Opleiding Duurzaam Gebouw : Ontwerp en regeling van technische installaties

Transcriptie

1 Opleiding Duurzaam Gebouw : Ontwerp en regeling van technische installaties Leefmilieu Brussel WARMTEPRODUCTIE: EIGENSCHAPPEN VAN INNOVERENDE TECHNIEKEN Jonathan FRONHOFFS Cenergie cvba

2 Doelstelling(en) van de presentatie Innoverende technieken kaderen in Europese evolutie Overzicht geven van mogelijkheden en beperkingen van innoverende technieken 2

3 Algemeen schema van de presentatie Kader Ecodesign WKK Klassieke Warmtepompen Gaswarmtepompen 3

4 Ecodesign overzicht HEATING E F G 4

5 July 2017 July 2015 Labels per technologie Space heaters Combination heaters

6 Labels voor packs 6

7 Overzicht label ifv technolgie 7

8 Overzicht eisen voor verwarmingssystemen 220% Lot 1 Hydronic systems medium temperature 55 C Lot 1 Hydronic systems Low temperature 35 C Lot 10 Air to air heatpumps A % 180% 160% 140% 120% 100% 80% 60% A+++ A++ A+ A B C D E A+++ A++ A+ A B C D E A++ A+ A B C D E BANS for Lot 10 Lot 1 35 C Lot 1 55 C 8

9 Innoverende technieken? WKK: Kleine WKK Micro WKK Warmtepompen Medium (Lucht/Water Grond/Water, ) Technologie Statisch Dynamisch Absorptie/Adsorptie (Gas/Electrisch) Zonneboiler 9

10 WKK Principe? µ-wkk indien Pe < 50 kw Huishoudelijke µ-wkk: +/- 1kWé 11% 36% elec 100% 53% therm Principe van WKK: de gecombineerde productie van twee vormen van energie (elektriciteit en nuttige warmte ) vanuit een zelfde energiebron. 10

11 WKK Principe? 99 kwh (11%) 487 kwh (53%) WKK op aardgas LA COGENERATION PAR 327 kwh (36%) 913 kwh (gaz naturel) 11

12 WKK Principe? Principe van WKK Warmte en Elektriciteit opwekken in een zelfde installatie kwh kwh kwh kwh elektriciteit Stoom-Gas Turbine (55%) WKK op aardgas (35 % elek) (53 % therm) warmte verliezen Aardgas Ketel (90 %) Een besparing van 643 kwh aardgas (18 %)! en ook minder CO2 uitstoot

13 Kleine WKK Residentie Venelles 1 2 x 30 kwe/52 kwth Residentie Moina 30 kwe/52 kwth 13

14 Micro-WKK? Rendabiliteit nog niet aangetoond voor Brussel kw Thermisch 1 kw Elektrisch à

15 WKK: Waar beginnen? Algemene Energieaudit Prioriteiten! Indien de vervanging van de ketel voorzien is, is het meestal interessanter om direct de WKK te installeren De globale rentabiliteit van het project wordt verbeterd WKK + REG-maatregelen mogelijk Rekening houden met verbruik voor dimmensionering Door REG daalt warmtevraag: overdimmensionering WKK Bij overdimmensionering ketels: 1 ketel vervangen door WKK Dikwijls goede oplossing om plaats te maken 15

16 De 6 stappen om een WKK project goed te laten verlopen : 1. Een voorstudie (COGENcalc) 2. Een haalbaarheidsstudie (COGENsim-Optitherm) 3. De beste financieringsformule kiezen (eigen middelen, banklening, derde investeerder, ) en de mogelijke investeringspremies zoeken 4. Engineering, opstellen van de lastenboeken, plannen, vergunningen, 5. Vergelijking van de offertes 6. Installatie en opvolging van de prestaties van de installatie Onderhoudscontract met resultaatgaranties Laat u helpen door een competent studiebureel 16

17 Begrip «correct gedimensioneerde» WKK Vaststelling : Voor een zelfde gebouw, is het mogelijk om verschillende vermogens van WKK te plaatsen kw th Monotone des besoin thermiques pour le CA - SPW Bd du Nord (Namur) Belastingsduurcurve

18 Begrip «correct gedimensioneerde» WKK Is een WKK die: Gedimensioneerd is op de totale warmtevraag van de site Rekening houdend met de eventuele vermindering door toekomstige REG maatregelen Waarvan het vermogen minstens 90% van de maximale thermische productie door WKK toelaat 18

19 Koude bron Warmtepompen Principe Condensor Compressor Verdamper Ontspanner Lokaal: COP= 2.8 kwh warmte = 2.8 1kWh electrisch 19

20 Warmtepomp Principe Condensor Compressor Verdamper Gas, Stookolie, Kernenergie, Steenkool. Ontspanner Hernieuwbaar indien COP > 2,8 20

21 U zei «COP»? COP: Coefficent Of Perfomance Verhouding tussen verbruik warmtepomp en warmteproductie Maar: onder bepaalde, vaste condities: Bvb Lucht-water warmtepomp: 7 C buitenlucht en 45 C afgifte Geeft stookseizoen niet weer! SCOP: Seasonal Coefficient Of Performance 21

22 U zei «SCOP»? Berekend op aantal werkingsuren op bepaalde temperaturen SCOP: ifv klimaatzone SCOP SPF Seasonal Performance Factor Geldig voor verwarmen (SCOP) en koelen (SEER: Seasonal Energy Efficiency Ratio) 22

23 Warmtepomp Elektrische WP Gaswarmtepomp (absorptie) 1 kw e = 2,5 kw primair 2,3 kw gas 0,1 kw e = 0,25 kw prim 2,6 kw 3,6 kw 0,9 kw 3,6 kw Rendement = 3,6 /(2,5) = 146% Rendement = 3,6 /(2,3+0,25) = 141% Gemeten COP s: 2 à 2,8 op bestaande installaties! Jaarlijks rendement 115 à 130 % 23

24 Warmtepomp Monovalent gebruik Stooklijn kw 9 Vermogen WP ifv buitentemp Belastingsduurcurve Stooklijn Elektrische weerstand Uur/jaar Toepasbaar op eensgezinswoning 24

25 Warmtepompen W Bivalent gebruik Alternatief gebruik Toepasbaar op: Renovatie Appartementsgebouw Tertiair kw Parallel gebruik Warmtepomp heures/an heures/an Ketel 25

26 Warmtepompen Gemengd gebruik Complexe geïntegreerde sturing nodig Wordt stilgezet indien COP < 2,5. Ketel neemt over want efficiënter op primair énergieverbruik 26

27 Gasabsortiewarmtepomp Robur: 35 kw Best met basislast Gemeten rendement: 135% 27

28 Gasadsorptiewarmtepomp Vaillant, Viessmann, 10 kw Best met basislast Gemeten rendement: 135% Geen bewegende delen 28

29 Warmtepompboiler Geïntegreerd systeem in ventilatie: Opgelet elektrische weerstand Bron GENVEX 29

30 Zonneboilerinstallatie Collector Verdeling Sturing Bijverwarming Opslagvat 30

31 Zonneboilers: technologiën Type collectoren Open collectoren Vlakke collectoren Vacuum collectoren Kunststof collector Standaard vlakke collector Volledig glas RVS collector Vaccum vlakke collector Standaard buis Luchtcollector CPC 31

32 Rendement L installation solaire thermique : technologie Rendement des capteurs solaires Différence de température entre le capteur et le milieu ambiant [ C] Absorbeur de piscine Capteur plat Capteur de vide 0 20 C Chauffage de piscine C Eau chaude et chauffage > 100 C Chaleur de processus 32

33 Zonneboilers: orientatie Orientatie en helling 33

34 Zonneboilers: Haalbaarheid Dak Orientatie, Helling Beschikbare opp, Vervanging dichting, Stabiliteit Stookplaats Gecombineerde productie? Ouderdom ketels? Regeling! Verbinding dak-stookplaats Technische schachten? Technische ruimte op dak? Opslag & distributie SWW Opslagvaten Recirculatieleiding (L, Diam, isolatie) 34

35 Dimmensionering: Vraag in kwh? Basisregel: steeds op basis van warmtevraag! SWW (+ verwarming?) SWW SWW + Verwarming SWW Verbruik Nuttige bijdrage ZB-systeem Warmtevraag Zonnestraling (in op de collectoren) Potentieel voor verwarming 35

36 SWW + Verwarming met zonneboiler? Ja maar, minder rendabel 10 à 30 m² collectoropp. Buffer van l Complexere sturing Besparing: ~80% SWW 20 50% Verwarming 36

37 Rendabiliteit Zonneboiler voor 4p-gezin - SWW-vraag: 670 kwh th /p * 4p = 2670 kwh th - Zonnefractie 60% productie=1600 kwh th,sol - Besparing 1600 kwh th / 75% (η) = 2100 kwh ovw /j, of 170 /j à 4500 voor een installatie van ~4 m² - TVT: ~20 jaar - Subsidie van 2500 à 3500 (volgens inkomen), max 50% - TVT met premie: ~10 j 37

38 SWW verbruik ~45 45 C/dag/persoon 1,16 kwh/(m³.k) * 0,045 m³/(j.p) * 365 d/j * (45-10) C = 670 kwh th /(p.j) Oppervlakte collectoren Zonnefractie van 50 70%, dus 350 à 600 kwh th /(p.j) ~400 à 450 kwh th /m² collector 0,9 à 1,5 m² collector /p Dimensionnering en ~2 m²/collector Als 2p : 1 collector te weinig 2 collectoren dus ~4 m² Verband m²/vraag niet lineair! Opslag 1,3 à 1,7 x dagelijks verbruik of 50 à 80 l per m² collector Dimensionnering collectieve installaties Zonneboiler Quick-Scan 38

39 Aandachtspunten Alle technieken: Monitoring en opvolging prestaties WKK Dimmensionering, dimmensionering, dimmensionering! Kleine problemen kunnen grote gevolgen hebben Defecte pompen Losgekoppelede voelers Fouten in regeling Correcte hydraulische aansluitingen Warmtepompen Seizoensrendementen! Verwarming op electrische weerstand Zonneboilers Beschaduwing, sturing. 39

40 Niet te vergeten Ecodesign geeft de lijn WKK kan rendabel zijn Randgeval tot twijfelachtig voor kleine installaties Hogere onderhoudskosten WP kunnen heel interessant zijn Hoge COP s te halen Risico op snelle degradatie Zonneboiler kan interessant zijn Opgelet dimensionnering In alle gevallen: Monitoring/Opvolging uiterst belangrijk 40

41 Nuttige hulpmiddellen, websites, enz. : WKK-tools BIM: aspx?maintaxid=12326&taxid=12390 Commercieel: vergelijking WP: Referentie Gids Duurzame Gebouwen en andere bronnen : Gids Duurzame Gebouwen: Fiche : G_ENE 08, 10 en 11 Documentatie en tools ecogebouwen 3&langtype=

42 Contact Jonathan FRONHOFFS Projectleider Energiezorg Coördinaten : : 02/ jonathan.fronhoffs@cenergie.be 42