Studiedag geothermie Geothermie en BKA. Ir. Joachim Reybrouck Brussel, 12 mei 2015

Transcriptie

1 Studiedag geothermie Geothermie en BKA Ir. Joachim Reybrouck Brussel, 12 mei 2015

2 Ingenium? Opgericht door ir. HR Vyncke in 1968 > 75 permanente medewerkers >2000 referenties > 45 jaar ervaring Onafhankelijk Kantoren in Brugge, Gent en Leuven ISO-9001 gecertifieerd sinds

3 Agenda 1. Geothermie 2. BKA 3. Case Bayer

4 Agenda 1. Geothermie 2. BKA 3. Case Bayer

5 Geothermie Stap 1: Bepalen energieprofiel / energievraag Stap 2: Bepalen vermogens

6 Geothermie Stap 1: Bepalen energieprofiel / energievraag Stap 2: Bepalen vermogens

7 Geothermie Bepalen energieprofiel / energievraag Vastleggen # MWh koeling, verwarming en profiel

8 Geothermie Stap 1: Bepalen energieprofiel / energievraag Stap 2: Bepalen vermogens

9 Geothermie Bepalen vermogens: opmaak vermogenbilan A.d.h.v. koellastberekeningen Bij koeling wordt geen gelijktijdigheid ingerekend A.d.h.v. warmteverliezen Bij het bepalen van ketelvermogen kan wel rekening gehouden worden met warmterecuperatie op luchtgroepen, Resultaat: x kw productie koeling x kw productie verwarming

10 Geothermie Bepalen aandeel geothermie Vermogen: Streven naar groot aantal draaiuren Te groot vermogen aan warmtepomp machine pendelt continu Energie: Belang van het energetische evenwicht van een BEO-veld! # energie uit de bodem = # energie in de bodem Natuurlijke regeneratie of mechanische regeneratie Onbalans resulteert in opwarming of afkoeling op lange termijn Rendementsdaling! Geen freechilling of geen WP.

11 Ontwerp van BEO systemen Keuze van regime Noodzakelijke voorwaarde: HT koeling, LT verwarming Laag temp. regime in verwarming: binnen het werkingsbereik van de warmtepomp (WP) Rendement WP! Hoog temp.regime in koeling: typische vertrek T uit bodem in de zomer 14 C! freechilling Mogelijk afgiftesystemen: koelbalken, vloerverwarming/koeling, koelplafonds, batterijen luchtgroepen selecteren op lage regimes, betonkernactivering,

12 Schema Geothermie

13 Agenda 1. Geothermie 2. BKA 3. Case Bayer

14 Agenda Waarom BKA? Thermisch comfort Hogere afgifte dan vloerverwarming Koelen en verwarmen Beperkte investeringskost

15 Agenda Impact BKA op ontwerp? BKA verweven met het gebouw Geïntegreerd ontwerp Isolatie, beglazing, technieken Dynamische simulaties Instorten ventilatie, san, elek

16 Agenda Randvoorwaarden Akoestiek, beperkt of geen vals plafond Traag systeem: ideaal als basis met evt. (lokale) aanvullende koeling/verwarming

17 Agenda Types betonkernactivering Ter plaatse gestorte vloer Prefab welfsels Combinatie: breedplaatvloer

18 Agenda Ontwerp Bepaling nodige afgifte (W/m²) Bepaling vloeropbouw (pas ) Waterregimes vastleggen

19 Agenda Hydraulisch Change-over systemen Aandacht voor expansie

20 Agenda Regeling Geen individule regeling, zoneregeling evt. individuele naregeling Stooklijn obv buitent voor koelen/verwarmen Zelfregelend: geen correctie op binnent Vrijgave koeling/verwarming obv seiz

21 Legplan Realisatie van BKA

22 Realisatie van BKA

23 Agenda 1. Geothermie 2. BKA 3. Case Bayer

24 Architect Reginald Schellen Totale vloeroppervlakte ca m² Bouwtermijn Ontwerp : 2007 Realisatie : 2008 Ingebruikname : februari 2009 Demonstratieproject energietechnologiën VEA Green Building erkenning door Europese Commissie Belgische Energieprijs niet-residentiële gebouwen 2009 Case Bayer

25 Agenda 1. Bayer kantoorgebouw project 2. Evaluatie Energieverbruik Warmtepompen Free-cooling BEO-veld Comfort 3. Primaire energiebesparing & CO 2 -reductie 4. Conclusies & Voorstellen

26 Agenda 1. Bayer kantoorgebouw project 2. Evaluatie Energieverbruik Warmtepompen Free-cooling BEO-veld Comfort 3. Primaire energiebesparing & CO 2 -reductie 4. Conclusies & Voorstellen

27 Gebouw

28 Gebouw

29 Case Bayer

30 60 boringen van 100 m 3 warmtepompen 2 x 70 kw 1 x 50 kw Warmtewisselaar : 170 kw Backup ketel + koelmachine Case Bayer

31 Agenda 1. Bayer kantoorgebouw project 2. Evaluate / Commissioning Energieverbruik Warmtepompen Free-cooling BEO-veld Comfort 3. Primaire energiebesparing & CO 2 -reductie 4. Conclusies & voorstellen

32 Jaarverbruik Specific Gas consumption (kwh/m².year) Specific Electrical consumption (kwh/m².year) Bayer < > Senter Novem m² offices Energy Consumption Benchmarks Air conditioned - standard offices Ingenium average offices Bemerkingen: Geen subtellers (gas, warmte, koude, elektrisch) Hoge comforteisen in zomer en winter Hoge bezettingsgraad

33 Bemerkingen : Gasverbruik Opmerkelijk hoog verbruik in de zomer: keuken (sanitair warm water) Bevochtiging : stoom voor luchtgroep Mei / juni 2010 : probleem met bevochtiging

34 Elektrisch verbruik Bemerkingen : Hoog verbruik: luchtgroepen, kantoortoestellen, verlichting, keukentoestellen Laag verbruik: 3 warmtepompen, ijswatermachine

35 Elektrisch verbruik Bemerkingen : Totaal laag elektriciteitsverbruik HPs HP3 : bijna geen elektrisch verbruik HP1 & HP2 : gelijkaardig profiel Zomer : (bijna) geen verbruik Meer verwarmingsvermogen beschikbaar Voorstellen : HP3 verbinden met centraal verwarmingssysteem Regelstrategie klimatisatie aanpassen

36 Temperaturen WP Temp.set point

37 Energieprestatie WP P therm,deliv P therm,extract P electrical COP year COP std.ref. (MWh/year) (MWh/year) (MWh/year) HP 1+HP ,6 4,5 HP ,3 3,2 HP 1+ HP2 HP3 P th,deliv P th,extract P el COP P th,deliv P th,extract P el COP MWh MWh MWh MWh MWh MWh nov '10 (*) 12,16 10,00 2,16 5,63 2,51 0,44 2,07 1,21 dec '10 25,08 19,03 6,06 4,14 10,69 0,53 10,16 1,05 jan '11 15,65 12,21 3,45 4,54 5,21 0,55 4,67 1,12 febr '11 (*) 15,57 12,12 3,45 4,51 5,67 0,51 5,17 1,10 mrt '11 (*) 8,65 6,79 1,85 4,66 4,16 0,53 3,63 1,14 april '11 0,00 0,99 0,00 0,26 mei '11 0,00 0,00 0,00 0,04 juni '11 0,00 0,00 0,00 0,01 juli '11 0,00 0,00 0,04 0,03 0,01 0,03 1,25 aug '11 0,00 0,00 0,04 0,07 0,04 0,03 2,59 sept '11 0,00 0,00 0,04 0,03 0,00 0,03 1,17 okt '11 0,72 0,54 0,17 4,13 0,19 0,17 0,02 nov '11 1,30 1,04 0,27 4,88 0,44 0,44 0,00 dec '11 5,62 4,12 1,50 3,74 0,39 0,38 0,01 Bemerking : COP HP3 zeer laag! Voorstellen : Check HP3 HP3 met centraal verwamingssysteem verbinden

38 Energieperformantie WP Bemerkingen : HP1 & HP2 = wisselend regime Pel HP 1 Pel HP 2 Pth HP 1 > Pth HP 2 COP HP1 = 5 COP HP2 = 3,5 Voorstel : Check HP2

39 Free-cooling Bemerkingen : Goede werking free-cooling Weinig of geen werking chiller Temperatuurverschil (depart/retour) is eerder beperkt Meer koelvermogen beschikbaar Voorstel : Pas klimaatregeling aan

40 Energiebalans Extracted heat : 64,4 MWh Extracted cold : 63 MWh Bemerkingen : +/- goede balans goede regeneratie Jaar na jaar temperaturen / Lange termijn balans

41 Temperatuur boorgaten

42 Thermisch comfort 23,5 20,5 Bemerkingen: Ontwerp comfortcriteria : 20 C 25 C = OK Optimale comfort zone : 20,5 C 23,5 C = +/- OK

43 Thermisch comfort Bemerkingen: Goed thermisch zomercomfort Voorstel : Verhogen setpunttemperatuur/ dode band t-regeling in zomer > energiebesparing

44 Thermisch comfort Beschouwingen : Wintercomfort = OK Grote spreiding operatieve binnent bij gelijkaardige buitent (0 C-10 C) Tussenseizoen = risico op oververhitting Controle zonwering!

45 Agenda 1. Bayer kantoorgebouw project 2. Evaluatie Energieverbruik Warmtepompen Free-cooling BEO-veld Comfort 3. Primaire energiebesparing & CO 2 -reductie 4. Conclusies & Voorstellen

46 Energie/CO 2 besparing Primary Energy Saving HPs + bore holes + backup boiler + backup chiller (Bayer) std. boilers + std. chillers (Reference) Electrical consumption MWh e Primary electrical consumption GJ p Gas consumption GJ p Total Primary energy consumption GJ p Reduction Primary energy GJ p 402 % Saving - 38% CO 2 -Saving HPs + bore holes + backup boiler + backup chiller (Bayer) std. boilers + std. chillers (Reference) CO2 due to electrical consumption ton CO2 due to gas consumption ton 0 17 Total CO2-emission ton Reduction CO 2 -emission % Saving - ton 28 28%

47 Agenda 1. Bayer kantoorgebouw project 2. Evaluatie Energieverbruik Warmtepompen Free-cooling BEO-veld Comfort 3. Primaire energiebesparing & CO 2 -reductie 4. Conclusies & Voorstellen

48 Evaluatie 1. Energieverbruik: Gas: medium/laag, geen subtellers Elekriciteit: medium/hoog, warmtepompen/chiller 2. Warmtepompen COP HP1 > COP HP2 COP HP3 zeer laag 3. Free-cooling: goede performantie 4. BEO-veld: temperatuur depart/retour = OK goede energie balans/regeneratie 5. Thermisch comfort : Goed zomer / winter comfort Risico op oververhitting in tussenseizoen (zonwering!) Conclusies

49 HP 3: Check performantie Connecteren met centraal verwarmingssysteem HP 1 / HP 2: HP1 = standaard / HP 2 = back up Check performantie HP2 Controle binnenklimaat: Verhogen setpunttemperatuur/ dode band T-regeling binnen limieten adaptief comfort Check regelstrategie individuele ruimtes voor binnentemperatuur (BKA, ventilatie, ventiloconvectoren) Voorstellen

50 Vragen? Ingenium nv ir. Joachim Reybrouck Nieuwe Sint Annadreef Brugge Tel. 050/ Fax 050/ Web: