Homelab 2050, serie 4: Optimaal gebruik van beschikbare energiebronnen



Vergelijkbare documenten
Vermijden van verliezen bij het gebruik van industriële restwarmte

Begrippenlijst Naar groen is goed te doen

BUIKSLOTERHAM INTEGRATED ENERGY SYSTEM

Wat kunnen we nog meer met onze restwarmte? 15 november 2007 Tom den Hartog Consultant Energy Systems Cumae BV

De rol van thermische opslag voor systeemintegratie en voor stedelijke energievoorziening

Kom verder. Saxion. Kenniscentrum Design en Technologie Trends in energie voor bedrijven en bedrijventerreinen. Welkom. Jan de Wit, 20 juni 2012

Commissie Benchmarking Vlaanderen

Stand van zaken Stadswarmte in Utrecht

Duurzame Greenport Westland Oostland

Urban Energy research agenda for TU Delft. Thema 1: Future Proof Buildings and Neighbourhoods. Towards zero energy buildings and beyond

DE MEEST EFFICIËNTE OPLOSSING OM TE GENIETEN VAN MAXIMAAL COMFORT

Minder, anders en efficiënter

HELENA Sustainable Innovations

SBRCURnet Bouwlokalen. Samen Nul op de meter, bij woning renovatie. Henk Wegkamp vs maart 2015

Introductie. Ernst van Tongeren. Directeur Besseling Installatietechniek

Duurzame Warmte voor Iedereen

Hoog Temperatuur Opslag in de praktijk

ons bin zinnig feb 2019 made in zeeland

ideego programma 2015

Onderzoek binnen thermische systemen. Martijn van Essen

Toekomstbestendige comfortinstallatie in (nieuwbouw)woningen. Een visie van Martijn Bos

Gelijkwaardigheidsberekening warmtenet Delft

Info sessie warmtepompen met bodem energie

ROL VAN INSTALLATIETECHNIEKEN EN IMPACT OP UW ONTWERP. Dirk Saelens. Afdeling Bouwfysica, Departement Burgerlijke Bouwkunde, K.U.

Commissie Benchmarking Vlaanderen

MICRO-WARMTENETTEN EUROPESE EN BRUSSELSE CONTEXT. Seminarie Duurzaam Gebouw. 18 november 2016

THERMODYNAMICA 2 (WB1224)

Alternatieve energievormen. Vakgroep Mechanica van Stroming, Warmte en Verbranding Universiteit Gent UGent

Net voor de Toekomst. Frans Rooijers

De ka(n)s voor energie: The Big Picture

THERMODYNAMISCHE RENDEMENTEN BIJ DE PRODUCTIE VAN WARMTE VAN LAGE TEMPERATUUR

Nulenergie in Brussel: perspectieven?

TKI WINST Warmte Infrastructuur Nederland met verlaagde Systeem Temperatuur

Toekomstbestendig, innovatief warmtenet in Amsterdam Zuidoost. Caryl Jonis (programmamanager BU Heat NL) 10 oktober 2018

Goede adviezen Voor betere bedrijfsprocessen

Benedenbuurt gasloos Afweging bronnen en systemen

Exergie-analyse toegepast op een warmtepompsysteem

Concepten EPC 0.4. Bouwkundige uitgangspunten

Energie aspecten EPT en SiB

DE SLIMSTE MENS TER IS BETER KLAAR VOOR DE ENERGIETRANSITIE. WinVorm 11 juni Dominiek Vandewiele

Energievoorziening nieuwbouw. Hans van Wolferen 24 november Wageningen

Vereniging Amersfoort Bedrijven (VAB) Dinsdag 3 maart 2015

Johan Duyck Hebt U ook het gevoel dat uw geld langs deuren en ramen buiten vliegt?

100% Warmte, warm tapwater en koude. Comfortabel én milieuvriendelijk wonen. duurzame energie van eigen bodem

Omschakelen naar lage temperatuurverwarming

SOLIDpower. Presentatie ISSO New Business event J.W. Tolkamp 5 november 2015

Warmtepompen en de toekomst Huib Visser

Voordelen van stoom door WKK in België : Projectaanpak THEOLIA

Uitgevoerd door: Caubergh Huygen, Lowexnet

Duurzame Energieinfrastructuur en Gebiedsontwikkeling

100% Warmte, warm tapwater en koude. Comfortabel én milieuvriendelijk wonen. duurzame energie van eigen bodem

Bijna Energieneutrale Gebouwen (BENG)

Thermische Centrales voor Elektriciteit College TB142Ea, 12 mei 2014

Restwarmtebenutting in de vleesverwerkende industrie. Case. A.(Fons)M.G. Pennartz Ir. Manager team Energie KWA Bedrijfsadviseurs B.V.

Warmte koude opslag in. Glastuinbouw

collectieve energiewinning uit de bodem

Waterstof in de energietransitie Sleutelrol, maar geen heilige graal

Het kan minder! ing. P. Hameetman

BENG. Bijna Energie Neutrale Gebouwen

Inleiding Basisbegrippen Energie Materialen Vormgeving Bruikbaarheid Binnenklimaat Kosten

INNAX Gebouw & Omgeving

Warmte Nieuwegein Raads Informatie Avond

Optimale benutting van de energie input van een houtgestookte centrale door plaatsing rookgascondensor en CO2- benutting met PVT

Brandstofcel in Woning- en Utiliteitsbouw

De ontwikkeling van Smart grids. Our common future. Prof.dr.ir. Han Slootweg. 30 september 2016

EPB in Vlaanderen en hoe te gebruiken als verkoopstool

Energieneutraal via de Passief bouwen route

Warmtepompen en WKO: Toekomstperspectieven. Peter Centen CTO Nathan

Ruimte voor Duurzame Energie Portefeuillehoudersoverleg Leefomgeving Holland Rijnland 17 februari 2016

Thermodynamics 1. Lecture 9: Bendiks Jan Boersma Wiebren de Jong Thijs Vlugt Theo Woudstra. March 8, Energy Technology

Toelichting Instrument 5. Onderdeel Toolbox voor energie in duurzame gebiedsontwikkeling

Het Nieuwe Telen van Amaryllis Amazone Amaryllis Deel 2 : energiemonitoring

Voor onafhankelijke informatie en advies over:

Inhoud. Hernieuwbare energie voor gebouwen 18/09/2012

NoordWest Klimaatneutraal. Collectieve inkoop van energiebesparende maatregelen 7 maart 2018

Opleiding Duurzaam Gebouw : Duurzaam bouwen van A tot Z

Ypenburg 100% duurzame warmte

In het hol van de leeuw?

COGEN Vlaanderen vzw. Doelstelling: actief meewerken aan de ontwikkeling van kwaliteitsvolle WKK Expertisecentrum Expertiseverstrekking naar leden

Groene warmte uit houtpellets Ervaringen met houtpellets voor stadsverwarming

Duurzaam verwarmen en koelen met gas

BRINE/WATER WARMTEPOMPEN PROFESSIONAL. alterra pro. De professionele manier, om energie uit de bodem te benutten!

Presentatie Samen Nul op de meter Veranderingen energie denken. Carl-peter Goossen Ontwerpmanager. 24 maart 2015

Ontwerp van duurzame collectieve wooneenheden

Restwarmte als businesscase voor commerciële datacenters. Wim Kessels van Royal HaskoningDHV samen met Jeffrey Siemes van GeoComfort

Geothermie. traditioneel energiebedrijf?

nearly Zero Energy Buildings

Duurzaam, mvo, energiezuinig & klimaatneutraal

Voorwaarden aansluiting appartementen en woningen op WKO bron DSKII

Aardgasloos wonen! de ENERGIEVAKMAN wil u graag helpen bij uw zoektocht. Programma: Presentatie in Trefpunt Heeten -- 4 oktober

Betrokken partijen. Potentieelstudie lucht/water warmtepomp in de bestaande bouw. Robert Harmsen. NPW Congres, 12 februari 2009.

Trias energetica. Verdiepende opdracht

Energieprestatie in de toekomst Verdouw Beurs 2.0

Ontwikkelingen op het gebied van Warmteopslag

DNA in de bouw Projectontwikkeling met hoge ambities. Carl-peter Goossen Directeur /ontwerpmanager BouwNext

Info TETRA / CORNET projectvoorstel:

Warmtekrachtkoppeling Wat, waarom en wanneer? Tine Stevens COGEN Vlaanderen Studiedag Slimme netten en WKK 29 februari 2012

EfficiEncy Duurzaam. EnErgiEbEsparing. Warmte en koude. KEnnis industrie. energie financiering. instrumenten. GebouwDe omgeving

Thermische Centrales voor Elektriciteit

Gijs de Man 12 oktober 2010

Transcriptie:

Energie en exergie in de gebouwde omgeving Door Sabine Jansen (TU Delft) 7 April 2015 Homelab 2050, serie 4: Optimaal gebruik van beschikbare energiebronnen

Exergie voor de gebouwde omgeving Statements 1) Energie efficiëntie is een onzin waarde 2) Net zero energy bouwen is niet genoeg (en niet omdat ze netto energieleverend moeten zijn) Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 2

Naar een duurzame energievoorziening Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 3

Naar een duurzame energievoorziening Meer mogelijkehden Reduceer Reduceer Slimmere voor benodigde behoefte energie hernieuwbare input systemen bronnen en rest stromen Doen we dit efficient? Slimmere gebouwen & gebruikers Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 4

Naar een duurzame energievoorziening Waarom energie efficientie een onzin waarde is 1 MJ 1 MJ Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 5

Welk apparaat is efficiënter om uw woning te verwarmen? Wat zegt 100% efficiënt dan? warmte 1 η = = 100% COP(" η ") = > 100% 1 elek Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 6

Wat is exergie? Exergie is de maximale hoeveelheid arbeid die je uit een hoeveelheid energie kunt halen door deze in evenwicht te brengen met de omgeving Glas heet water Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 9

Ideale motor vs ideale warmtepomp Carnot rendement Carnot COP Q H rev. cycle Arbeid Q H rev. cycle Q C Q C Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 10

CARNOT Engine 1 e hoofdwet W = Q Q H C Q H rev. cycle Work 2 e hoofdwet (in KELVIN!) Q H = T H Q T C C Q C W rev T T H C = QH * TH Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 11

Van Carnot naar exergie Exergie van koude Exergie van warmte QH QH rev. cycle Work QC QC æ T0 ö Ex = -çç1 - QC è TC ø ö ø lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Work environment environment Ex æ T0 = çç 1 Q H è TH Homelab 2050 sessie 4 rev. cycle Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 12

Exergy factor: exergy/energy Exergy factor = æ T ö Ex = -çç1-0 QC è TC ø Q Ex æ T0 = ç1 QH çè TH Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving ö ø Sabine Jansen H rev. cycle Utrecht, 7 april 2015 13

En product Exergy factor & ideal COP En h= source Ideal heat pump = inversed ideal power cycle HEAT W rev. cycle COLD 4.00 HEAT rev. W cycle 0.25 COLD Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 14

En η = product Energie source versus exergie WASTE IN Process USED WASTE IN Process USED DESTROYED Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 15

Energie versus exergie IN Process WASTE USED In een ideaal proces is er geen exergie vernietiging WASTE IN Process USED DESTROYED ideaal verbeter potentieel Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 16

Toepassen van exergie 1. Beoordelen exergie prestatie van een energiesysteem voor gebouwen 2. Exergieprincipes gebruiken om betere systemen te ontwikkelen Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 17

Voorbeeld case studies Sentenovem referentie (tussen)woning Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 18

De exergie behoefte verwarming cooling 1 cooling 2 T0= 30 0C Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 19

Energie- en exergiebehoefte SN referentiewoning Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 20

Energie- en exergiebehoefte SN referentiewoning Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 21

Exergie prestatie van bestaande energie systemen Cases: 1. HR ketel (elek van het net) 2. Micro wkk (20% elek/ 80% warmte) 3. Warmtepomp (50% van COPcarnot) Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 22

Schema case study Sentenovem referentiewoning met micro WKK Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 23

Energie- en exergiebehoefte SN referentiewoning Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 24

Verliezen Case study 2 (micro wkk) Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 25

Exergieverliezen componenten 1. HR ketel (elek v/h net) 2. Micro wkk (20% elek/ 80% warmte) 3. Warmtepomp (50% van COPcarnot) Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 26

Conclusies exerie prestatie à Beoordeling van Verbeter potentieel à Kwantificeren van verliezen per component à Veel mogelijke winst door slimme installaties, (Energie bril leidt tot extreem isoleren / reduceren van de vraag ) Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 27

Naar een duurzame energievoorziening Slimmere gebouwen & gebruikers Homelab 2050 sessie 4 Reduceer behoefte Meer mogelijkehden Reduceer voor benodigde hernieuwbare input bronnen en rest stromen Slimmere energie systemen lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 28

Verbeteren met exergie: Exergie principes Beperk exergie vernietiging door: 1) Match kwaliteitsniveaus van energie (ofwel: gebruik meest dichtbije temperatuur) 2) Gebruik gratis energiestromen (ivm prestatie warmtepompen) 3) Optimaliseer thermische opslag a. b. Verschillende temperatuur niveaus (= vermijd mengen) produceer exergie Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 29

Exergie principes Beperk exergie vernietiging door: 1) Match kwaliteitsniveaus van energie (ofwel: gebruik meest dichtbije temperatuur) 2) Gebruik gratis energiestromen (ivm prestatie warmtepompen) 3) Optimaliseer thermische opslag a. b. Verschillende temperatuur niveaus (= vermijd mengen) produceer exergie Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 30

Exergie principes Beperk exergie vernietiging door: 1) Match kwaliteitsniveaus van energie (ofwel: gebruik meest dichtbije temperatuur) 2) Gebruik gratis energiestromen (ivm prestatie warmtepompen) 3) Optimaliseer thermische opslag 4) Gebruik hoogwaardige bronnen exergetisch efficiënt à warmtepomp, WKK (Mits!!), PV 5) Vermijd bepaalde processen: à verbranding, grote temperatuur verschillen, menging 6) Bekijk de hele keten! Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 31

Essentiele systeem componenten 1) Warmtepomp 2) WKK (mits!) 3) Zeer lage temperatuur verwarming / zeer hoge temperatuur koeling 4) slimme thermische opslag 5) Voorverwarmen ventilatielucht (mits) 6) Intelligente regelingen Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 32

De rol van de warmtepomp Warmtepomp kan als enige apparaat van een beetje hoogwaardige energie à veel laagwaardige energie maken: HEAT W rev. cycle environment Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 33

Hoe kleiner de temperatuur shift hoe hoger de COP [bron: Meggers et al 2012) Reden voor Lage temperatuur (vloer)verwarming! Belang van goede bron temperatuur Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 34

Lucht-water warmtepomp www.dutchheatpump.nl

Warmtepomp met bodemwisselaar en vloerverwarming http://www.rudnhn.nl Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 39

Warmtepomp met lage temperatuur warmtenet? Bron: Lage temperatuur warmtenet? http://www.rudnhn.nl Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 40

Match temperatuurniveaus warmtenetten? Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 42

Match temperatuurniveaus warmtenetten? Wkk? Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 43

WKK Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 44

Energie efficientie is een onzin waarde En wat kunnen we verwachten van exergie? 1) Beter inzicht in waar de verliezen zitten 2) Meer kansen om verbeteringen te vinden 3) Minder kansen om fouten te maken Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 45

Exergie helpt betere systemen te ontwikkelen Maar: Significant verbeteren is moeilijk Maximaal haalbare exergie efficientie.. Ca 25-40% (vanwege onvermijdbare veliezen in meerdere stappen) Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 46

Energie en exergie voor de gebouwde omgeving Statements 1) Energie efficiëntie is een onzin waarde 2) Net zero energy bouwen is niet genoeg (en niet omdat ze netto energieleverend moeten zijn) Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 48

Netto nul GEBOUW KWALITEIT (+ gebruiker) PRODUCTIE ENERGIE COMPONENTEN (landelijk net) (in je woning) Primaire energie bronnen Energie op de meter Energie behoefte Direct eigen gebruik Terugverkopen aan het net Maar wat als er geen backup is van fossiele brandstof? Waar wordt de energie opgeslagen (Woning? Wijk?) Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 49

Opslag WKO Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 50

Opslag Op zoek naar compacte opslag van warmte.. - Voelbare warmte - Latente warmte (PCM) - Thermochemische opslag - Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 51

Net zero. Wat is beter? Of maakt het niet uit? Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 52

Net zero. Wat is beter? Of maakt het niet uit? Materialen embodied energy? Materialen? circulariteit? Hoe zit het met ruimtegebruik? Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 53

Toekomstige energiesystemen 1) Energie efficiëntie is een onzin waarde Exergie is een tool om verliezen te minimaliseren en bronnen optimaal te benutten 2) Net zero energy bouwen is niet genoeg (en niet omdat ze netto energieleverend moeten zijn) Integreer het gebouw in netwerk EN opslag oplossingen Exergie is geen einddoel: Denk aan wat echt schaars is: materiaal en ruimte Homelab 2050 sessie 4 lezing: Exergie in de gebouwde omgeving Sabine Jansen Utrecht, 7 april 2015 54

Vragen? Sabine Jansen S.C.Jansen@tudelft.nl