ISSO-publicatie november ISSO-publicatie 39. Ontwerp, realisatie en beheer van een Energiecentrale met warmte en koude opslag (WKO)

Transcriptie

1 1 ISSO-publicatie 39 Ontwerp, realisatie en beheer van een Energiecentrale met warmte en koude opslag (WKO) 25 november 2011 Samenstelling ISSO-kontaktgroep: ir. M. van Aarssen IF Technology B.V. ing. J.C. Aerts ISSO ir. H.J. Broekhuizen Installect Advies B.V. ir. J.J. Buitenhuis DWA Installatie- en Energieadvies ing. P.M.J. Gerats Sweegers & de Bruijn B.V. drs. A.de Groof SIKB ing. A. van der Hilst Mampaey Installatietechniek B.V. H.M.A. Janssen Groesbeek Ga-Consult ing. B. Lankhoorn Schouten Techniek B.V. ing. H.C. Roel Roel Consultants A. Rook Priva B.V. ing. A.W.F. Vlooswijk Wolter & Dros B.V. ing. W. van Voorst Vader ENECO Warmte B.V. dr. ir. C.J. Wisse DWA Installatie- en Energieadvies

2 2 Inhoudsopgave Samenvatting... 4 Wiskundige symbolen... 5 Grafische symbolen... 6 Terminologie... 7 Begrippen WKO... 7 Werktuigkundige begrippen Voorwoord Inleiding Introductie energiecentrale met WKO Doel van de publicatie Toepassingsgebied Afbakening met aangrenzende disciplines Informatieoverdracht aangrenzende disciplines via communicatiemodellen Stappenplan ontwerp energiecentrale WKO Minimaal benodigde gegevens gebouwinstallatie Ontwerpprocedure Methoden Communicatiemodel minimaal benodigde gegevens gebouwinstallatie Oriënterende afstemming ondergrondse installatie Procedure Communicatiemodel oriënterende afstemming ondergrondse installatie Bepaling systeemconcept Procedure Methoden Energieberekeningen Economische prestaties Ontwerp hydraulische schakeling Procedure Methoden Dimensionering componenten hydraulische schakeling Procedure Methoden Communicatiemodel minimaal uit te wisselen ontwerpgegevens ondergrondse installatie.. 28

3 3 9 Omschrijving beoogde functionaliteit energiecentrale Procedure Methoden Uitwerking ontwerp Procedure Communicatiemodellen uitwerking ontwerp Activiteiten realisatiefase Procedure Communicatiemodel voor de realisatie Activiteiten Onderhoud & Beheer Procedure Methoden Communicatiemodel beheer en onderhoud Referenties... 37

4 4 Samenvatting Warmte Koude Opslag (WKO) is een methode om energie in de vorm van warmte of koude op te slaan in de bodem. De techniek wordt gebruikt om gebouwen en processen te verwarmen en/of te koelen. Doordat er gebruik gemaakt wordt van opslag van thermische energie is een andere ontwerpaanpak benodigd dan gebruikelijk voor conventionele installaties zoals ketels en koelmachines. Naast het ontwerpen op basis van benodigde capaciteiten is het noodzakelijk mede te ontwerpen op basis van energiestromen. Doordat er sprake is van gebruik van energie uit grondwater worden er wettelijke eisen gesteld aan de optredende energiestromen. Deze publicatie biedt ontwerpprocedures voor werktuigkundig ontwerpers van het bovengrondse deel van energiecentrales met WKO (open systemen). Het ontwerp van het ondergrondse gedeelte vormt een aparte discipline en wordt behandeld in een aparte publicatie (SIKB BRJ 147). De energiecentrales met WKO dienen in samenhang met de gebouwinstallaties ontworpen te worden (distributie en gebruikers). Het ontwerp van de gebouwinstallatie zelf valt buiten het bestek van deze publicatie, evenals het ontwerp van de automatiseringsinstallatie. Deze publicatie biedt communicatiemodellen ten behoeve van samenwerking met de disciplines ontwerp ondergrondse installatie, gebouwinstallatie en automatiseringsinstallatie. De ontwerpprocedures en communicatiemodellen hebben betrekking op de volgende fases: Ontwerp; Realisatie; Onderhoud & beheer.

5 5 Wiskundige symbolen <volgt in ISSO 39B>

6 6 Grafische symbolen <volgt in ISSO 39B>

7 7 Terminologie Begrippen WKO Bodemenergiesysteem Zie open en gesloten bodemenergiesysteem. Doubletsysteem Energieopslagsysteem dat gebruik maakt van (series van) twee putten, waarbij de filters waarmee het warme en koude water in de bodem worden teruggebracht zich op dezelfde diepte binnen één watervoerend pakket bevinden. Gesloten bodemenergiesysteem Installatie waarmee gebruik wordt gemaakt van de bodem voor de levering van warmte of koude ten behoeve van de verwarming of koeling van bouwwerken, door middel van een gesloten circuit van leidingen, met inbegrip van het bovengrondse deel van de installatie. Monobron Een energieopslagsysteem dat gebruik maakt van één put, waarbij de filters waarmee het warme en koude water in de bodem worden teruggebracht zich op verschillende dieptes binnen één watervoerend pakket bevinden. Open bodemenergiesysteem Installatie waarmee van de bodem gebruik wordt gemaakt voor de levering van warmte of koude ten behoeve van de verwarming of koeling van bouwwerken, door grondwater te onttrekken en na gebruik in de bodem terug te brengen, met inbegrip van het bovengrondse deel van de installatie. Put Boorgat met de bron, peilbuizen, filtergrind, kleistoppen, aanvulgrond, pomp, leidingen en afwerking bovengronds. Recirculatiesysteem Een (doublet)systeem dat continue op dezelfde plaats grondwater onttrekt en continue op dezelfde plaats grondwater in de bodem terugbrengt. Deze systemen maken geen gebruik van opgeslagen warmte en koude, maar van de constante grondwatertemperatuur.

8 8 Infiltratietemperatuur Temperatuur van het grondwater dat geïnfiltreerd wordt in de bodem na energieuitwisseling met de bovengrondse installatie. Koude laden Bedrijfssituatie van de ondergrondse installatie waarbij infiltratietemperatuur lager is dan de onttrekkingstemperatuur. Onttrekkingstemperatuur Temperatuur van het grondwater dat onttrokken wordt voor energieuitwisseling met de bovengrondse installatie. Regeneratie van de bodem Het extra toevoeren van warmte of koude aan de bodem om de totale hoeveelheden warmte en koude die aan de bodem worden toegevoerd met elkaar in evenwicht te brengen. Regeneratievoorziening Installatie bestaande uit één of meerdere apparaten met regeneratie van de bodem als hoofdfunctionaliteit. Warmte laden Bedrijfssituatie van de ondergrondse installatie waarbij de infiltratietemperatuur hoger is dan de onttrekkingstemperatuur.

9 9 Werktuigkundige begrippen Distributie Het transport van de vloeistof (water) van de opwekkers (koude / warmte) naar de gebruikers (koude / warmte). Energiecentrale Dit is het bovengrondse deel van het bodemenergiesysteem en wordt gevormd door het totaal van bovengrondse warmte- en koudeopwekkers en regeneratievoorzieningen. Exclusief distributiemodules en gebruikersmodules en de exclusief de ondergrondse installatie, inclusief de scheidingswarmtewisselaar met het grondwatercircuit. Werkelijke demarcatie: projectafhankelijk. Hoofdfunctionaliteit energiecentrale Beschrijving van het type energielevering per hoofdcomponent die gekoppeld is aan één bedrijfssituatie van de energiecentrale. Gebouwinstallatie Totaal van distributiemodules en gebruikersmodules. Hoofdcomponenten energiecentrale Warmte- en/of koudeopwekkers en regeneratievoorzieningen Koudegebruiker Apparaat (warmtewisselaar) waarmee koude wordt overgedragen aan het water of medium van de hydraulische schakeling van een klimaatinstallatie. Koudeopwekker Apparaat waarmee koude wordt overgedragen aan het water of medium van de hydraulische schakeling van een klimaatinstallatie. Ondergrondse installatie 1. de bronnen, inclusief bronpompen, regelkleppen, appendages enzovoort; 2. het verbindend leidingwerk tussen de bronnen inclusief kleppen, appendages enzovoort, exclusief de scheidingswarmtewisselaar; 3. de sensoren voor het meten van temperaturen, debieten, energiestromen, drukken ten behoeve van regeling, monitoring en beveiliging. Werkelijke demarcatie: projectafhankelijk. TSA (=tegenstroomapparaat) Warmtewisselaar die geschakeld is volgens het tegenstroomprincipe. Warmteopwekker Apparaat waarmee warmte wordt overgedragen aan het water of medium van de hydraulische schakeling van een klimaatinstallatie. Warmtegebruiker Apparaat (warmtewisselaar) waarmee warmte wordt overgedragen aan het water of medium van de hydraulische schakeling van een klimaatinstallatie.

10 10 Automatiseringsinstallatie Een installatie die is opgebouwd uit de volgende onderdelen: veldapparatuur, aansluitbekabeling, schakelkasten en automatiseringsstations met daarin ondergebracht DDC regel- en besturingsvoorzieningen (hardware en software), datacommunicatienetwerk en randapparatuur voorzien van beheerprogrammatuur. Bedrijfssituatie Situatie van een klimaatinstallatie afhankelijk van het operationeel gebruik van een gebouw of een storing of een alarm. Bedrijfsstanden apparaten Een apparaat kan open/dicht, ingeschakeld/uitgeschakeld of regelend zijn, afhankelijk van o.a.. de bedrijfssituatie van een klimaatregelinstallatie. Functioneel ontwerp Beschrijving van de werking van een klimaatinstallatie door middel van: o Algemene beschrijving van de totale installatie, processchema s o Functielijsten van de apparaten en instrumenten in de processchema s o Bedrijfsstandenmatrix en/of definitie van centrale bedrijfssituaties o Toelichtende beschrijvende teksten. Functielijst Lijst waarin van de apparaten en instrumenten van de klimaatinstallatie het aantal benodigde digitale en analoge in- en uitsignalen van de automatiseringsinstallatie zijn vastgelegd, alsmede de relevante ontwerpgegevens zoals vermogen, temperatuur van de apparaten en ingestelde waarden en type regelaar van de instrumenten. Proces Klimaatinstallatie of deel van een klimaatinstallatie waar een fysische verandering en/of omzetting van energie plaats vindt. Processchema Tekening van een hydraulische en luchttechnische schakeling met daarin opgenomen de apparaten en instrumenten met als doel de opzet van dit deel van de klimaatinstallatie te laten zien. Technische ontwerp v/d automatiseringsinstallatie Op basis van de informatie van het functioneel ontwerp het definitief vaststellen, vastleggen, selecteren en dimensioneren van: o De benodigde apparaten en instrumenten o De specifieke software o De stuurstroomschema s v/d schakelkasten o De lay-out en omvang v/d schakelkasten o Soort en diameter bekabeling Werktuigbouwkundig ontwerpen Het bedenken en dimensioneren van het werktuigbouwkundig deel van een klimaatinstallatie, inclusief het beschrijven van de werking van de klimaatinstallatie d.m.v. het functioneel ontwerp.

11 11 1 Voorwoord Deze ISSO-publicatie 39A heeft betrekking op het ontwerpen van energiecentrales met gebruikmaking van Warmte- en koudeopslag in de bodem. ISSO 39A beschrijft hierbij de ontwerpprocedures en benodigde activiteiten voor realisatie, onderhoud en beheer. Ten behoeve van de leesbaarheid zijn de ontwerpprocedures voorzien van verklarende opmerkingen. Een technische toelichting en richtlijnen voor uitwerking worden gegeven in ISSO 39B. De ontwerpprocedures beschrijven de activiteiten die nodig zijn om technisch-inhoudelijk gezien tot een volledig uitgewerkt en gedocumenteerd ontwerp te komen van een energiecentrale met WKO.

12 12 2 Inleiding 2.1 Introductie energiecentrale met WKO Warmte Koude Opslag (WKO) is een methode om energie in de vorm van warmte of koude op te slaan in de bodem. De techniek wordt gebruikt om gebouwen, woningen, kassen en processen te verwarmen en/of te koelen. Er is sprake van twee soorten systemen: open en gesloten systemen. Deze publicatie heeft betrekking op open systemen. Bij open systemen wordt grondwater gebruikt als transportmedium voor energie. De opslag van energie vindt plaats in zandlagen in de bodem (aquifers), zie figuur 2.1. In dit voorbeeld is sprake van een warme en een koude bron (doublet). Andere vormen worden nader omschreven ISSO 39B. Bij gesloten systemen wordt er geen grondwater verplaatst. De energieuitwisseling vindt plaats via een gesloten circuit van bodemwarmtewisselaars. De energie wordt opgeslagen in de bodemlagen waarin de bodemwarmtewisselaar is aangebracht. Gesloten systemen worden niet beschreven in deze ISSOpublicatie over WKO. Daarvoor wordt verwezen naar ISSO 73 [100]. Figuur 2-1 Open systemen met grondwater als transportmedium. Voorbeeld van doubletsysteem met scheidingswarmtewisselaar (TSA)..

13 13 In het spraakgebruik over WKO wordt meestal over het ondergrondse en het bovengrondse deel gesproken. Het ondergrondse deel wordt in hoofdzaak gemaakt door een boorfirma, het bovengrondse deel door een installatiebedrijf. Deze publicatie richt zich primair op het bovengrondse gedeelte. Dit wordt in het vervolg van deze publicatie de energiecentrale genoemd. 2.2 Doel van de publicatie Het doel van deze publicatie ISSO 39A is het geven van ontwerpprocedures voor energiecentrales met WKO met bijbehorende methoden en communicatiemodellen. De doelgroep wordt gevormd door installatieontwerpers. Een technische toelichting en richtlijnen voor uitwerking worden gegeven in ISSO 39B. 2.3 Toepassingsgebied Het toepassingsgebied van WKO-systemen dat met deze publicatie wordt bestreken, betreft individuele utiliteitsgebouwen. De tekst en de voorbeelden in ISSO 39B zullen daar op gericht zijn. Toepassingen in de glastuinbouw, industrie, woningbouw hebben specifieke kenmerken die in deze publicatie buiten beschouwing blijven. WKO wordt in de woningbouw altijd gecombineerd met warmtepompen en daar is al eerder een ISSO-publicatie over verschenen (ISSO 80). Collectieve systemen, waarin meerdere gebouwen, op een collectief WKO-systeem zijn aangesloten, hebben ook een aantal specifieke aspecten die niet in detail uitgewerkt worden in deze publicatie. 2.4 Afbakening met aangrenzende disciplines In deze paragraaf wordt omschreven wat onder de zogenoemde energiecentrale verstaan. Dit is alles wat met warmte- en koude opwekking te maken heeft. In ISSO-publicaties wordt onderscheid gemaakt naar opwekking, distributie en gebruikers (zie ISSO-44 en ISSO-47). Met het bovengrondse deel wordt het opwekkingsgedeelte bedoeld. Distributie en gebruikers vallen onder wat genoemd wordt de overige gebouwinstallaties. ISSO publicaties kennen echter geen verder onderscheid naar bovengronds en ondergronds. In deze publicatie wordt dit onderscheid nadrukkelijk gemaakt omdat er over de ondergrondse installaties een aparte publicatie verschijnt [210]. Het ontwerpen van een bronnensysteem en met bijbehorende kennis van geohydrologie vormen een aparte discipline.

14 14 Gebouwinstallatie Gebruikers warmte / koude Distributie warmte / koude incl. transportpompen Energiecentrale Opwekking warmte/koude Incl. TSA ISSO 39 Ondergrondse installatie Bronnen, bronpompen Verbindend leidingwerk Figuur 2-2 Onderscheid gebouwinstallatie, bovengrondse installatie (energiecentrale) en de ondergrondse installatie. Demarcatie definitief vast te stellen per project. Het ondergrondse deel bestaat uit: 1. de bronnen, inclusief bronpompen, regelkleppen, appendages enzovoort; 2. het verbindend leidingwerk tussen de bronnen inclusief kleppen, appendages enzovoort, exclusief de scheidingswarmtewisselaar; 3. de sensoren voor het meten van temperaturen, debieten, energiestromen, drukken ten behoeve van regeling, monitoring en beveiliging. De volgende onderdelen behoren nog bij de beschrijving van het bovengrondse deel: 1. de scheidingswarmtewisselaar 1 ; 2. uitwisseling van signalen die relevant zijn voor het regelen, besturen en beveiligen van de energiecentrale installatie. Definitieve demarcaties dienen door de ontwerpende partijen te worden vastgelegd in zogenoemde communicatiemodellen. 1 In het SIKB-protocol wordt dit als volgt omschreven: Het ondergronds circuit is doorgaans gescheiden van het bovengronds deel van de installatie door een scheidingswarmtewisselaar of door de warmtepomp. Het bovengronds deel van bodemenergiesystemen valt onder het certificatieschema van KBI. De scheidingswarmtewisselaar of warmtepomp vormt een integraal onderdeel van het bodemenergiesysteem, en vormt doorgaans de scheiding van het bovengronds en ondergronds gedeelte. In het certificatieschema wordt de wisselaar en de warmtepomp tot het bovengronds gedeelte gerekend [210].

15 Informatieoverdracht aangrenzende disciplines via communicatiemodellen Voor een goed ontwerp van een WKO-systeem is het van belang dat er gedurende het ontwerpproces afgestemd wordt met de ontwerper(s) van de andere gebieden / disciplines (Figuur 2-2). Om deze afstemming te faciliteren en certificeerbaar te maken worden in deze ISSO-publicatie zogenoemde communicatiemodellen gepresenteerd. In deze modellen wordt omschreven wat er over en weer gecommuniceerd dient te worden. NB: Het betreft hier communicatie tussen disciplines. Dit is niet maatgevend voor de organisatorische uitwerking. Automatiseringsinstallatie Gebouwinstallatie W- Gebouwinstallatie Automatiseringsinstallatie Energiecentrale W- Energiecentrale ISSO 39 Automatiseringsinstallatie Ondergrondse installatie W- Ondergrondse installatie Figuur 2-3 Communicatiemodellen informatie-uitwisseling tussen verschillende disciplines. NB: Hier zijn alleen de communicatiestromen tussen de werktuigkundig ontwerper van de energiecentrale en de betrokken disciplines weergegeven. Communicatiestromen tussen andere disciplines onderling zijn niet weergegeven..

16 16 3 Stappenplan ontwerp energiecentrale WKO Het volledige stappenplan voor het ontwerpen van een energiecentrale met WKO is als volgt: 1. Stem de minimaal benodigde gegevens van de gebouwinstallatie af met de betreffende ontwerper conform de procedure uit hoofdstuk Maak een oriënterende afstemming met de ontwerper van de ondergrondse installatie conform de procedure uit hoofdstuk Maak een selectie van het systeemconcept op basis van de procedure uit hoofdstuk Ontwerp een hydraulische schakeling voor het systeemconcept conform de procedure uit hoofdstuk Dimensioneer de componenten van de hydraulische schakeling conform de procedure uit hoofdstuk Stem de gegevens voor dimensionering af met de ontwerper van de ondergrondse installatie conform de procedure uit hoofdstuk Omschrijf de beoogde functionaliteit van de energiecentrale conform de procedure uit hoofdstuk Maak een uitwerking van de ontwerpgegevens conform de procedure uit hoofdstuk Volg de procedure voor de activiteiten in de realisatiefase zoals beschreven in hoofdstuk Volg de procedure uit hoofdstuk 12 voor de activiteiten ten behoeve van onderhoud & beheer. De navolgende hoofdstukken geven per stap de procedures en bijbehorende methodes. Figuur 3-1 geeft de relatie tussen de BRL-fasering en de in ISSO-publicaties gebruikelijke MKK-fasering.

17 17 Figuur 3-1 Stappenplan ontwerpproces energiecentrale met WKO

18 18 4 Minimaal benodigde gegevens gebouwinstallatie Om het ontwerp van de WKO te maken is afstemming nodig met het ontwerp van het gebouw. Dit hoofdstuk beschrijft welke aspecten afgestemd moeten worden. Eerst wordt de bijbehorende procedure gepresenteerd, gevolgd door het toe te passen communicatiemodel. 4.1 Ontwerpprocedure 1. Verzoek de ontwerper van de gebouwinstallatie om de minimaal benodigde gegevens en overleg over bijbehorende vragen en maak bijbehorende afspraken over de verantwoordelijkheden binnen het ontwerpproces. Maak hierbij gebruik van de communicatiemodellen zoals gegeven in Tabel 4-1, Tabel 4-2 en tabel Leg bovengenoemde gegevens vast in een gestructureerd document met versiebeheer. 4.2 Methoden 1. Gebruikmaking van het communicatiemodel uit Voor de bepaling van de gegevens van de gebouwinstallatie worden geen methoden omschreven. Dit behoort tot de professie van de ontwerper van de gebouwinstallatie. Dit communicatiemodel beperkt zich tot het detailniveau dat benodigd is om een ontwerp te kunnen maken van de energiecentrale. Opmerkingen In de toelichtende teksten in ISSO 39B zullen verschillende methodes voor bepaling van de gegevens van de gebouwinstallatie besproken worden. Op basis hiervan kan de ontwerper van de energiecentrale de ontwerper van de gebouwinstallatie kritisch bevragen. 4.3 Communicatiemodel minimaal benodigde gegevens gebouwinstallatie Om een energiecentrale met WKO te realiseren zijn de volgende gegevens van een gebouwinstallatie nodig: Werktuigbouwkundige ontwerpgegevens om de energiecentrale te dimensioneren; De jaarlijkse warmte en koude behoefte met bijbehorende temperaturen om o o o De thermische (on)balans vast te stellen in de WKO Hoofdcomponenten van de energiecentrale te kunnen dimensioneren Een eventuele kosten/baten analyse uit te voeren voor vergelijking van de verschillende WKO-concepten. Gegevens van de automatische werking van de gebouwinstallatie Tabel 4-1 geeft een overzicht van de minimaal benodigde gegevens van de gebouwinstallatie. In Tabel 4-2 worden deze gegevens aangevuld met randcondities, vragen en afspraken over de gebouwinstallatie. De ontwerper van de energiecentrale verzoekt de ontwerper van de gebouwinstallatie deze gegevens te leveren en hierover te overleggen. Over het ontwerp van een aantal componenten dient de verantwoordelijkheid in het ontwerpproces vastgelegd te worden (tabel 4.3).

19 19 Tabel 4-1 Minimaal benodigde gegevens gebouwinstallatie (communicatiemodel 1) Nr. Ontwerpgegevens Wie is verantwoordelijk (Defaults; per project definitief te bepalen) 1 Ontwerpvermogen voor verwarmen in kw 2 Ontwerp aanvoertemperatuur voor verwarmen in C gebouwinstallatie 3 Ontwerpretourtemperatuur voor verwarmen in C 4 Ontwerp volumestroom cv installatie in m 3 /h 5 Ontwerp druk in cv-installatie in kpa (absoluut) 6 Ontwerpdrukverschil cv-circuit (kpa) 7 Ontwerpvermogen voor koelen in kw 8 Ontwerpaanvoertemperatuur voor koelen in C 9 Ontwerp retourtemperatuur voor koelen in C 10 Ontwerpvolumestroom gkw-installatie in m 3 /h 11 Ontwerpdruk in gkw-installatie in kpa (absoluut) 12 Ontwerpdrukverschil gkw-circuit (kpa) 13 Ontwerpcondities luchtbehandelingskast voor bedrijfssituatie koude- en/of warmteladen energiecentrale Deellast gegevens 1 Benodigd vermogens voor verwarmen in kw afhankelijk van de buitentemperatuur, met bijbehorende frequentietabellen of uurlijkse waardes gebouwinstallatie 2 Aanvoertemperatuur voor verwarmen afhankelijk van de buitentemperatuur (stooklijn) 3 Retourtemperatuur voor verwarmen afhankelijk van de buitentemperatuur* 4 Jaarlijkse warmtebehoefte in MWh per jaar 5 Minimaal te leveren vermogen voor verwarmen in kw 6 Minimale terugregelbaarheid cv uitgedrukt als % van de ontwerpvolumestroom 7 Benodigde vermogens voor koelen in kw afhankelijk van de buitentemperatuur, met bijbehorende frequentietabellen of uurlijkse waardes 8 Aanvoertemperatuur voor koelen afhankelijk van de buitentemperatuur* 9 Retourtemperatuur voor koelen afhankelijk van de buitentemperatuur* 10 Benodigde koelbehoefte in MWh per jaar 11 Minimaal te leveren vermogen voor koelen 12 Minimale terugregelbaarheid gkw uitgedrukt als % van de ontwerpvolumestroom 13 Drukval van de grondwater-tsa bij minimaal en maximaal debiet energiecentrale Automatische werking 1 Benodigde signalen van het CV-circuit, analoog en digitaal voor regeling, sturen en beveiligen van de energiecentrale 2 Benodigde signalen van het GKW-circuit, analoog en digitaal voor regeling, sturen en beveiligen van de energiecentrale gebouwinstallatie na overleg met ontwerper energiecentrale Project specifieke gegevens 1 Nader in overleg te bepalen Nader in overleg te bepalen Opmerkingen: 1. Voor de buitentemperatuur afhankelijk gegevens en berekening van de warmte- en koude behoefte wordt uitgegaan van een klimaatjaar. Dit kan op de volgende manieren: a. in de vorm van 8760 opeenvolgende uren waarin per regel de buitentemperatuur, vermogens en temperaturen zijn vastgelegd; b. In de vorm van frequentietabellen waarin per regel de buitentemperatuur, het aantal uren dat deze buitentemperatuur optreedt en de vermogens en temperaturen zijn vermeld. Afhankelijk van de bedrijfsperioden van de gebouwinstallatie moeten frequentietabellen worden opgesteld voor bijvoorbeeld: dag bedrijf, nachtbedrijf en weekendbedrijf; 2. Een energiecentrale met WKO kan ook alleen voor koelen worden ingezet. Verwarmen gebeurt dan bijvoorbeeld met een bestaande verwarmingsinstallatie. Voor deze situaties dienen in Tabel 4-1 alleen de relevante gegevens van de energie centrale met WKO te worden ingevuld.

20 20 Tabel 4-2 Bijzondere condities die van toepassing zijn in combinatie met de minimaal benodigde gegevens in Tabel 4-1. Nr. Bijzondere condities ontwerpgegevens Toelichting Wie is verantwoordelijk (Defaults; per project definitief te bepalen) 1 Is het toegestaan dat de luchtbehandelingskast een hoofdfunctie vervult in de energiecentrale (bijvoorbeeld bij een bestaande installatie)? Ja/nee 2 Dient de energiecentrale met WKO gelijktijdig warmte en koude Ja/nee te kunnen leveren Warmte / CV-circuit 1 Wat is de bandbreedte in de jaarlijkse warmtevraag? Als gevolg van gebouwgebruik, gebouwschilkwaliteit en invloed buitenklimaat 2 Welke afwijkingen zijn toegestaan in de te leveren aanvoertemperatuur van het CV-circuit 3 Welke afwijkingen zijn toegestaan in de retourtemperatuur van het CV-circuit? 4 Welke afwijkingen zijn toegestaan in de te leveren vermogens aan het CV-circuit? 5 Kan in het ontwerp van de energiecentrale rekening gehouden worden met een minimale afname van warmtevermogen door de gebouwinstallatie? ± K; In overleg dit afhankelijk van de buitentemperatuur ± K; In overleg dit afhankelijk van de buitentemperatuur ± kw In overleg dit afhankelijk van de buitentemperatuur Dit kan kansen bieden voor ontwerpvarianten van de energiecentrale Koude / GKW-circuit 1 Wat is de bandbreedte in de jaarlijkse koudevraag? Als gevolg van gebouwgebruik, gebouwschilkwaliteit en invloed buitenklimaat 2 Welke afwijkingen zijn toegestaan in de te leveren aanvoertemperatuur van het GKW-circuit 3 Welke afwijkingen zijn toegestaan in de retourtemperatuur van het GKW-circuit? 4 Welke afwijkingen zijn toegestaan in de te leveren vermogens aan het GKW-circuit? 5 Kan in het ontwerp van de energiecentrale rekening gehouden worden met een minimale afname van koudevermogen door de gebouwinstallatie? ± K; In overleg dit afhankelijk van de buitentemperatuur ± K; In overleg dit afhankelijk van de buitentemperatuur ± kw In overleg dit afhankelijk van de buitentemperatuur Dit kan kansen bieden voor ontwerpvarianten van de energiecentrale Startsituatie 1 Zijn er afwijkende condities van toepassing voor de startsituatie? Bijvoorbeeld van aanvoeren retourtemperaturen en vermogens gebouwinstallatie gebouwinstallatie gebouwinstallatie gebouwinstallatie energiecentrale gebouwinstallatie gebouwinstallatie gebouwinstallatie gebouwinstallatie energiecentrale gebouwinstallatie gebouwinstallatie gebouwinstallatie

21 21 tabel 4.3 Verantwoordelijkheden ontwerper gebouwinstallatie en ontwerper bovengrondse deel energiecentrale. X: de betreffende partij in genoemde kolom van deze matrix is verantwoordelijk. Deze tabel bevat defaults, definitieve verantwoordelijkheid per project vast te stellen. Nr. Onderwerp gebouwinstallatie 1 Ontwerp van de luchtbehandelingskast X 2 Ontwerp van de TSA X* 3 Transportpompen en regelafsluiters CV-circuit X 4 Transportpompen en regelafsluiters GKW-circuit X 5 Drukbehoud en expansievat CV-circuit X 6 Drukbehoud en expansievat GKW-circuit X energiecentrale 7 Functioneel ontwerp gebouwinstallatie ten behoeve van automatiseringsontwerper gebouwinstallatie X 8 Functioneel ontwerp energiecentrale ten behoeve van automatiseringsontwerper energiecentrale X *: mogelijk een gedelegeerde verantwoordelijkheid aan de ontwerper van de ondergrondse installatie

22 22 5 Oriënterende afstemming ondergrondse installatie Om een goed systeemconcept te kunnen ontwikkelen voor de energiecentrale met WKO is het belangrijk eerst een aantal zaken af te stemmen met de ontwerper van het beoogde ondergrondse deel van de centrale. Nadat er een systeemconcept ontwikkeld is wordt dit gevolgd door een meer gedetailleerde afstemming om de componenten van het hydraulische schema te kunnen dimensioneren. 5.1 Procedure 1. Verzoek de ontwerper van de ondergrondse installatie om de minimaal benodigde gegevens van de ondergrond voor de selectie van een systeemconcept. Dit conform het communicatiemodel uit paragraaf Communicatiemodel oriënterende afstemming ondergrondse installatie Tabel 5.1 Nr. Basisgegevens bij selectie systeemconcepten (voorselectie systeemconcept) Basisgegevens communicatiemodel Toelichting Wie is verantwoordelijk (Defaults; per project definitief te bepalen) 1 Is de bodem geschikt voor toepassing van WKO 2 Welke regelgeving is van toepassing met betrekking tot de energiebalans? getoetst conform het SIKB-protocol -Standaard regelgeving of - Afwijkende regelgeving ondergrondse installatie ondergrondse installatie 3 Wat is de bandbreedte in natuurlijke bodemtemperatuur C (diepteafhankelijk) ondergrondse installatie 4 Is de bodem geschikt voor een monobron / doublet / recirculatie / meerdere bronnen ondergrondse installatie 5 Eerste afschatting energievraag aan de bodem 6 Eerste afschatting volumestromen warme en koude bron... MWh warmte op jaarbasis... MWh koude op jaarbasis m3/h warme bron m3/h koude bron energiecentrale energiecentrale 7 Indicatie bronconfiguratie -In clusters -Kruislings 8 Omkeervoorziening -Ondergronds -Bovengronds ondergrondse installatie energiecentrale 9 Onderhoudsvoorziening (spuien) Op welke wijze? ondergrondse installatie 10 Overige projectspecifieke vragen Nader te bepalen

23 23 6 Bepaling systeemconcept 6.1 Procedure 1 Overleg met de opdrachtgever over prioriteitstelling met betrekking tot de volgende ontwerpaspecten: a Energetische prestaties b Economische prestaties van systeemconcepten met WKO c Robuustheid d Eisen vanuit beheer en onderhoud 2 Bepaal in overleg met de opdrachtgever of en hoe bovengenoemde aspecten gekwantificeerd worden. 3 Stel een systeemconcept dat voldoet aan a De bovengenoemde eisen van de opdrachtgever b De vraagspecificatie van de gebouwinstallatie die volgt uit Tabel 4-1 en Tabel 4-2. c Voldoet aan de conceptspecificaties van de ondergrondse installatie (Tabel 5.1). d Eisen wet- en regelgeving (o.a. energiebalans). 4 Maak een beschrijving van het systeemconcept bestaande uit de volgende onderdelen a Opsomming van de hoofdcomponenten b Beschrijving van de functionaliteit van de hoofdcomponenten c Verdeling van de vermogens i tijdens ontwerpcondities voor warmtelevering aan de gebouwinstallatie ii tijdens ontwerpcondities voor koudelevering aan de gebouwinstallatie d Aandeel energielevering van de hoofdcomponenten op jaarbasis. Opmerkingen: De energetische prestaties kunnen op verschillende wijze gekwantificeerd worden. Voorbeelden hiervan zijn: o Seasonal Performance Factor (SPF) o Primary Energy Ratio (PER) o Totale fossiele energiegebruik (uitgedrukt in zogenoemd primair energiegebruik) o Energieprestatie coëfficiënt van het gebouw met installatie (EPG) Mogelijk zijn er ook eisen vanuit de regelgeving van de ondergrondse installatie met betrekking tot dit onderwerp (zie Tabel 8-4) De economische prestaties kunnen op diverse wijze bepaald worden. Voorbeelden hiervan zijn: o Investeringskosten o Eenvoudigde terugverdientijd o Netto Contante Waarde o Interne rentabiliteit Robuustheid kan men nader specificeren met betrekking tot de aspecten waar dit betrekking op heeft. Voorbeelden hiervan zijn: o De robuustheid met betrekking tot energielevering bij uitval van de ondergrondse installatie o Robuustheid met betrekking tot het voldoen aan de criteria van de energiebalans in de bodem o De robuustheid met betrekking tot beschikbaarheid (bijvoorbeeld 100% bij een datacentrum) Bij de samenstelling van het energieconcept behoren ook de volgende afwegingen: o Toepassing van een piekvoorziening of backup (zogenoemd monovalent / bivalent) o Toepassing van een regeneratievoorziening Voorbeelden van hoe een beschrijving van de functionaliteit van hoofdcomponenten er uit kan zien: o Ketel: Warmtelevering aan de gebouwinstallatie tijdens verwarmingsbedrijf o Warmtepomp Warmtelevering aan de gebouwinstallatie tijdens verwarmingsbedrijf Koudelevering aan de gebouwinstallatie tijdens koelbedrijf Koudeladen tijdens verwarmingsbedrijf Warmteladen tijdens koelbedrijf