Opleiding Duurzaam Gebouw:

Transcriptie

1 Opleiding Duurzaam Gebouw: Follow-up en monitoring van duurzame gebouwen Leefmilieu Brussel OPTIMALE VOORSPELLENDE CONTROLE : EEN NIEUW PARADIGMA VOOR TERTIAIRE GEBOUWEN Clara VERHELST, R&D program manager 3E

2 Uitdagingen, kansen, trends Bestaand Nieuw

3 Doelstelling De impact van een optimale controle aantonen Energiebesparing en verbeterd thermisch comfort Metingen, follow-up en controle Metingen Database Conclusies Actie 3

4 Inhoud 1. Context 2. Casestudie: hybride warmtepompsysteem 3E 3. Hydraulisch schema 4. Standaardregeling 5. Regeling gebaseerd op een model van het type greybox 6. Resultaten 7. Analyse 8. Conclusies 4

5 1. Context 5

6 1. Context 1) Metingen & regeling: grootste potentieel voor energie- en financiële besparing Casestudie van LBNL dat 60 gebouwen omvat (2002) 6

7 1. Context 2) Trend van hybride systemen & integratie van systemen Verwarmingscurve Aanpassen, en vervolgens vergeten 7

8 2. Casestudy Kantoren 3E, Brussel 8

9 Installatie Hydraulische accumulatoren Warmtepompen Ventiloconvector Luchtbehandelingscentrale 9

10 3. Hydraulisch schema Metingen Calorimeters Elektriciteitsmeting Gasmeting 10

11 Communicatie met het technisch beheersysteem van het gebouw Metingen BEMS MPC BEMS: Systeem voor energiebeheer in het gebouw MPC: Voorspellende bediening 11

12 4. Regeling van de referentie Radiator Ventiloconvector Luchtbehandelingscentrale CG PC1 PC2 Accumulatoren 12

13 Stap 1: Regeling van de vertrektemperatuur Buitentemperatuur Ventiloconvector Radiator Luchtbehandelingscentrale Temperatuurbereik Verwarmingscurves 13

14 Stap 2: Regeling totaal thermisch vermogen Cascaderegeling 14

15 Stap 3: Prioritaire onderdelen MPC CG Q Gas PC1 Q PC 1 Q PC 2 PC2 15

16 5. Regeling van de voorspellende bediening (MPC) T gebouw T 21 C Voorspellingen Q verwarming 7h Prijs elektriciteit 19h Q binnen Q zon T buiten Productie PV 5 uur 7 uur 19 uur Tijd 16

17 Optimale bediening Software 17

18 Resultaten MPC versus referentiebediening REF 18

19 6. Resultaten Beoordeling van de prestatie REF 19

20 7. Interpretatie: oorsprong van besparingen door optimale bediening Besparingen en hoger comfort dankzij: het vooruitlopen op de vraag naar warmte/koeling optimale start- en stopuren de optimale hybride generatie de optimale werkingspunten de prijsgevoeligheid (dag/nacht-tarief) De voorspellende bediening steunt op: de weersvoorspellingen de follow-upgegevens een open regelplatform 20

21 Illustratie Geothermisch systeem + geactiveerd beton Systeem Geothermische warmtepompen Geactiveerd beton Reductie primaire energie Verwarming -50% Koude -80%

22 Voorbeelden in België Eandis, Melle Wetenschapspark, Heverlee Infrax, Torhout Sint-Vencentius hospital, Antwerp Vliedberg, Brugge Hollandsch Huys, Hasselt

23 Uitdagingen Op het niveau van het gebouw Controlecapaciteit CCA Op het niveau van de installatie Investeringskosten

24 Uitdagingen Op het niveau van het gebouw Controlecapaciteit CCA Focus op sturing Potentieel Aftopping pieken Op het niveau van de installatie Investeringskosten Focus op dimensionering Afhankelijk van het maximaal vermogen

25 Uitdagingen T vs T vs Kantoor met 2 zones T op, S T op, N T T ws, S wr S T ws, T, N wr, N Distributie van warmte & koude Productie van warmte & koude Wanneer uitschakelen? Q GB Q HP Q CH GB HP PC CH Q bf Q PC Duurzaamheid op lange termijn?

26 Referentieregeling T vs T vs T op, S T op, N Thermisch comfort T T ws, S wr S T ws, T, N wr, N Energiekosten Q GB Q HP Q PC Q CH GB HP PC CH Q bf Duurzaamheid op lange termijn 28

27 Thermal power (W/m Temperature ( C) Impact van de optimale controle Thermal power (W/m Temperature ( C) Typische week halverwege het seizoen (herfst) Time (day) Time (day) 2 ) 60 2 ) Time (day) Referentie Time (day) Optimale (voorspellende) bediening

28 8. Conclusies Metingen, follow-up en controle Performante installatie voor verwarming, ventilatie en airconditioning Performante follow-up Productie: gasmeter, elektriciteitsmeters, calorimeters Afgifte: thermostaten Performante hardware en software voor regeling Interoperabiliteit: gestandaardiseerd aansluitprotocol Optimalisatie van het signaal voor controle van de warmte- en koudeproductie Impact Via de voorspellende bediening (MPC) Energiebesparing ten belope van 10% tot 40% Metingen Database Conclusies Actie Verbetering van het thermisch comfort 31 Smart grid ready

29 Links Proefproject van voorspellende bediening van de kantoren van 3E, Brussel R&D naar MPC met 3E & partnerorganisaties R.De Coninck, Grey-Box Based Optimal Control for Thermal Systems in Buildings - Unlocking Energy Efficiency and Flexibility, doctoraatsthesis, KULeuven, 2015 FlexiPac-project: Flexibility of Residential Heat Pump Systems in Belgium, , SPW DGO4 BATTERIE-project: Ontwikkeling van een interface voor efficiënte tertiaire gebouwen geïntegreerd in het intelligent elektriciteitsnet, SPW DGO6 Verdeelmeters en doorlopende verbetering: Impact van de follow-up en de controle voor systemen voor verwarming, ventilatie en airconditioning ECI Publication No Cu0220, A TIMELY OPPORTUNITY TO GRASP THE VAST POTENTIAL OF ENERGY SAVINGS OF BUILDING AUTOMATION AND CONTROL TECHNOLOGIES, Beschikbaar in het Engels op ECI Publication No Cu0231, SIX REASONS WHY BUILDING AUTOMATION SHOULD BE INCLUDED IN THE WORKING PLAN, Beschikbaar in het Engels op ECI Publication No Cu0233, IMPROVING TECHNICAL INSTALLATIONS IN BUILDINGS, Beschikbaar in het Engels op 32

30 Te onthouden REF Onvolwaardige regeling in 50% van de gevallen Specificeer de monitoring in de bestekken Impact van de optimale controle: tot 40% besparing op de energiefactuur Eis een energieprestatiegarantie

31 Contact Bernard Huberlant Functie: Senior Consultant Buildings & Sites Gegevens: : Bernard.Huberlant@3E.eu Clara VERHELST Functie: R&D program manager Buildings & Power Gegevens: : Clara.Verhelst@3E.eu 34