Voorstelling eindverslag IWT-HOBU-project 00-02 05 12 februari 2003 Jan De Nayerlaan 5, 2860 Sint-Katelijne-Waver, Tel : +32 (0)15/31.69.44, Fax : +32 (0)15/31.74.53, Email : wvp@denayer.wenk.be
Projectsamenvatting Doelstelling van het project optimalisatie van het ontwerp en de dimensionering van een warmtepompinstallatie om woningen te verwarmen onderzoek doen naar de warmtebron, de warmtepomp en het afgiftesysteem bouwen van demonstratie-opstellingen om de kwaliteitsprestaties gedurende enkele jaren in reële omstandigheden te registreren
Verloop van het project Projectsamenvatting keuze en ontwerp van de warmtebronnen keuze van de warmtepompen en aansluiten op de warmtebron kiezen van het afgiftesysteem warmtemuren in het labo simulatie warmtevraag uitvoeren metingen, verwerken en bespreken van de meetresultaten
Bespreking van de meetresultaten van de drie testopstellingen Stiebel Eltron warmtepomp horizontale grondwarmtewisselaars warmtemuren om labo te verwarmen Viessmann-warmtepomp verticale grondwarmtewisselaar simulator (vrijstaande woning K40) Siemens-warmtepomp grondwater simulator (3 rijwoningen K40)
simulator De warmtepomp belasten alsof ze in een woning staat. WP Buffer WP Buffer Koeltoren T aanvoer T retour Debiet
Belastingspatroon - woningen Woningmodellen simulatie met TRNSYS/PREBID Appartement, rijwoning en vrijstaande woning uit CO 2 - project Fase 2-4 Mogelijke combinaties WP - woning Siemens-warmtepomp 18 kw : 3x rijwoning K40 (=16,5 kw) Viessmann-warmtepomp 11 kw : vrijstaande woning K40
Stiebel Eltron-warmtepomp (gegevens) 5 lussen (4 enkele, 1 dubbele) opp. : 180 m² totale lengte : 240 m diameter buis : 32 mm in natte zandbodem Brandweg Labo Warmtepompen Horizontale GWW s Parking
Stiebel Eltron-warmtepomp (gegevens) compressor pomp pomp Elektrische verbruikers meegerekend bij berekening van de systeem SPF
Stiebel Eltron-warmtepomp (gegevens) Q H,0-35 = 5,8 kw Q L,0-35 = 4,45 kw W 0-35 = 1,35 kw COP 0-35 = 4,3 Koudemiddel = R410A Debietverdamper = 1,5 m 3 /u Debietcondensor = 0,6 m 3 /u WP Q H Q L W vermogen primaire pomp: min = 40 W ; max = 250 W vermogen secundaire pomp: min = 40 W ; max = 250 W Voor de verwarming van het labo via warmtemuren
Stiebel Eltron-warmtepomp (meetresultaten) Meetperiode 1: 16/04/02-17/05/02 COP van de warmtepomp en van het volledige systeem HGWW en Stiebel Eltron 10 9 8 7 6 5 COPWP COPsystee 4 3 2 1 0 18 42 66 90 114 138 162 186 210 234 258 282 306 330 354
Stiebel Eltron-warmtepomp (meetresultaten) Meetperiode 1: 16/04/02-17/05/02 16/04/02-17/05/02 Q verdamper (kwh) 343,00 Q condensor (kwh) 402,00 W compressor (kwh) 85,00 W systeem (kwh) 100,00 SPF warmtepomp 4,70 SPF systeem 4,02 meting buiten het stookseizoen, niet representatief
Stiebel Eltron-warmtepomp (meetresultaten) Temperaturen verdamper en condensor Meetperiode 1: 16/04/02-17/05/02 0 50 100 150 200 250 300 350 4 Uur StiebTprim,in ( C) StiebTprim,uit ( C) StiebTsec,in ( C) StiebTsec,uit ( C)
Stiebel Eltron-warmtepomp (meetresultaten) Meetperiode 1: 16/04/02-17/05/02 Temperatuurverschillen: T prim = 3 à 3,5 C T sec = 9 à 10 C
Stiebel Eltron-warmtepomp Temperatuur warmtemuren in en uit (meetresultaten) Meetperiode StiebTwm,in 1: 16/04/02 ( C) StiebTwm,uit - 17/05/02 ( C) 50 45 Temperatuur warmtemuur in en uit 40 35 Tin en Tuit ( C) 30 25 20 15 10 5 0 1 289 577 865 1153 1441 1729 2017 2305 2593 2881 3169 3457 3745 40
Stiebel Eltron-warmtepomp (meetresultaten) Meetperiode 1: 16/04/02-17/05/02 Warmtemuren : 3 types Baksteen met gleuven + bepleistering : 10 m² Fermacell -plaat met gleuven achteraan : 10 m² Montage op de wand + dubbele laag bepleistering : 10 m² wandtemperatuur houten wandverwarming wandtemperatuur stenen wandverwarming 30 30 25 25 Temperatuur ( C) 20 15 10 5 0 wandtemp. wandtemp. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Temperatuur ( C) 20 15 10 5 0 1 3 5 7 9 11 13 15 wandtemp. wandtemp. 17 19 21 23 Meetpunt (cm) Meetpunt (cm)
Stiebel Eltron-warmtepomp (meetresultaten) Meetperiode 1: 16/04/02-17/05/02 wandtemperatuur pleisteren wandverwarming 30 25 Temperatuur ( C) 20 15 10 5 0 wandtemp. wandtemp. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Meetpunt (cm) stenen muur: oppervlakte temperatuur te laag Fermacell en pleister: te grote temperatuursvariatie
Stiebel Eltron-warmtepomp (meetresultaten) Meetperiode 1: 16/04/02-17/05/02 Onderlinge vergelijking van de lussen Q lus1 Q lus2 Q lus3 Q lus4 Q lus5 Diepte (m) 0,5 1 1,5 0,5-1 1 Opgenomen vermogen (W/m²) Opgenomen vermogen (kwh) Tot opgenomen vermogen (MJ) 10,0 11,5 12,8 19,2 16,5 21,6 25,4 28,2 42,0 17,3 77,6 91,5 101,6 151,1 62,2 T in -T uit 4,2-5,9 4,2-6,0 4,2-6,6 4,2-10,1 4,2-6,0 hoe dieper de lus hoe meer warmte ze opneemt dubbele lus neemt ongeveer even veel op als 2 enkele
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 COP van de en van het volledige systeem Stiebel Eltron-warmtepomp HGWW en Stiebel (meetresultaten) Meetperiode 2: 09/10/02-28/10/02 COPWP COPsysteem 692 696 701 706 711 716 721 726 731 736 741 693 698 703 708 713 718 723 728 733 738 743 695 700 692 697 702 707 712 717 722 727 732 737 742 694 699 704 709 714 719 724 729 734 739 744 696 701 706 711 716 721 Uur
Stiebel Eltron-warmtepomp (meetresultaten) 16/04/02-17/05/02 Meetperiode 2: 09/10/02-28/10/02 09/10/02-28/10/02 28/10/02-29/11/02 06/12/02-23/12/02 23/12/02-21/01/03 09/10/02-21/01/03 Q verdamper (kwh) 343,00 250,58 633,01 583,25 1057,40 25274,23 Q condensor (kwh) 402,00 356,73 858,50 792,26 1479,99 3487,47 W compressor (kwh) 85,00 82,97 208,04 231,04 447,93 970,17 W systeem (kwh) 100,00 94,82 235,16 256,38 497,02 1083,38 SPF warmtepomp 4,70 4,30 4,13 3,43 3,30 3,59 SPF systeem 4,02 3,76 3,65 3,09 2,98 3,22 Duidelijke afname van SPF tijdens stookseizoen
Stiebel Eltron-warmtepomp (meetresultaten) grondtemperaturen Meetperiode 2: 09/10/02-28/10/02
Stiebel Eltron-warmtepomp (meetresultaten) Meetperiode Grondtemperatuur 2: 09/10/02 horizontaal -naast 21/01/03 de HGWW (23 ( januari 23 januari 2003) 2003) 113(C) 114(C) 115(C) 116(C) 117(C) Grondtemperatuur ( C) tussen twee streepjes = 0,5 C 24:00,0 36:00,0 48:00,0 00:00,0 12:00,0 24:00,0 36:00,0 48:00,0 Tijdstip meting (min:s)
Viessmann-warmtepomp (gegevens) 4 lussen : 1 x 25m, dubbel 2 x 65 m, dubbel 1 x 65 m, enkel Totale sondelengte : 220 m Diameter : HDPE d 25mm Labo Warmtepompen Verticale GWW Parking
Viessmann-warmtepomp (gegevens) VGWW 4 25 m diep dubbele lus VGWW 2 64 m diep dubbelle lus VGWW 1 65 m diep enkele lus VGWW 3 65 m diep dubbele lus
Viessmann-warmtepomp (gegevens) pomp compressor pomp Elektrische verbruikers meegerekend bij berekening van de systeem SPF
Viessmann-warmtepomp (gegevens) Q H,0-35 = 10,8 kw Q L,0-35 = 8,4 kw W 0-35 = 2,4 kw COP 0-35 = 4,5 Koudemiddel = R407C Debietverdamper = 2,7 m 3 /u Debietcondensor = 0,95 m 3 /u WP Q H Q L W vermogen prim pomp: 750 W vermogen sec pomp: min = 40 W, max = 100 W levert warmte voor vrijstaande woning K40 (gesimuleerde warmtevraag)
Viessmann-warmtepomp (meetresultaten) meetperiode: 2,5 wintermaanden 7 6 5 COP 4 3 COPWP COPsyste 2 1 0 18 42 66 90 114 138 162 186 210 234 258 282 306 330 354 Uur
Viessmann-warmtepomp (meetresultaten) meetperiode: 2,5 wintermaanden 2,5 wintermaanden Q verdamper (kwh) 2863 Q condensor (kwh) 3713 W compressor (kwh) 850 W systeem (kwh) 1070 SPF warmtepomp 4,37 SPF systeem 3,47
Viessmann-warmtepomp (meetresultaten) meetperiode: 2,5 wintermaanden In- en uitgaande temperaturen warmtepomp, 9 januari-dagen ViesTprim,in ( C) ViesTprim,uit ( C) ViesTsec,in ( C) ViesTsec,uit ( C) 55 50 45 40 35 Tin en Tuit ( C) 30 25 20 15 10 5 0 0 500 1000 1500 2000 2500 30
Viessmann-warmtepomp (meetresultaten) Meetperiode: 2,5 wintermaanden Temperatuurverschillen: T prim = 4 à 5 C T sec = 10 à 15 C
Viessmann-warmtepomp (meetresultaten) In- en uitgaande temperaturen VGWW, 1 januari-dagen Temperaturen bij compressor in werking Meetperiode: 2,5 wintermaanden 14 12 Tin-Tuit ( C) 18 18 19 20 20 21 22 22 23 24 24 25 26 26 27 28 28 29 30 30 31 32 32 33 34 34 35 36 36 37 38 10 8 6 4 VWWp1a ( VWWp1r ( VWWp2a ( VWWp2r ( VWWp4a ( VWWp4r ( Uur
Siemens-warmtepomp (gegevens) compressor pomp C C Elektrische verbruikers meegerekend bij berekening van de systeem SPF pomp
Siemens-warmtepomp (gegevens) Q H,10-35 = 18,7 kw Q L,10-35 = 15,4 kw W 10-35 = 3,3 kw COP 10-35 = 5,6 Koudemiddel = R407C Debietverdamper = 3,5 m 3 /u Debietcondensor = 1,7 m 3 /u WP Q H Q L W vermogen prim pomp: 1,73 kw (met toerental sturing) vermogen sec pomp: min = 40 W, max = 250 W levert warmte voor 3 rijwoningen K40 (warmtevraag gesimuleerd)
Grondwaterput
Siemens-warmtepomp (gegevens) COP van de warmtepomp en van het volledige systeem Grondwaterput en Siemens meetperiode: 20 winterdag 7,00 6,00 5,00 4,00 COP 3,00 COPWP COPsystee 2,00 1,00 0,00 267 291 315 339 363 387 411 435-1,00 Uur
Siemens-warmtepomp (gegevens) meetperiode: 20 winterdag 20 winterdagen Q verdamper (kwh) 288 Q condensor (kwh) 365 W compressor (kwh) 83 W systeem (kwh) 101 SPF warmtepomp 4,4 SPF systeem 3,6
Siemens-warmtepomp (gegevens) meetperiode: 20 winterdag In- en uitgaande temperaturen, Siemens-warmtepomp 70.0 60.0 50.0 Tin en Tuit ( C) 40.0 30.0 SiemTprim,in ( SiemTprim,uit ( SiemTsec,in ( C SiemTsec,uit ( 20.0 10.0 0.0 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 uur
Siemens-warmtepomp (gegevens) meetperiode: 20 winterdag Temperatuurverschillen: T prim = 1 à 2 C T sec = 10 à 15 C
Globaal overzicht meetperiode Q verdamper (kwh) Stiebel Eltron Viessmann Siemens 09/10/02-21/01/03 2,5 wintermaanden (jan, feb, ma) 20 winterdagen (jan) 2524 2863 288 Q condensor (kwh) 3488 3713 365 W compressor (kwh) 970 850 83 W systeem (kwh) 1083 1070 101 SPF warmtepomp 3,6 4,4 4,4 SPF systeem 3,3 3,5 3,6