Welkom. Rentabiliteit studie energiecentrale MMC

Transcriptie

1 Welkom Rentabiliteit studie energiecentrale MMC

2 Waarom ziekenhuis uitermate geschikt voor WKO Langs een warmte vraag heeft een ziekenhuis ook een grote koudevraag. Een WKO levert in zijn totaliteit meer op naarmate er meer behoefte is aan koeling. Langs koeling ventilatielucht ook aanvullende koeling: Ø Koelplafonds, inductieunits, koelconvectoren, etc Ø MER- en SER-ruimtes Ø Koeling voor OK plenums Ideaal voor koeling tijdens noodstroombedrijf laag elektra(piek)verbruik

3 In praktijk vaak ondermaatse prestatie In bestaande ziekenhuizen WKO pas in een later stadium pas toegevoegd. Ø Integratie in bestaande (conventionele) installatie. Ø Verschillende temperatuur tracés van afgiftesystemen. Geen standaardafname van warmte en koude (Meerdere autonome processen die gedurende het hele jaar koude of warmte vragen) Energiecentrale ziekenhuis bestaat vaak uit meerdere opwekkers die een wisselwerking op elkaar kunnen hebben. Ø WKK en eventuele afgassenketel en/of absortiekoeling Ø Additionele koeling en verwarming (bivalent bedrijf) Ø Stoomketels eventueel met stoom/water TSA s Ø Warm tapwateropwekking

4 Drycoolers Warmtepompen Conventionele installatie Koelmachines (conventioneel) Warmte- en koude Opslag in de bodem

5 Probleemstellingen: Hoe presteren de WKO en warmtepompen? Hoe presteren de overige opwekkers? (Warmtekrachtkoppeling, stoomketels, koelmachines, afgassenketel) De interactie tussen de opwekkers? (synergetisch of wisselwerking Energieverbruik gebouw in correlatie met opwekkers? (optimale inzet en regelstrategie) Zijn er besparingen te realiseren?

6 Doelstelling Inzicht krijgen in de prestaties van onze energiecentrale en zijn correlatie met het energetisch gedrag van het gebouw. Eventuele oorzaken voor verminderde prestaties opsporen en hiervoor modificatieconcepten opstellen. Berekenen wat de eventuele besparingen zijn die voortvloeien uit deze concepten en ze toetsen op meerdere criteriapunten.

7 Uitleg energiecentrale Inhoudsopgave Inzicht in de prestaties van de opwekkers van de energiecentrale. Oorzaken van verminderde prestaties opwekkers Energetisch gedrag van het gebouw in correlatie met opwekkers. Modificatieconcepten Energiebesparingen Conclusie en aanbevelingen

8 Opwekkers energiecentrale Stoomketels Afgassenketel Warmte-krachtkoppeling Warmtepompen Warmte-koudeopslag in de bodem (WKO) Koelmachines Drycoolers

9 Stoomketels Werkelijk rendement circa 81% Ketels functioneren conform specificaties

10 Afgassenketel Werkelijk rendement circa 79% Ketel functioneert conform specificatie

11 Warmte-krachtkoppeling (WKK)

12

13 Rentabiliteitsrekenmodel Draaiuren 8766 Gasverbruik 160 Onderhoudkosten per jaar (є) Electrisch rendement WKK (%) 35,0% Thermische rendement WKK (%) 62,0% Totaal CV-water WKK opgewekt volgens EMS (KWH) Drycooler deel volgens EMS (%) 0,0% Cv-water opgenomen door gebouw volgens EMS (%) 100,0% Rendement afgassenketel (%) 79% Rendement stoomketelketels (%) 81% 2016 Kosten elektra dal (є / kwh) 0,03480 Kosten elektra piek (є / kwh) 0,04921 Kosten elektra gem bij 72% dag en 28% nacht (є / kwh) 0,04518 ODE en EB kosten (є / kwh) 0,01521 Kosten elektra totaal incl BTW (є / kwh) 0, Kosten Aardgas (є /Mn³) 0,21689 ODE en EB kosten (є/mn³) 0,07374 Kosten Aardgas totaal (є /Mn³) 0,35166 Enthalpie stoom (KJ/KG) 2744,5 Enthalpie voedingswater (KJ/KG) 631,9 Onderste verbrandingswaarde aardgas (MJ/Mn³) 31,669 Uitkomst Kwh Kosten Onderhoudskosten Totaal thermisch opgenomen door gebouw van WKK Totaal elektrisch opgewekt door WKK (Kwh) Totaal kosten Totaal thermisch opgenomen door gebouw opgewekt door stoomketels Totaal elektrisch ingekocht (Enexis) Totaal kosten Verschil bedrijfsvoering met of zonder WKK Conversie rendement WKK 97,0% Conversie rendement totale systeem 91,63% Thermische rendement totale systeem 56,63%

14

15 34,9 % afgegeven aan de buitenlucht 65,1 % opgenomen door gebouw

16 Warmtepompen (koudebedrijf) Energy efficiency ratio (EER) circa 50% lager Capaciteit 38 % lager

17 Warmtepompen (warmtebedrijf) Coëfficiënt of performance (COP) circa 25% lager Capaciteit 21% lager

18 Warmte-koudeopslag in de bodem

19 Warmte-koudeopslag in de bodem Koude bron laden en warme bron ontladen (wintersituatie) Ø Rendement 29% lager dan specificaties Ø Capaciteit 48% lager dan specificaties Koude bron ontladen en warme bron laden (zomersituatie) Ø Rendement 19% lager dan specificaties Ø Capaciteit 44% lager dan specificaties Gevolg:

20 Koelmachines Koelmachines presteren volgens specificaties Koelmachines produceren het voordeligst koude

21 Drycoolers

22 Drycoolers Drycoolers presteren naar behoren

23 Resumé De thermische energie van de WKK wordt niet volledig opgenomen door het gebouw. De warmte-koudeopslag kan beter presteren. De warmtepompen kunnen beter presteren in zowel warmte- als koudebedrijf. Essentiele informatie wat betreft rendementen en capaciteiten van alle opwekkers (optimale inzet en regelstrategie)

24 Uitleg energiecentrale Inhoudsopgave Inzicht in de prestaties van de opwekkers van de energiecentrale. Oorzaken van verminderde prestaties opwekkers Energetisch gedrag van het gebouw in correlatie met opwekkers. Modificatieconcepten Energiebesparingen Conclusie en aanbevelingen

25 WKK Door te klein temperatuurverschil te weinig vermogenoverdracht Doordat de WKK in serie staat met de condensors. (opkrikken temp. tracé)

26 Warmtepompen Een te lage verdamperintredetemperatuur (verschillende temp tracés) Een te hoge condensorintredetemperatuur (verschillende temp tracés

27 Onderbouwing

28 Warmte-koudeopslag in de bodem (koude ontladen en warmte laden) Retourtemperatuur gekoeld water net te laag (verschillende temp tracés) Temperatuurverschil tussen ontrekking- en infiltratietemperatuur

29 Warmte-koudeopslag in de bodem (koude laden en warmte ontladen) Temperatuur warme bron te aan de lage kant Temperatuurverschil tussen ontrekking- en infiltratietemperatuur Minder warmte voor de warmtepomp beschikbaar (interactie)

30 Inhoudsopgave Zijsprongetje: uitleg energiecentrale. Inzicht in de prestaties van de opwekkers van de energiecentrale. Oorzaken van verminderde prestaties opwekkers Energetisch gedrag van het gebouw in correlatie met opwekkers. Modificatieconcepten Energiebesparingen Conclusie en aanbevelingen

31 Jaarbelastingduurkrommes

32 Energetisch gedrag van het gebouw in correlatie met de opwekkers Op basis van: Regelstrategie (bedrijfstoestanden en huidige software) Buitentemperatuur over het jaar 2015 Draaiuren opwekkers Opgewekte vermogens over het jaar 2015

33 Jaarbelastingduurkromme warmte gebouw MMC (huidige situatie)

34 Jaarbelastingduurkromme koude gebouw (huidige situatie) Geen koude beschikbaar (topkoeling) Maximale laadvermogen Koude bron

35 Jaarbelastingduurkromme stoom gebouw (huidige situatie)

36 Inhoudsopgave Zijsprongetje: uitleg energiecentrale. Inzicht in de prestaties van de opwekkers van de energiecentrale. Oorzaken van verminderde prestaties opwekkers Energetisch gedrag van het gebouw in correlatie met opwekkers. Modificatieconcepten Energiebesparingen Conclusie en aanbevelingen

37 Modificatieconcepten 6 haalbare modificatieconcepten opgesteld inclusief regelstrategieën. Alle modificatieconcepten zijn uitgezet in de jaarbelastingduurcurves voor warmte, koude en stoom. Doormiddel van de oppervlaktes te bepalen zijn de hoeveelheden energie (Kwh) per opwekker bepaald. Deze hoeveelheden energie zijn in rekenmodellen verwerkt die de vergelijking maakt met de huidige situatie. Modificaties getoetst doormiddel van een criteriamatrix

38 Rekenmodel kostenbesparing Opwekker Warmtepompen (warmtebedrijf) Warmtepompen (koudebedrijf) Dimensie Huidige situatie Na modificatie COP 3,88 4, EER 2,05 4, Koelmachines ESEER 5,06 5, koude bron ontladen en warme bron laden Koude bron laden en warme bron ontladen Rendement Opgewekt per opwekker huidige situatie (KWh) Opgewekt per opwekker na modificatie (KWh) Kosten huidige situatie Kosten na modificatie EER COP 39, CV-water stoomketels η 81% 81% Stoom stoomketels η 81% 81% Afgassen ketel є / Kwh 0, , WKK є / Kwh 0, Topkoeling All-in kosten elektra (є/kwh) 0,07307 All-in kosten Aardgas (є/mn³) 0,35166 Totaal Besparing op jaarbasis (є) ,6%

39 Resultaat 1 WKK parallel aan de condensor van de WP en boiler (warm tapwater) voeden doormiddel van een 3-wegklep.

40 Jaarbelastingduurkrommes warmte gebouw

41 Besparing van op jaarbasis (op basis van de energieprijzen 2016) Kostenbesparing op energie van 17,4% per jaar Investering van circa (EVT van 0,4 jaar)

42 Resultaat 2 Koelmachines parallel aan verdampers warmte pompen en change over batterijen toepassen bij de luchtbehandelingskasten oudbouw.

43 Zijsprongetje: change-over batterij in een LBK

44 Jaarbelastingduurkrommes warmte gebouw

45 Jaarbelastingduurkrommes koude gebouw

46 Besparing van op jaarbasis (op basis van de energieprijzen 2016) Energiebesparing van 26,6% Investering van circa (TVT van 4,1 jaar) Topkoeling behoort tot het verleden en 1000 KW overcapaciteit voor uitbreidingen van het gebouw

47 Combinatie van de 2 modificaties Koelmachines parallel aan verdampers warmtepompen en change-over batterijen toepassen in de oudbouw. WKK parallel aan de condensor van de WP en boiler voeden doormiddel van een 3-wegklep.

48 Jaarbelastingduurkrommes warmte gebouw

49 Jaarbelastingduurkrommes koude gebouw

50 Combinatie van de 2 modificaties Besparing van op jaarbasis (op basis van de energieprijzen 2016) Kostenbesparing van 29,6% Investering van circa (TVT van 3,9 jaar) Topkoeling behoort tot het verleden en 1000 KW overcapaciteit voor uitbreidingen van het gebouw

51 Eindconclusies en aanbevelingen De combinatie van de 2 modificaties geeft het beste resultaat op meerdere criteriapunten Het genereert een kostenbesparing van circa per jaar Wat een besparing betekent van 29,6% op de energiekosten De terugverdientijd hierbij is 3,9 jaar Topkoeling behoort tot het verleden 1000 KW extra koelcapaciteit voor de toekomst Geen investering nodig van voor OK-complex De terugverdientijd daalt dan van 3,9 jaar à 3,2 jaar

52 Vragen???