Energiebesparing door variabel debiet

Transcriptie

1 Energiebesparing door variabel debiet Resultaten onderzoeksproject VALID Studiedag 9 september

2 Energiebesparing door variabel debiet Opportuniteit van variabel debiet doelstellingen van het onderzoeksproject VALID 2

3 3

4 4

5 5

6 6

7 7

8 Onderzoeksgroep E&DO - Luc Mertens (docent, onderzoekscoördinator M-EM) - (docent, leider onderzoeksgroep E&DO) - Roel Vandenbulcke (doctorandus,valid) - Ward Denckens (onderzoeker VALID) - Gunter Helms (onderzoeker VALID) - Jan Van de Paer (docent, onderzoeker) - Havid El Khaoui (onderzoeker) 8

9 Expertise en onderzoeksdomein SCHOORSTEEN (7%) 50 C LUCHTINLAAT TURBO- KOELING (3%) 30 C 32 C OLIEKOELING (4%) 35 C 40 C ROOKGAS- CONDENSOR (8%) WATER- KOELING (24%) 82 C 120 C 70 C ROOKGAS- KOELER (18%) 77 C BRANDSTOF C ~ 400 V E= 35% MOTOR ROOKGASSEN HVAC 1% STRALING WKK Indirecte koeling Thermische zonne-energie 9

10 Expertise en onderzoeksdomein Warmtetransport door vloeistofcirculatie HVAC WKK Indirecte koeling Thermische zonne-energie 10

11 Expertise en onderzoeksdomein Warmtetransport door vloeistofcirculatie TETRA UA-RIOFI TETRA TETRA SIS expansie en afscheiding Phase Separator afscheiding VALID REG Thermal Grid REG KMO-innovatie, contractonderzoek en advies 11

12 TETRA: TEchnologieTRAnsfer VALID (VAriabel debiet VALIDeren, ) Definitie: debiet aanpassen aan behoeften Doel: energiebesparing 1. circulatiepompen 2. warmte- of koude-opwekking Methode: simulatie, labotests, veldonderzoek conceptevaluatie 12

13 1. Situering: gebouwen, processen Efficiëntie globaal te bekijken : pompenergie productie (thermisch) + - interactie tussen debiet en productierendement 13

14 1. Situering Ontwerp voor vollastcondities, maar: gebouwen: - dag/nacht-regime - buitentemperatuur processen: - productieschommelingen - voorzien op mogelijke uitbreiding 14

15 1. Situering Efficiëntie in deellast onvoldoende: verwarming: - energiekost pomp relatief groot - ongewenste fenomenen in deellast (mengpunten ) koeling: - energiekost pomp groot (kleine ΔT) - pompenergie verhoogt warmtelast 15

16 1. Situering Efficiëntie in deellast verbeteren: brandermodulatie thermostaatkranen cascaderegeling koudeopslag toerentalgeregelde pompen variabel debiet : wat is dat? 16

17 1. Situering Definitie variabel debiet? Deellastgedrag? Constant debiet? AB AB AB Variabel debiet A A B B 100% 50% 0% 17

18 2. Opportuniteiten 18

19 2. Opportuniteit 1: pompenergie H n 1 (tr/min) pompkarakteristiek H manometrisch = f(v).. leidingkarakteristiek H leiding = f(v) n 2 (tr/min). V x 1/2 H x 1/4 V. P x 1/8 19

20 2. Opportuniteit 2: productierendement standaard ketel condensatieketel Gelijk- of kruisstroom tegenstroom 20

21 2. Opportuniteit 2: productierendement. Invloed V op ketelrendement? warmte-overdrachtscoëfficiënt temperatuurcondities? 21

22 2. Opportuniteit 2: productierendement Viessmann Vitocrossal 300 CM3 105 kw - vollast

23 2. Opportuniteit 2: productierendement Verbrandingsrendement condensatieketel tov Hi (aardgas) 3 Tretour dauwpunt dauwpunt 2 (luchtovermaat ) 1 rookgastemperatuur ( C) (= retourtemperatuur + 5 C) 23

24 2. Opportuniteit 2: productierendement dauwpunt branderafstellling λ-sonde (vaste afstelling) (regeling) T retour a) dimensionering radiatoren b) radiatordebiet c) ongewenste mengpunten vermijden (lay-out) 24

25 2. Opportuniteit 2: productierendement a) dimensioneren radiatoren 115 Verbrandingsrendement tov Hi Uren per jaar x = Warmte Retourtemperatuur ( C) Buitentemperatuur ( C) Regime: 80-60, 70-50? Economische afweging! 25

26 2. Opportuniteit 2: productierendement b) debiet (afhankelijk van de belasting) radiator 1 kw Opgelet: vereenvoudigde berekening radiatorvermogen tov LMTD 26

27 2. Opportuniteit 2: productierendement c) Ongewenste mengpunten vermijden evenwichtsfles Ketel of koelmachine 1 Ketel of koelmachine 2 mengpunten Primaire pomp 27

28 3. Constraints 28

29 3. Constraints: verwarming Noodzaak hydraulisch inregelen Radiatorkarakteristiek P/ P Niet lineair T SU = constant T su radiator T ex V/ V 100. P = m. c. (T su T ex ) 29

30 3. Constraints: verwarming Noodzaak hydraulisch inregelen Belang hydraulisch inregelen : - onevenwichtige warmteverdeling (comfort) - langere opstarttijd (energieverlies) 30

31 3. Constraints: verwarming Noodzaak hydraulisch inregelen 1 Warmteafgifte (kw) ,2 1 0,8 1 0,6 0,4 0,2 0 V/ V ,5 1 1,5 2 31

32 3. Constraints: verwarming Noodzaak hydraulisch inregelen voetventiel Hoe inregelen Kv-instelbare (regel)afsluiters 32

33 3. Constraints: verwarming Noodzaak hydraulisch inregelen Voor het inregelen 33

34 3. Constraints: verwarming Noodzaak hydraulisch inregelen Na het inregelen 34

35 3. Constraints: verwarming Noodzaak hydraulisch inregelen Besluit: vermogenregeling door debietregeling hier niet toepasbaar 35

36 3. Constraints: verwarming oververhitting / stoomvorming in cv-ketels met kleine waterinhoud interactiviteit van regelkranen in het geval van slechte autoriteit beperking regelbereik regelkranen in combinatie met slechte selectie on/off regeling modulerende regelkranen beperking regelbereik pompen 36

37 3. Constraints: indirecte koeling idem ivm regelkranen invriezen verdamper bij te klein debiet 37

38 4. Doelstellingen VALID pompenergie thermisch rendement VALID + - constraints 38

39 4. Doelstellingen VALID ontwikkelen modellen thermische netten (HYSOP, Hydronic Simulation and Optimization) uitvoeren van testcases technische en economische analyse aanbevelingen 39