Werking methode De werking van de methode is weergeven in onderstaand beslisschema. * Zie toelichting op de herkomst van dit criterium in 1.3 van deze bijlage. Naast de in deze bijlage beschreven methodiek voor bepaling van interferentie, dient bij de plaatsing van een gesloten bodemenergiesysteem in de nabijheid van een bestaand bodemenergiesysteem de minimale afstand tussen individuele lussen in acht Bijlage 2 van de BUM s en HUM s bodemenergiesystemen deel 1 en deel 2 Pagina 4 van 31

5 gehouden te worden. Deze afstand wordt berekend conform ISSO-publicatie 73 Ontwerp en uitvoering van verticale bodemwarmtewisselaars of met gelijkwaardige ontwerpprogrammatuur. Deze ISSO-publicatie dient de ontwerper toe te passen op grond van BRL KvINL METHODE PER STAP 2.1 Stap 1. Inventariseren kleine gesloten bodemenergiesystemen binnen straal van 12 meter In de eerste stap inventariseert men de kleine gesloten bodemenergiesystemen binnen een afstand van 12 meter van het nieuw geplande kleine gesloten bodemenergiesysteem. Indien er geen kleine gesloten bodemenergiesystemen aanwezig binnen 12 meter afstand van het geplande kleine gesloten bodemenergiesysteem is er geen sprake van interferentie tussen kleine gesloten bodemenergiesystemen. De vervolgstappen 2 t/m 5 zijn in dat geval niet nodig. Indien er 1 of meer kleine gesloten bodemenergiesysteem aanwezig binnen 12 meter afstand van het geplande kleine gesloten bodemenergiesysteem volgt uitvoering van stap 2 en de daarop volgende stappen. Toelichting: Uit het onderzoek van Groenholland blijkt dat op 6 meter afstand van kleine gesloten het temperatuureffect verwaarloosbaar is. In de worst case is kan enige temperatuurinvloed tussen kleine gesloten bodemenergiesystemen niet worden uitgesloten als de afstand tussen de systemen kleiner is dan 12 meter. De worst case wil zeggen een klein gesloten bodemenergiesysteem met een bodemzijdig vermogen van minder dan 7 kw met 13 kwh/m/j warmteonttrekking aan de bodem en zonder warmtetoevoer naar de bodem (dus maximaal koudeoverschot), in combinatie met een bodem die goed warmte geleidend is (2,25-2,75 W/mK). Ter uitvoering van deze stap raadpleegt men minimaal het landelijke registratiesysteem voor bodemenergiesystemen. In aanvulling daarop kan men nagaan of er binnen deze afstand oudere kleine gesloten bodemenergiesystemen aanwezig zijn, welke niet zijn gemeld en daarom niet in het landelijke registratiesysteem zijn opgenomen. Bij het bepalen van de afstanden tussen gesloten bodemenergiesystemen is de centrale x- en y-coördinaat van de bodemlussen van een bodemenergiesystemen maatgevend. 2.2 Stap 2. Bepalen vervolgstap op basis van de plaatselijke grondwaterstroming Stap 4.a en 4.b van deze methode maakt het mogelijk om onderlinge temperatuureffecten van kleine gesloten bodemenergiesystemen af te leiden, zonder dat hiervoor modelmatige berekeningen worden uitgevoerd. De berekeningen die ten grondslag liggen aan stap 4.a en 4.b, zijn uitgevoerd met de zogenaamde lijnbronmethode (Groenholland, 212). Deze lijnbronmethode is niet toepasbaar voor berekenen van temperatuureffecten in de bodem wanneer de grondwaterstroming rondom de bodemlussen boven een bepaalde grenswaarde ligt. Bijlage 2 van de BUM s en HUM s bodemenergiesystemen deel 1 en deel 2 Pagina 5 van 31

6 Tabel 1 geeft voor een aantal situaties de grondwaterstromingssnelheden waarboven stap 4.a en 4.b niet meer kan worden toegepast. Tabel 1. Grondwaterstromingssnelheden waarboven stap 4.a en 4.b niet toepasbaar zijn. Percentage lengte bodemlussen in watervoerende laag Mate waarin het systeem koude en warmte aan de bodem toevoegt 2% 4% 6% 8% Darcy-grondwaterstromingssnelheid (in m/jaar) waarboven stap 4.a en 4.b niet toepasbaar zijn alleen toevoeging van koude aan de bodem Nvt > 2 > 1 > 7 hoeveelheid aan de bodem toegevoegde energie per jaar bedraagt 5% van de hoeveelheid aan de bodem onttrokken energie per jaar hoeveelheid aan de bodem toegevoegde energie per jaar is gelijk aan de hoeveelheid aan de bodem onttrokken energie per jaar Nvt > 33 > 2 > 15 nvt > 5 > 32 > 27 Als de grondwaterstroming lager is dan de grenswaarde die volgt uit bovenstaande tabel, mag stap 4.a of 4.b worden toegepast. Als de grondwaterstroming hoger is dan de grenswaarde die volgt uit tabel 1, zijn de stappen 4.a en 4.b niet toepasbaar, en is uitvoering van stap 5 (modelmatige berekening) noodzakelijk om te bepalen of sprake is van interferentie. Ook als stap 4.a en 4.b wel mogelijk zijn bij de plaatselijke grondwaterstroming, kan de initiatiefnemer er voor kiezen om geen gebruik te maken van stap 4.a of 4.b. De initiatiefnemer kan dan door middel van een modelmatige berekening bepalen of er sprake is van interferentie (stap 5). 2.3 Stap 3 Bepalen vervolgstap op basis van aantal kleine gesloten bodemenergiesystemen binnen straal van 12 meter In stap 1 is het aantal kleine gesloten bodemenergiesystemen binnen 12 meter van het nieuw geplande kleine systeem geïnventariseerd. Indien binnen deze straal 1 klein gesloten bodemenergiesysteem aanwezig is, volgt stap 4.a. Indien binnen deze straal 2 of meer kleine gesloten bodemenergiesystemen aanwezig zijn, volgt stap 4.b. Bijlage 2 van de BUM s en HUM s bodemenergiesystemen deel 1 en deel 2 Pagina 6 van 31

7 2.4 Stap 4.a Bepalen of het andere kleine gesloten bodemenergiesysteem binnen de worst-case interferentieafstand ligt Bij Wanneer er 1 ander klein gesloten bodemenergiesysteem binnen de staal van 12 meter rond het geplande kleine gesloten bodemenergiesysteem ligt, kan men op basis van tabel 2 de worst case interferentieafstand bepalen. De worst case wil - evenals in stap 1 - zeggen: een klein gesloten bodemenergiesysteem met een bodemzijdig vermogen minder dan 7 kw met 13 kwh/m/j warmteonttrekking aan de bodem en zonder warmtetoevoer naar de bodem (dus maximaal koudeoverschot), in combinatie met een bodem die goed warmte geleidend is (2,25-2,75 W/mK). Om tabel 2 te kunnen gebruiken, bepaalt men op basis van de lokale bodemopbouw de warmtegeleidingscoëfficiënt van de bodem. Als de afstand tussen de twee kleine gesloten bodemenergiesystemen groter is dan de worst case interferentieafstand is geen sprake van interferentie. Als deze afstand kleiner is, kan men met meer fijnmazig met stap 4.b bepalen of sprake is van interferentie. Tabel 2. Worst case interferentie-afstanden bij verschillende bodemgesteldheden. Bodemtype * Worst case interferentie-afstand** A. Slecht geleidend 2 m Warmtegeleidingscoëfficiënt = 1,25-1,75 W/mK. Bijvoorbeeld: relatief dikke deklaag, veel kleiig en/of venige lagen, zeer fijn zandig/lemige afzettingen, lage grondwaterstand. B. Normaal geleidend Warmtegeleidingscoëfficiënt = 1,75-2,25 W/mK. Bijvoorbeeld: relatief dunne deklaag, overwegend matig fijne tot matig grove zanden, hoge grondwaterstand. C. Zeer goed geleidend 17,5 m 15 m Warmtegeleidingscoëfficiënt = 2,25-2,75 W/mK. Bijvoorbeeld: voornamelijk bestaande uit matig grove tot zeer grove zanden of grind, hoge grondwaterstand, matige grondwaterstroming. Toelichting: *zie ook 2DEN 324 "Kwaliteitsrichtlijn verticale bodemwarmtewisselaars" of de ISSO 73. ** de afstand tussen de geometrische middelpunten (x- en y-coördinaten volgens het rijksdriehoekstelsel) van de bodemlussen van elke systeem. 2.5 Stap 4.b. Bepalen onderlinge temperatuureffecten met behulp van nomogrammen Als bij stap 3 blijkt dat er 2 of meer kleine gesloten bodemenergiesystemen binnen 12 afstand van het geplande kleine gesloten bodemenergiesysteem aanwezig zijn, kan men met stap 4.b bepalen of sprake is van interferentie. Stap 4.b is vanwege de lengte beschreven in bijlage 2.2 van dit document. De nomogrammen die gebruikt worden bij stap 4.b zijn opgenomen in bijlage 2.3. Bijlage 2.4 geeft een voorbeeld van de toepassing van stap 4.b van het stappenplan. In bijlage 2.5 is een cases uitgewerkt die de cumulatieve temperatuureffecten illustreert. Bijlage 2 van de BUM s en HUM s bodemenergiesystemen deel 1 en deel 2 Pagina 7 van 31

8 2.6 Stap 5. Modelmatige berekening van temperatuureffecten per systeem Als de plaatselijke grondwaterstroming niet voldoet aan de grenswaarden in tabel 1, dient de initiatiefnemer met een model te berekenen wat de temperatuureffecten zijn op alle (kleine) gesloten bodemenergiesystemen die binnen 12 meter afstand van het geplande kleine gesloten bodemenergiesysteem liggen. Bij het plaatsen van vele kleine individuele gesloten bodemenergiesystemen in een klein gebied, is het in veel gevallen noodzakelijk om de onderlinge temperatuureffecten modelmatig te berekenen. Door het lussensysteem van deze systemen als een geheel te ontwerpen en daarbij rekening te houden met de onderlinge temperatuureffecten, kan al bij het ontwerp voor het negatieve effect van interferentie worden gecompenseerd. Als uit de berekening blijkt dat totale temperatuurverlaging bij één of meer van de beschouwde systemen meer dan 1,5 C bedraagt, is sprake van interferentie. Het geplande systeem kan dan niet conform het ontwerp worden geplaatst. Mogelijk kan bij een ander ontwerp (bijvoorbeeld met minder maar langere bodemlussen) wel een bodemenergiesysteem op de betreffende locatie worden geplaatst zonder tot interferentie te leiden. Naast de in deze bijlage beschreven methodiek voor bepaling van interferentie, dient bij de plaatsing van een gesloten bodemenergiesysteem in de nabijheid van een bestaand bodemenergiesysteem de minimale afstand tussen individuele lussen in acht gehouden te worden. Deze afstand wordt berekend conform ISSO-publicatie 73 Ontwerp en uitvoering van verticale bodemwarmtewisselaars. LITERATUUR 1. Groenholland, 212. Methode voor het bepalen van interferentie tussen kleine gesloten bodemenergiesystemen, rapportnr. GHNL Bijlage 2 van de BUM s en HUM s bodemenergiesystemen deel 1 en deel 2 Pagina 8 van 31

9 Bijlage 2.2 Stap 4.b: Bepalen onderlinge temperatuureffecten met nomogrammen Deze bijlage bevat een nadere uitwerking van stap 4.b van bijlage 2. Als er 2 of meer kleine gesloten bodemenergiesystemen binnen 12 afstand van het geplande kleine gesloten bodemenergiesysteem aanwezig zijn, wordt op basis van stap 4.b bepaald of er sprake is van onderlinge interferentie. Stap 4.b is in de beschrijving hieronder opgedeeld in de sub-stappen 4.b-1 t/m 4.b-4. Stap 4.b-1 Bepaal gegevens over de energievraag en het geplande systeem De warmte en koudevraag van het geplande systeem zijn bij het ontwerp bepaald. Bepaal de relevante gegevens over het geplande systeem door invulling van onderstaande invultabel: Parameter Condensorvermogen warmtepomp (kw), bij B/W35 Elektrisch opgenomen vermogen compressor (kw), bij B/W35 Verdampervermogen warmtepomp (kw) = Condensorvermogen - elektrisch. vermogen compressor SPF-V (Seizoens Prestatie Factor) verwarming = Condensorvermogen / elektrisch opgenomen vermogen*, bij B/W35 SPF-K (Seizoens Prestatie Factor) koeling = Verdampervermogen / elektrisch opgenomen vermogen*, bij B3/W1. Bij passieve koeling: SPF-K = 15 Waarde Jaarlijkse warmtevraag object (MWh/jaar) Dit is wat de warmtepomp levert aan het object Jaarlijkse netto warmteonttrekking bodem (MWh/jaar) = (Jaarlijkse warmtevraag object) - (Jaarlijkse warmtevraag object / SPF-V) Jaarlijkse koudevraag object (MWh/jaar) Dit is wat het bodemenergiesysteem of de warmtepomp levert aan het object Jaarlijkse netto warmtetoevoer bodem (MWh/jaar) = (Jaarlijkse koudevraag object) + (Jaarlijkse koudevraag object / SPF-K) Totale lengte bodemlussen (m) Aantal bodemlussen x geplaatste diepte (dubbele bodemlussen tellen slechts 1x!) Specifieke warmteonttrekking bodem (kwh/m/j) = (Jaarlijkse netto warmteonttrekking bodem * 1) / (Lengte bodemlussen) Specifieke warmtetoevoer bodem (kwh/m/j) = (Jaarlijkse netto warmtetoevoer bodem * 1) / (Lengte bodemlussen) *elektrisch opgenomen vermogen = hulpenergie = [compressorvermogen + vermogen bronpomp] * aantal draaiuren Bijlage 2 van de BUM s en HUM s bodemenergiesystemen deel 1 en deel 2 Pagina 9 van 31

10 Melding van bestaande systemen Alleen voor al bestaande systemen die voor de eerste keer gemeld gaan worden kunnen deze waarden, indien niet bekend, als volgt door de melder worden bepaald: 1. Verwarmingsvraag geschakelde nieuwbouw: Condensorvermogen (kw) x 18 (draaiuren); 2. Verwarmingsvraag geschakelde bestaande bouw: Condensorvermogen (kw) x 175 (draaiuren); 3. Verwarmingsvraag appartementencomplex: Condensorvermogen (kw) x 22 (draaiuren); 4. Verwarmingsvraag kantoor: Condensorvermogen (kw) x 18 (draaiuren); 5. Verwarmingsvraag school: Condensorvermogen (kw) x 18 (draaiuren); 6. Koelvraag systemen met passieve koeling: 3% van de verwarmingsvraag; 7. Koelvraag systemen met actieve koeling: Verdampervermogen (kw) x 75 (draaiuren). Controle mogelijkheden voor bevoegd gezag Bevoegde gezagen kunnen de aangeleverde gegevens over een systeem in eerste instantie beoordelen aan de hand van enkele kengetallen: Jaarlijkse warmtevraag gebouw (kw) / condensorvermogen (kw) geeft het aantal vollast-uren verwarming, moet tussen 15 en 22 liggen. Rendement (SPF) dient globaal tussen 3,8 en 4,5 te liggen. Jaarlijkse koudevraag gebouw (kw) / verdampervermogen (kw) (bij mechanische verwarming) geeft aantal vollast-uren koeling, moet tussen 5 en 12 liggen. Jaarlijkse koudevraag gebouw bij passieve koeling 3% van de warmtevraag. Verdampervermogen warmtepomp (W) / totale lengte van de bodemlussen (m) (dubbele bodemlussen tellen daarbij maar 1 maal) geeft specifieke onttrekking bij pieklast, moet tussen 15 W/m en 35 W/m liggen. Opgegeven vermogens en totale energievraag kunnen per type vergeleken worden met de hierna opgenomen tabellen 3.a en 3.b. Bijlage 2 van de BUM s en HUM s bodemenergiesystemen deel 1 en deel 2 Pagina 1 van 31

11 Tabel 3.a Overzicht referentietypen: toepassing bodemenergiesysteem (V: Verwarming; PK: Passieve koeling; MK: Mechanische koeling), indicatie opgesteld vermogen voor verwarming, koeling (mechanisch en passief). Uitgangspunt bodemzijdig vermogen is kleiner dan 7 kw. No Gebouwtype Toepassing V PK MK Verwarming Condensor kw Koeling Verdamper kw Koeling Passief kw A1 Nieuwbouw, rijtjeswoning + +/ ,8-4,7 A2 Nieuwbouw, hoekwoning + +/ ,7-6,5 A3 Nieuwbouw, vrijstaand + +/- +/ ,4-8,1 5,6-1,3 B1 Bestaande bouw, rijtjeswoning B2 Bestaande bouw, hoekwoning B3 Bestaande bouw, vrijstaand + +/- +/ ,6-17,7 9,3-13,1 C1 Appartementencomplex (1) + + +/ C2 Appartementencomplex (2) + + +/ ,7-62 D1 Bedrijfshal met kantoor D2 Kantoorpand D3 School + +/ Tabel 3.b Overzicht referentietypen: Totaal verwarmingsvraag (ruimteverwarming + tapwater), draaiuren verwarming, totaal koelvraag, draaiuren koeling. Warmte- en koudevraag verkregen door vermenigvuldigen maximale aantal uren met minimale capaciteit. No Warmtevraag MWh/jaar Draaiuren Koelvraag MWh/jaar Draaiuren min max min max min max min max A1 5,4 7, ,7 2, A2 7,2 1, ,3 2, A3 1,8 16, ,3 3, B1 8,8 1, B2 12,5 14, B3 17,5* 17,* , C1 6, 66, ,5* 16,5* C2 15, 11, ,7 27, D1 25, 36, ,3 4,3 5 1 D2 7, 72, ,9 5 1 D3 7, 72, , * Om voor de referentietypen een minimum en maximum warmte- of koudevraag te berekenen, is op basis van de capaciteiten uit tabel 3.a het laagste vermogen van de warmtepomp met het maximale aantal draaiuren gecombineerd en het hoogste vermogen van de warmtepomp met het minimale draaiuren. Dat doet recht aan het feit dat een groter warmtepompvermogen over het algemeen minder vollasturen Bijlage 2 van de BUM s en HUM s bodemenergiesystemen deel 1 en deel 2 Pagina 11 van 31

12 draait. Als gevolg hiervan zijn voor een aantal referentietypen de berekende minimum- en maximum-energievraag (in MWh) aan elkaar gelijk. De kengetallen in tabel 3.a en 3.b zijn afkomstig uit de praktijk en de resultaten zijn vergeleken met enkele studies (bronnen: GroenHolland 25, Uitzinger, 24). Stap 4.b-2 Bepaal gegevens kleine gesloten bodemenergiesystemen in een straal van 12 meter van het geplande kleine gesloten bodemenergiesysteem Hiervoor raadpleegt men minimaal het landelijke registratiesysteem voor bodemenergiesystemen. In aanvulling daarop kan men nagaan of er binnen deze afstand oude systemen aanwezig zijn die niet zijn gemeld en dus in het registratiesysteem zijn vermeld. Dit laatste is niet verplicht. Bij het bepalen van de afstanden tussen gesloten bodemenergiesystemen is de x- en y-coördinaat van het middelpunt van de bodemlussen van een bodemenergiesystemen maatgevend. Voor alle kleine gesloten bodemenergiesystemen binnen 12 meter van het geplande kleine gesloten bodemenergiesysteem wordt de volgende informatie ingevuld: Systeem X-coordinaat (m) Y-coordinaat (m) Totale lengte bodemlussen* (m) Aan bodem onttrokken warmte (MWh/jaar) Aan bodem toegevoerde warmte (MWh/jaar) O1 XO1 YO1 L1 VV1 KV1 O2 XO2 YO2 L2 VV2 KV2 *Aantal bodemlussen x geplaatste diepte (dubbele bodemlussen tellen slechts 1 x!) Stap 4.b-3 Bepaal warmtegeleidingscoëfficiënt bodem De warmtegeleidingscoëfficiënt van de bodem bepaalt welke set temperatuurnomogrammen moet worden gebruikt. De warmtegeleidingscoëfficiënt volgt uit de bodemopbouw (zie 2DEN 324 "Kwaliteitsrichtlijn verticale bodemwarmtewisselaars" of de ISSO 73). De indeling hierbij is: A. Slecht geleidende bodem 1,5 W/mK (1,25-1,75 W/mK) Bijvoorbeeld: relatief dikke deklaag, veel kleiig en/of venige lagen, zeer fijn zandig/lemige afzettingen, lage grondwaterstand. B. Normaal geleidende bodem 2, W/mK (1,75-2,25 W/mK) Bijvoorbeeld: relatief dunne deklaag, overwegend matig fijne tot matig grove zanden, hoge grondwaterstand. C. Hoog geleidende bodem 2,5 W/mK (2,25-2,75 W/mK) Bijvoorbeeld: voornamelijk bestaande uit matig grove tot zeer grove zanden of grind, hoge grondwaterstand, matige grondwaterstroming. Stap 4.b-4 Bepaal temperatuurinvloeden tussen de systemen en sommeer deze In deze stap worden de cumulatieve onderlinge temperatuureffecten bepaald tussen de kleine gesloten bodemenergiesystemen binnen 12 meter afstand van het geplande kleine gesloten bodemenergiesysteem. Bijlage 2 van de BUM s en HUM s bodemenergiesystemen deel 1 en deel 2 Pagina 12 van 31

13 Neem de resultaten van stap 4.1, 4.2 en 4.3 over in de onderstaande tabel: Warmtegeleidingscoëfficiënt bodem Parameter Specifieke warmteonttrekking (kwh/m/j) 1) Specifieke warmtetoevoer (kwh/m/j) 2) X-coördinaat 3) Y-coördinaat 3) (W/mK) Nieuw systeem Bestaand systeem O1 Bestaand systeem O2 Toelichting: 1) Berekenen: aan bodem onttrokken warmte (MWh/jaar) / lengte van de bodemlussen (dubbele bodemlussen tellen slechts 1 maal) x 1. 2) Berekenen: aan bodem toegevoerde warmte (MWh/jaar) / lengte van de bodemlussen (dubbele bodemlussen tellen slechts 1 maal mee) x 1. 3) Bij het bepalen van de coördinaten van een systeem is de x- en y-coördinaat (rijksdriehoekstelsel) van het geometrisch middelpunt van de bodemlussen maatgevend. Bestaand systeem O3 Bepaal vervolgens de onderlinge temperatuureffecten en cumulatieve effecten van alle objecten als volgt: 1. Bereken de afstanden tussen alle bestaande objecten en van alle objecten met het nieuwe object. De afstand wordt per paar systemen berekend door: 2 + YO1 2 XO1 XO2 YO Afstand (D, m) = ( ) ( ) 2 2. Zoek voor ieder systeem in bijlage 2.2 het juiste nomogram op basis van: * de juiste warmtegeleidingscoëfficiënt, en * de specifieke warmtetoevoer aan de bodem door dit systeem. 3. Lees voor ieder systeem uit het bijbehorende nomogram de temperatuureffecten af op de afstanden van het beschouwde systeem tot alle andere systemen, en neem die over in de bovenstaande tabel. 4. Sommeer alle temperatuureffecten bij ieder van de beschouwde systemen. Punt 2 en 3 en 4 worden uitgevoerd met een kruistabel van alle kleine gesloten bodemenergiesystemen binnen 12 meter van het geplande gesloten bodemenergiesysteem ( objecten ), zoals in de volgende tabel is weergegeven: O1 O2 O3 Nieuw O1 - O1->O2 O1->O3 O1->Nieuw O2 O2->O1 - O2->O3 O2->Nieuw O3 O3->O1 O3->O2 - O3->Nieuw CUMULATIEF EFFECT 1 som som som SOM1 Nieuw Nieuw -> O1 Nieuw -> O2 Nieuw -> O3 - CUMULATIEF EFFECT 2 SOM2 SOM3 SOM4 Bijlage 2 van de BUM s en HUM s bodemenergiesystemen deel 1 en deel 2 Pagina 13 van 31

14 Bepaal tot slot: 1. Of het nieuwe object een temperatuurverlaging > 1,5 C veroorzaakt bij een van de bestaande objecten, en 2. Of de bestaande objecten een temperatuurverlaging > 1,5 C veroorzaken bij het nieuwe object. In de kolom nieuw worden hiertoe alle effecten van de bestaande objecten op het nieuwe object opgeteld. De som hiervan moet kleiner zijn dan het maximaal toegestane temperatuureffect, namelijk een temperatuurverlaging van 1,5 C. In de rij cumulatief effect 2 worden hiertoe de effecten van het nieuwe object en de bestaande objecten bij elkaar opgeteld. Geen van deze effecten mag groter zijn dan het toegestane temperatuureffect (een temperatuurverlaging van 1,5 C). Als uit de berekeningen blijkt dat totale temperatuurverlaging bij een of meer van de beschouwde systemen meer dan 1,5 C bedraagt, is sprake van interferentie. Het geplande systeem kan dan niet conform het ontwerp worden geplaatst, tenzij de initiatiefnemer op afdoende wijze onderbouwt dat deze grotere temperatuurverlaging niet leidt tot nadelige gevolgen voor het doelmatig functioneren van de systemen. Mogelijk kan door aanpassing van het ontwerp (bijvoorbeeld met minder maar langere bodemlussen) wel voldaan worden aan het criterium van een maximale temperatuurverlaging van 1,5 C bij de systemen. Naast de in deze bijlage beschreven methodiek voor bepaling van interferentie, dient bij de plaatsing van een gesloten bodemenergiesysteem in de nabijheid van een bestaand bodemenergiesysteem de minimale afstand tussen individuele lussen in acht gehouden te worden. Deze afstand wordt berekend conform ISSO-publicatie 73 Ontwerp en uitvoering van verticale bodemwarmtewisselaars of met een gelijkwaardig ontwerpprogramma. LITERATUUR 1. Groenholland, 25. Haalbaarheidsonderzoek Geo-Energie Schoenmakershoek, Etten-Leur. Rapportnr. GH Groenholland, 212. Methode voor het bepalen van interferentie tussen kleine gesloten bodemenergiesystemen. Rapportnr. GHNL Uitzinger, J. 24. Analyse EPC en energieverbruik bij woningen. PRC Bouwcentrum / Novem 24. Bijlage 2 van de BUM s en HUM s bodemenergiesystemen deel 1 en deel 2 Pagina 14 van 31

15 Bijlage 2.3 Nomogrammen behorend bij stap 4.b Deze nomogrammen horen bij stap 4.b-4 van bijlage 2.2. In deze nomogrammen wordt onder warmtetoevoer verstaan: de specifieke warmtetoevoer naar de bodem. In deze nomogrammen wordt onder onttrekking verstaan: de specifieke warmteonttrekking aan de bodem. A: Temperatuurverandering ( C) als functie van afstand en warmteonttrekking bij warmtegeleidingscoëfficiënt =1,5 W/MK Wamtetoevoer:, kwh/m/j Warmtetoevoer: 1, kwh/m/j Warmtetoevoer: 2, kwh/m/j Warmtetoevoer: 3, kwh/m/j Bijlage 2 van de BUM s en HUM s bodemenergiesystemen deel 1 en deel 2 Pagina 15 van 31

16 A: Temperatuurverandering ( C) als functie van afstand en warmteonttrekking bij warmtegeleidingscoëfficiënt = 1,5 W/MK Warmtetoevoer: 4, kwh/m/j Warmtetoevoer: 5, kwh/m/j Warmtetoevoer: 6, kwh/m/j Warmtetoevoer 7, kwh/m/j Bijlage 2 van de BUM s en HUM s bodemenergiesystemen deel 1 en deel 2 Pagina 16 van 31

17 A: Temperatuurverandering ( C) als functie van afstand en warmteonttrekking bij warmtegeleidingscoëfficiënt = 1,5 W/MK Warmtetoevoer: 8, kwh/m/j Warmtetoevoer: 9, kwh/m/j Warmtetoevoer: 1, kwh/m/j Warmtetoevoer 11, kwh/m/j Bijlage 2 van de BUM s en HUM s bodemenergiesystemen deel 1 en deel 2 Pagina 17 van 31

18 A: Temperatuurverandering ( C) als functie van afstand en warmteonttrekking bij warmtegeleidingscoëfficiënt = 1,5 W/MK Warmtetoevoer: 12, kwh/m/j Warmtetoevoer: 13, kwh/m/j Bijlage 2 van de BUM s en HUM s bodemenergiesystemen deel 1 en deel 2 Pagina 18 van 31

19 B: Temperatuurverandering ( C) als functie van afstand en warmteonttrekking bij warmtegeleidingscoëfficiënt = 2, W/MK Warmtetoevoer:, kwh/m/j Warmtetoevoer: 1, kwh/m/j Warmtetoevoer: 2, kwh/m/j Warmtetoevoer: 3, kwh/m/j Bijlage 2 van de BUM s en HUM s bodemenergiesystemen deel 1 en deel 2 Pagina 19 van 31

20 B: Temperatuurverandering ( C) als functie van afstand en warmteonttrekking bij warmtegeleidingscoëfficiënt = 2, W/MK Warmtetoevoer: 4, kwh/m/j Warmtetoevoer: 5, kwh/m/j Warmtetoevoer: 6, kwh/m/j Warmtetoevoer: 7, kwh/m/j Bijlage 2 van de BUM s en HUM s bodemenergiesystemen deel 1 en deel 2 Pagina 2 van 31

21 . B: Temperatuurverandering ( C) als functie van afstand en warmteonttrekking bij warmtegeleidingscoëfficiënt = 2, W/MK Warmtetoevoer: 8, kwh/m/j Warmtetoevoer: 9, kwh/m/j Warmtetoevoer: 1, kwh/m/j Warmtetoevoer: 11, kwh/m/ Bijlage 2 van de BUM s en HUM s bodemenergiesystemen deel 1 en deel 2 Pagina 21 van 31

22 . B: Temperatuurverandering ( C) als functie van afstand en warmteonttrekking bij warmtegeleidingscoëfficiënt = 2, W/MK Warmtetoevoer:12, kwh/m/j Warmtetoevoer: 13, kwh/m/j Bijlage 2 van de BUM s en HUM s bodemenergiesystemen deel 1 en deel 2 Pagina 22 van 31

23 C: Temperatuurverandering ( C) als functie van afstand en warmteonttrekking bij warmtegeleidingscoëfficiënt = 2,5 W/MK Warmtetoevoer:, kwh/m/j Warmtetoevoer: 1, kwh/m/j Warmtetoevoer: 2, kwh/m/j Warmtetoevoer: 3, kwh/m/j Bijlage 2 van de BUM s en HUM s bodemenergiesystemen deel 1 en deel 2 Pagina 23 van 31

24 C: Temperatuurverandering ( C) als functie van afstand en warmteonttrekking bij warmtegeleidingscoëfficiënt = 2,5 W/MK Warmtetoevoer: 4, kwh/m/j Warmtetoevoer: 5, kwh/m/j Warmtetoevoer: 6, kwh/m/j Warmtetoevoer: 7, kwh/m/j Bijlage 2 van de BUM s en HUM s bodemenergiesystemen deel 1 en deel 2 Pagina 24 van 31

25 C: Temperatuurverandering ( C) als functie van afstand en warmteonttrekking van warmtegeleidingscoëfficiënt = 2,5 W/MK Warmtetoevoer: 8, kwh/m/j Warmtetoevoer: 9, kwh/m/j Warmtetoevoer 1, kwh/m/j Warmtetoevoer: 11, kwh/m/j Bijlage 2 van de BUM s en HUM s bodemenergiesystemen deel 1 en deel 2 Pagina 25 van 31

26 C: Temperatuurverandering ( C) als functie van afstand en warmteonttrekking bij warmtegeleidingscoëfficiënt = 2,5 W/MK Warmtetoevoer: 12, kwh/m/j Warmtetoevoer: 13, kwh/m/j Bijlage 2 van de BUM s en HUM s bodemenergiesystemen deel 1 en deel 2 Pagina 26 van 31

27 Bijlage 2.4 Voorbeeld toepassen stap 4.b Deze bijlage beschrijft een voorbeeld van de toepassing van stap 4.b. In dit voorbeeld zijn drie bestaande vrijstaande woningen op een rij uitgerust met een klein gesloten bodemenergiesysteem. Hier wordt in een nog te bouwen vrijstaande woning een nieuw klein bodemenergiesysteem gepland. Stap 4.b-1 en 4.b-2 Gegevens over gepland systeem en systemen tot 12 meter afstand De gegevens over het geplande systeem volgen uit het ontwerp. De gegevens over de drie bestaande systemen worden uit het landelijke registratiesysteem opgevraagd. Dit betreft de X- en Y-coördinaten, de totale lengte van de bodemlussen en de totale hoeveelheid aan de bodem onttrokken en toegevoerde warmte. De gegevens zijn in tabel 1 samengevat. Tabel 1. Basisgegevens nodig voor bepalen mogelijke negatieve interferentie. Object (en type conform tabel 1a/1b); X- en Y-coördinaat (rijksdriehoeksstelsel); totale lengte bodemlussen (m); totale hoeveelheid aan de bodem onttrokken warmte en totale hoeveelheid aan de bodem toegevoerde warmte (MWh/jaar). Systeem X-coordinaat (m) Y-coordinaat (m) Totale lengte bodemlussen (m) * Onttrokken warmte (MWh/jaar) Toegevoerde warmte (MWh/jaar) W1 bestaand ,25 3,2 W2 bestaand , 3,41 W3 bestaand ,9 3,84 WN nieuw ,7 3,3 *Aantal bodemlussen x geplaatste diepte (dubbele bodemlussen tellen slechts 1x!) Stap 4.b-3 Bepaal warmtegeleidingscoëfficiënt bodem We nemen een warmtegeleidingscoëfficiënt van de bodem aan van 2, W/mK. Hieruit volgt dat in stap 4.b-4 de nomogrammen B in bijlage 2.3 (zie in dit document vanaf pagina 15) gebruikt moeten worden. Stap 3.b-4 Bepaal temperatuurinvloeden tussen systemen en sommeer deze Vervolgens worden de volgende parameters berekend: 1. Afstanden tussen de objecten en voor elk object de specifieke warmteonttrekking en warmtetoevoer in kwh/m/j. Tussen de objecten moet de afstand tussen de bodemenergiesystemen bepaald worden. De afstanden volgen eenvoudig uit de volgende formule: ( X1 X 2) 2 + ( Y 2) 2 Afstand (D, m) = 1 Y Waarbij X1 en Y1 de coördinaten van object 1 en X2 en Y2 de coördinaten van object 2 zijn. De specifieke warmteonttrekking van ieder van de beschouwde systemen. Deze wordt berekend door de totale hoeveelheid warmte te delen door de totale lengte van de bodemlussen (aantal bodemlussen x geplaatste diepte, dubbele bodemlussen tellen slechts 1x!). Tabel 2 geeft de resultaten van deze berekeningen weer. Bijlage 2 van de BUM s en HUM s bodemenergiesystemen deel 1 en deel 2 Pagina 27 van 31

28 Tabel 2. Afstanden tussen de objecten (m) en specifieke warmteonttrekking / warmtetoevoer. W1 W2 W3 WN W W W WN Specifieke onttrokken warmte (kwh/m/j) Specifieke toegevoerde warmte (kwh/m/j) We bepalen de temperatuureffecten tussen de bestaande objecten onderling en tussen de bestaande objecten en de nieuwbouw op basis van de nomogrammen onder B in bijlage 2.2. Het effect van object W1 op W2: Object W1 heeft een specifieke warmteonttrekking van 28,9 kwh/m/j (tabel 5: 8,25 * 1 / 285) en een specifieke warmtetoevoer van 11,2 kwh/m/j (tabel 5: 3,2 * 1 / 285). In de grafieken van nomogrammen B (warmtegeleidingscoëfficiënt bodem 2, W/mK) kijken we bij een specifieke warmteonttrekking van 28,9 kwh/m/j en bij een afstand van 12 meter, het temperatuureffect is daar -,36K. Figuur 11 toont het relevante nomogram en hulplijnen. Figuur 1. Voorbeeld bepalen temperatuureffect tussen 2 systemen (nomogram B). Warmtetoevoer: 1, kwh/m/j Het effect van object W1 op W3: de afstand tussen deze objecten bedraagt 24 meter, het temperatuureffect is -,28 C. Het effect van object W2 op W1: Bijlage 2 van de BUM s en HUM s bodemenergiesystemen deel 1 en deel 2 Pagina 28 van 31

29 Object W2 heeft een warmtetoevoer van 14 kwh/m/j, daarvoor is er geen aparte grafiek. In dit geval lezen we het temperatuureffect af uit de grafieken bij 1 kwh/m/jaar en 2 kwh/m/j warmtetoevoer en interpoleren om de uiteindelijke waarde te krijgen: (-,43 + -,35)/2 = -,39 C. In tabel 3 zijn alle temperatuureffecten weergegeven en opgeteld. Wanneer we een maximaal effect van 1,5 C afkoeling door andere systemen accepteren, blijkt het nieuwe systeem mogelijk te zijn, alle bij elkaar opgetelde effecten zijn minder dan -1,5 C. Tabel 3. Berekening cumulatieve temperatuureffecten (in C). Temperatuureffect bij: Temperatuureffecten door de individuele systemen Effect van systeem W1 Effect van systeem W2 Effect van systeem W3 Effect van nieuw systeem Totaal temperatuureffect Systeem W1 - -,39 -,28 -,36-1,3 W2 -,36 - -,36 -,38-1,1 W3 -,28 -,39 - -,3 -,97 WN -,36 -,4 -,3 - -1,6 De cumulatieve temperatuurverlaging blijft bij alle systemen kleiner dan 1,5 C. Er is dus geen sprake van interferentie en het nieuwe systeem kan geplaatst worden conform het ontwerp. Bijlage 2 van de BUM s en HUM s bodemenergiesystemen deel 1 en deel 2 Pagina 29 van 31

30 Bijlage 2.5 Illustratie interferentie gesloten bodemenergiesystemen Voorbeeldsituatie: Beoordeling interferentie naar aanleiding van de vergunningaanvraag voor de plaatsing van een gesloten bodemenergiesysteem bij toekomstig kantoor Villanova. Situatieschets van systemen in de nabije omgeving: Binnen 12 meter afstand van het nieuw te plaatsen systeem liggen twee gesloten bodemenergiesystemen: bij het kantoor van de gemeente en bij het kantoor van de bank. De twee bestaande gesloten bodemenergiesystemen voegen jaarlijks een koude-overschot aan de bodem toe. Dit geldt ook voor het geplande gesloten bodemenergiesysteem van Villanova. Omdat het bodemzijdig vermogen van het gesloten bodemenergiesysteem hoger is dan 7 kw, zijn de onderlinge temperatuureffecten modelmatig berekend. De uitkomsten daarvan zijn geïllustreerd in onderstaande situatieschets. Openbare weg ΔT =-,5 K ΔT =- 1, K Kantoor Gemeente x/y in registratiesysteem ΔT = -1,5 K ΔT = -2, K x/y in aanvraag Bankkantoor Toekomstig kantoor Villanova ΔT = -2, K ΔT = -2, K ΔT = -1,5 K ΔT = -1,5 K Openbare weg ΔT = -1, K ΔT =- 1, K x/y in registratiesysteem ΔT =-,5 K ΔT =-,5 K Bijlage 2 van de BUM s en HUM s bodemenergiesystemen deel 1 en deel 2 Pagina 3 van 31

31 Berekening temperatuur-effecten per systeem in situatie voor aanleg bodemenergiesysteem Villanova: Onderlinge effecten van de bestaande gesloten bodemenergiesystemen: Effecten op bodemenergiesysteem van Bankkantoor: - Temperatuur-effect van kantoor gemeente: -,7 C Effecten op bodemenergiesysteem van kantoor gemeente: - Temperatuur-effect van Bankkantoor: -,7 C Conclusie: Alle temperatuureffecten zijn kleiner dan -1,5 C, dus is er geen sprake van interferentie. Berekening temperatuur-effecten per systeem bij aanleg bodemenergiesysteem Villanova: Effecten van het geplande systeem op de bestaande gesloten bodemenergiesystemen: Effecten op bodemenergiesysteem van Bankkantoor: - Temperatuur-effect van kantoor gemeente: -,7 C - Temperatuur-effect van toekomstig kantoor Villanova: -1,1 C - Totaal: -1,8 C Effecten op bodemenergiesysteem van kantoor gemeente: - Temperatuur-effect van Bankkantoor: -,7 C - Toekomstig kantoor Villanova:-,8 C - Totaal: -1,5 C Effecten op het geplande gesloten bodemenergiesysteem in aanvraag/melding Effecten op bodemenergiesysteem van toekomstig kantoor Villanova: - Temperatuur-effect van Bankkantoor: -,9 C - Temperatuur-effect van kantoor gemeente: -1,1 C - Totaal: -2, C Conclusie: Het temperatuureffect bij het kantoor van de gemeente ligt op de bovengrens van de norm van -1,5 C. Het temperatuureffect bij het bestaande bodemenergiesysteem van het bankkantoor overschrijdt de norm van -1,5 C. Het temperatuureffect bij het nieuw te plaatsen bodemenergiesysteem van kantoor Villanova overschrijdt de norm van -1,5 C. Plaatsing van het bodemenergiesysteem bij kantoor Villanova leidt bij twee van de drie systemen tot overschrijding van het criterium voor maximale afkoeling met 1,5 C. Bijlage 2 van de BUM s en HUM s bodemenergiesystemen deel 1 en deel 2 Pagina 31 van 31