Ontwikkeld door: Leerstoelgroep Milieueconomie en Natuurlijke Hulpbronnen, Wageningen Universiteit
© Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006. Fotocredit: Geothermal Heat Pump...
-
Upload
saskia-vedder -
Category
Documents
-
view
218 -
download
0
Transcript of © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006. Fotocredit: Geothermal Heat Pump...
© Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.
Fotocredit: Geothermal Heat Pump Consortium (NREL PIX)
Projectanalyse Projectanalyse BodemwarmtepompBodemwarmtepomp
Philadelphia Enterprise Centre, VS – 28 BWPs voor Verwarming en Koeling
Cursus Projectanalyse Schone EnergieCursus Projectanalyse Schone Energie
© Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.
DoelstellingenDoelstellingen
• Herhalen basiskennis van Herhalen basiskennis van Bodemwarmtepompen (BWP)Bodemwarmtepompen (BWP)
• Behandelen van de hoofdpunten Behandelen van de hoofdpunten voor BWP-projectanalyse voor BWP-projectanalyse
• Introductie RETScreenIntroductie RETScreen®® BWP- BWP-ProjectmodelProjectmodel
© Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.
• VerwarmingVerwarming
• KoelingKoeling
• Warm waterWarm water
• Goede fundering op Goede fundering op permafrostpermafrost
…maar ook…
Rendement Minder onderhoud Minder ruimte nodig Lagere bedrijfskosten
Waarin voorzien BWP-Waarin voorzien BWP-systemensystemen
Stabiel vermogen Comfort & luchtkwaliteit Lagere elektrische
piekbelasting voor airconditioning
Fotocredit: Solar Design Associates (NREL PIX)
Impact 2000 Home, Massachusetts, USA
Warmtepomp voor woning
© Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.
1.1. Verbinding met bodem Verbinding met bodem Gesloten systeem (GBWP) Open systeem (OBWP) Oppervlaktewater
2.2. Warmtepomp met Warmtepomp met vloeibaar mediumvloeibaar medium
3.3. Ruimteverwarming/Ruimteverwarming/koeling koeling distributiesysteemdistributiesysteem Conventioneel leidingwerk
Componenten van een BWP-Componenten van een BWP-systeemsysteem
11
22
33
© Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.
Warmtepomp met vloeibaar Warmtepomp met vloeibaar mediummedium
• Water naar lucht Water naar lucht warmtepompwarmtepomp
• Keert richting omKeert richting om
• 3,5 tot 35 kW 3,5 tot 35 kW koeling per stukkoeling per stuk
• Meerdere Meerdere aantallen voor aantallen voor grote gebouwengrote gebouwen
• Restwarmte van de compressor kan heet water Restwarmte van de compressor kan heet water leveren via een desuperheaterleveren via een desuperheater
VerdamperCondensor
Compressor
Expansieklep
Lage druk Lage-temperatuur damp
Lage druk Lage-temperatuur vloeistof
Hoge druk Hoge-temperatuur
vloeistof
Hoge druk Hoge-temperatuur
damp
© Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.
Soorten verbinding met bodemSoorten verbinding met bodem
Verticaal (GBWP)Verticaal (GBWP) Rotsige grond Duurder Weinig landgebruik Hoog rendement
Horizontaal Horizontaal (GBWP)(GBWP)
Meeste landgebruik Goedkoper Kleine gebouwen Temperatuur
varieert
Grondwater Grondwater (OBWP)(OBWP)
Aquifer+Injectie Minst duur Vergunning Vervuiling
• Ook oppervlaktewater en warmtewisselaren met één diepe Ook oppervlaktewater en warmtewisselaren met één diepe kolomkolom
© Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.
Bronnen voor BWP: Bronnen voor BWP: BodemtemperaturenBodemtemperaturen
• Bodem absorbeert Bodem absorbeert ongeveer helft van ongeveer helft van intredende zonne-energieintredende zonne-energie
• Bodem dempt Bodem dempt temperatuur-temperatuur-schommelingenschommelingen BWP efficiënter
• TemperatuurschommelinTemperatuurschommeling neemt af met diepteg neemt af met diepte Verwaarloosbaar onder
15m
• Locale aardtemperaturen hangen af van klimaat, Locale aardtemperaturen hangen af van klimaat, bodem-sneeuwbedekking, helling, eigenschappen bodem-sneeuwbedekking, helling, eigenschappen grond etc.grond etc.
Graphic: Canadian Building Digest
ZOMER
TEM
PER
ATU
UR
,
F
TEM
PER
ATU
UR
, °C
ZOMER HERFSTWINTER
© Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.
Voorbeelden van kosten BWP-Voorbeelden van kosten BWP-systemensystemen
• Subsidie van energiebedrijven om Subsidie van energiebedrijven om piek airconditioning te verlagenpiek airconditioning te verlagen
Initieel Jaarlijks JaarlijksJaarlijksJaarlijksKosten Warmte Koeling Totaal Energie
Olie/AC $16 000 $ 600 $ 900 $ 1.500 27 MWhAWP $20 500 $ 450 $ 600 $ 1.050 11 MWh
Connecticut, VS, 275 m2 Huis
Initieel Jaarlijks JaarlijksKosten Warmte Energie
Elektrisch $ 8.000 $ 800 20 MWhAWP $ 13.000 $ 350 6,5 MWh
Finland, 150 m2 Huis
Fotocredit: Suomen Lämpöpumpputekniikka Oy
Fotocredit: GeoExchange Consortium
• Toenemende energiekostenToenemende energiekosten• MilieuproblemenMilieuproblemen• Airconditioning is bonusAirconditioning is bonus
© Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.
Aandachtspunten bij projecten Aandachtspunten bij projecten met Bodemwarmtepompenmet Bodemwarmtepompen
• Meest rendabel wanneer:Meest rendabel wanneer: Verwarming en koeling nodig is
Grote variaties in seizoenstemperaturen
Nieuwbouw of vervanging HVAC
Voor verwarming: lage elektriciteitskosten en hoge kosten voor olie en gas
Voor koeling: hoge elektriciteitskosten en hoge tarieven voor piekbelasting
• Beschikbaarheid werktuigen voor Beschikbaarheid werktuigen voor maken van sleuven en boorgatenmaken van sleuven en boorgaten
• Onzekerheid over kosten installatie Onzekerheid over kosten installatie bodemwarmtewisselaarbodemwarmtewisselaar
• Criteria van klant voor “rendabel”Criteria van klant voor “rendabel”Fotocredit: Craig Miller Productions
en DOE (NREL PIX)
BWP installatie
Layout warmtewisselaar, Utiliteitsbouw
© Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.
Voorbeelden: Australië, Duitsland en Zwitserland Voorbeelden: Australië, Duitsland en Zwitserland Systemen voor de woningbouwSystemen voor de woningbouw
• Duurdere huizen Duurdere huizen
Hoge kapitaallasten
Langere termijnvisie op “ rendabel”
Voordelen voor milieu en comfort
• Premie van Premie van energie-bedrijf kan energie-bedrijf kan belang-rijke factor belang-rijke factor zijnzijn
Fotocredit: Bundesverband WärmePumpe (BWP) e.V.
Fotocredit: GeoExchange Consortium Fotocredit: Eberhard & Partner AG
20 kW grondwater warmtepomp, DuitslandBoorinstallatie voor verticalegaten, Zwitsers huis
320 Apartementen, zuid Australië
© Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.
Voorbeelden: GB and VSVoorbeelden: GB and VS
Systemen voor Utiliteitsbouw Systemen voor Utiliteitsbouw (Commercieel)(Commercieel)
• Korte terugverdientijd Korte terugverdientijd vereist (< 5 j)vereist (< 5 j)
• Beschikbaarheid land kan Beschikbaarheid land kan een probleem vormeneen probleem vormen
• Minder interne ruimte Minder interne ruimte nodignodig
• Eenvoudige regelingen Eenvoudige regelingen door hele gebouwdoor hele gebouw
• Minder risico vandalismeMinder risico vandalisme
• Lagere kosten voor Lagere kosten voor piekbelastingpiekbelasting
• Geen extra verwarming Geen extra verwarming nodignodig
Fotocredit: Groenholland B.V.
Fotocredit: Marion Pinckley (NREL PIX) Fotocredit: International Ground Source HeatPump Association
Gebouwencluster, Kentucky, VSBenzinestation, Kansas, VS
Utiliteitsbouw, Croydon, GB
© Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.
Voorbeelden: Canada and VSVoorbeelden: Canada and VS
Systemen voor utiliteitsbouw Systemen voor utiliteitsbouw (instituten)(instituten)
• Langere terugverdientijd Langere terugverdientijd acceptabelacceptabel
• Ontvankelijker voor innovatieve Ontvankelijker voor innovatieve systemensystemen
• Gelijktijdige vraag voor Gelijktijdige vraag voor verwarming en koelingverwarming en koeling
Fotocredit: Robert R. Jones/Oklahoma State University (NREL PIX)
Sleuven voor Horizontale Wisselaar
School, Quebec, Canada
Fotocredit: Natural Resources Canada
© Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.
RETScreenRETScreen®® Bodemwarmtepomp Bodemwarmtepomp ProjectmodelProjectmodel
• Wereldwijde analyse van energieproductie, kosten Wereldwijde analyse van energieproductie, kosten over de levensduur en afname van emissie van over de levensduur en afname van emissie van broeikasgassenbroeikasgassen Horizontaal & verticaal gesloten kring Grondwater, open kring Woningbouw, Utiliteitsbouw
(commercieel/institutioneel), & Industrieel
• Nu nog niet meegenomenNu nog niet meegenomen BWP voor oppervlaktewater Thermische onbalans in de grond op
lange termijn Gelijktijdige verwarming en koeling
(alleen blokbelastingen) Warm tapwater
© Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.
BWP-systeemInput gebruiker
Gebouw
Input gebruikerKlimaatgegevens Input gebruiker
Genereert relatie tussen belasting en
temperatuur, ontwerpbelasting en
evenwichtspunt
Genereert tem-peratuurprofielen en berekend
aardtemperatuur
Schat dimensies
bodemwisselaar of hoeveelheid
grondwater
Schat geïnstalleerde capaciteit
warmtepomp Berekent belasting gebouw
voor elk temperatuursprofi
el
Evalueert echte prestatie WP en
vermogen voor elk temperatuursprofiel
Berekent extra be-hoefte aan verwar-ming of koeling en
het jaarlijkse energie verbruik van de BWP
(verwarming en koeling)
RETScreenRETScreen®® BWP EnergieberekeningBWP Energieberekening
Zie Elektronisch Handboek
Analyse Schone Energieprojecten:RETScreen® Engineering en Cases
Hoofdstuk Projectanalyse
Bodemwarmtepompen
© Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.
Voorbeeldvalidatie van het Voorbeeldvalidatie van het RETScreenRETScreen®® BWP-Projectmodel BWP-Projectmodel
• Energiegebruik voor Energiegebruik voor gesimuleerd temperatuurprofiel gesimuleerd temperatuurprofiel vergeleken met gemeten datavergeleken met gemeten data
• Lengte bodemwisselaar verge-Lengte bodemwisselaar verge-leken met 6 leken met 6 ontwerpprogramma's en een ontwerpprogramma's en een gedetailleerd simulatie- pakketgedetailleerd simulatie- pakket
-5%14124%16017%3440%14129%16029%344vs. Actueel
-12%
-18%
-2%
5%
-19%
-12%
-6%
-14%
2%
9%
-11%
-4%
* 1 jarig ontwerp gebruikt voor vergelijking RETScreen
132127236132127236vs. RETScreen Energiegebruik
121135257121135257vs. RETScreen Beschrijvend
148129293141124266Gemiddelde voor software
CommercieelNebraska
Woning 2Wisconsin
Woning 1Louisiana
CommercieelNebraska
Woning 2Wisconsin
Woning 1Louisiana
10 Jarig Ontwerp*1 Jarig Ontwerp
Programma
Energiegebruik Warmte
kWh
RETScreen 37.202
Gemeten 36.686
RETScreen 36.138
Gemeten 35.490
RETScreen 37.158
Gemeten 36.922
RETScreen 33.243
Gemeten 32.926
RETScreen 37.888
Gemeten 39.016
1,8
0,6
1,0
-3,0
Montreal
Charlottetown
Winnipeg
Vancouver
Verschil %
Toronto 1,4
© Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.
ConclusiesConclusies
• BWPs leveren warmte, koeling en warm tapwaterBWPs leveren warmte, koeling en warm tapwater
• Bodem dempt temperatuurverschillen wat leidt tot hogere Bodem dempt temperatuurverschillen wat leidt tot hogere BWP-rendementenBWP-rendementen
• Initiële kosten BWP’s zijn hoger, maar O&M-kosten zijn lagerInitiële kosten BWP’s zijn hoger, maar O&M-kosten zijn lager Klimaten die verwarming en koeling nodig hebben zijn het meest
gunstig
• RETScreenRETScreen®® schat: schat: Frequentieverdeling buitentemperatuur
Warmtevraag gebouw als functie van de buitentemperatuur
Jaarlijks energievoordeel voor ruimteverwarming en koeling
• RETScreenRETScreen®® is een jaaranalyse die vergelijkbare is een jaaranalyse die vergelijkbare nauwkeurigheden kan halen als simulatiemodellen op nauwkeurigheden kan halen als simulatiemodellen op uurbasisuurbasis
• RETScreenRETScreen®® kan aanzienlijke besparingen opleveren in de kan aanzienlijke besparingen opleveren in de kosten voor de pré-haalbaarheidsstudiekosten voor de pré-haalbaarheidsstudie
© Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.
Vragen?Vragen?
Module Projectanalyse Bodemwarmtepompen
RETScreen® Internationale Cursus Projectanalyse Schone Energie
www.retscreen.netwww.retscreen.netVoor meer informatie bezoek de RETScreen Website op