mathias coomans, dilbeek, 14 november 2013 smart … · v2 v1 v1 v2 conductie + dispersie convectie...
TRANSCRIPT
SMART GEOTHERM CASES
Mathias Coomans, Dilbeek, 14 november 2013
1
Onderzoeksactiviteiten 1. Kennisopbouw & State-of-art
2. Praktijkonderzoek (energiepalen)
3. Modellering componenten
4. Globaal simulatiemodel (typegebouwen)
5. Validatie/verificatie
6. Intelligente regeling
7. Meetcampagne
8. Specifieke onderzoeksvragen
9. Implementatie & demonstratie
10. Screening- en dimensioneringstool
Co
mp
on
ent
Systee
m
An
alyse
Too
ls
2
Onderzoeksactiviteiten 1. Kennisopbouw & State-of-art
2. Praktijkonderzoek (energiepalen)
3. Modellering componenten
4. Globaal simulatiemodel (typegebouwen)
5. Validatie/verificatie
6. Intelligente regeling
7. Meetcampagne
8. Specifieke onderzoeksvragen
9. Implementatie & demonstratie
10. Screening- en dimensioneringstool
Co
mp
on
ent
Systee
m
An
alyse
Too
ls
3
Nieuwe vuistregels (verbeterd ontwerp, dimensionering, regeling)
Validatie Verificatie
Globaal Simulatiemodel Intelligent
Regelalgoritme
Modellering
Modellering Componenten
4
5 / 13
Componenten (Modelica)
Gebouw
• Bouwschil
• Afgiftesyst.
• Gebruikers
• Winsten
• …
Aanbod
• BEO/KWO
• Energiepalen
• Warmtepomp
• Luchtgroep
• …
Opslag
• Waterbuffer
• PCM buffer
• Betonkernact.
• Structureel
• …
Componenten BEO (boorveld)
6
Componenten Energiepalen Hoeve Oud-Heverlee
7
Componenten Energiepalen WIG Palen & Greenbridge Oostende
8
Componenten KWO
9
V1 V2 V1 V2
conductie + dispersie convectie broninput
Componenten Warmtepomp detailmodel
Thesis Vincent Hoste (KUL) • White-box model (modelica) • Vertalen naar Grey-Box • Thermisch labo VITO
10
Componenten Water/PCM buffer
11
0 20 40 60 80 100 12020
25
30
35
40
45
50
55
t (min)
T(/
C)
Ti n
Tt op
Tmi d
Tbot
Tout
Basismodel: Hollandsch Huys • Reeds volledig gemodelleerd in TRNSYS (GEOTABS)
(geverifieerd/gevalideerd) – Gebouwschil (muren, ramen, …)
– Gebruikersgedrag
– Interne winsten (verlichting, zon, elektr. Apparaten, …)
– Afgiftesysteem (vloerverwarming, betonkernactivering, …)
• Herprogrammering in Modelica Vergelijking Modelica met TRNSYS
Uitbreiding: 4 typegebouwen
Componenten Gebouw
12
Globaal simulatiemodel
Gebouw
Aanbod
Opslag
13
Regeling
Globaal simulatiemodel Doelstelling
14
Globaal simulatiemodel 4 Typegebouwen
Kantoor School
Rusthuis Residentieel
Hollandsch Huys
15
Intelligente regeling
• Groot deel van het werk zal naar intelligente regeling gaan
• Huidige keuze optimale regelaar: MPC Review van bestaande regelaars
Eventueel andere opties bekijken (vb. dynamic programming)
• Modellen zijn case-specifiek 4 typegebouwen parallel modeleren, aangepaste MPC regelaar per case
• Zoeken naar werkwijze om model en MPC eenvoudig aan te passen voor andere gebouwen binnen zelfde type
• Lessen uit meetcampagne en onderzoeksvragen meenemen in regelaar
Damien Picard (presentatie): “Geavanceerde regeling van GEOTABS gebouwen MPC in Hollandsch Huys”
16
Onderzoeksactiviteiten 1. Kennisopbouw & State-of-art
2. Praktijkonderzoek (energiepalen)
3. Modellering componenten
4. Globaal simulatiemodel (typegebouwen)
5. Validatie/verificatie
6. Intelligente regeling
7. Meetcampagne
8. Specifieke onderzoeksvragen
9. Implementatie & demonstratie
10. Screening- en dimensioneringstool
Co
mp
on
ent
Systee
m
An
alyse
Too
ls
17
1. Opbouw van kennis
2. Ontwikkelen model
3. Verbeteren regelstrategie
4. Onderzoeksvragen
5. Implementatie en demo
Meetgegevens en Demonstratiegelegenheid
Meetcampagne
18
Pilootproject: Totaalstudie meerdere jaren
Demoproject: Specifieke onderzoeksvraag jaar of minder
Gevalstudie: Projectfiche beperkte studie
19
Meetcampagne
typegebouw typegebouw
typegebouw
Ter Potterie Brugge Hollandsch Huys Hasselt WTCB Limelette
KA Veurne De Wending Turnhout Infrax Dilbeek
Stebo Genk Greenbridge Oostende
Onderzoeksvragen
20
Geothermie zinvol voor schoolgebouwen?
• Effecten van langdurige vakantieperiodes op de bodembalans?
21
Juli-Augustus
Daling COP
Daling bron T°
Geothermie zinvol voor schoolgebouwen?
• Geschiktheid van afgiftesystemen? Variërende lokaalbezetting: snel wijzigende vraag & comfort-eis
Trage afgifte, laag verwarming-/koelvermogen
22
23
Geothermie zinvol voor schoolgebouwen? K.A. Veurne
• BEO • Warmtepomp • Vloerverwarming • Convectoren
Geothermie en comfort • Comfortimpact bij sterk wisselende bezetting in ruimtes met HT-koeling en
LT-verwarming (vergaderruimtes, klaslokalen) ?
24
Metingen + Enquête Infrax Dilbeek
Geothermie en comfort
• Geothermie vs. Klassiek (gas)?
– Enquêtestudie met eenzelfde populatie
25
Infrax Dilbeek
Regeneratie van de geothermische bron
• Is het zinvol om het warmteoverschot van zonnecollectoren te gebruiken voor bodemregeneratie? 1. Theoretische studie (modelsimulatie) zal uitwijzen of het concept economisch en energetisch
interessant is
2. Overgaan tot praktijkrealisatie en monitoring (op zoek naar democase! ev. WZC De Wending)
• Is het interessant om een BEO-veld te splitsen en actief te regenereren ter reductie van het aantal boringen?
26
Drycooler
Kantoor
27
Winter Zomer
Berlijn, November 18-20, 2013
Efficiënt gebruik van geothermische installatie in woonzorgcentra en rusthuizen?
• Verbeteren van de regeling tussen LT- en HT- verwarming, met oog voor het comfort van de bewoners Warmtepomp vs. gasketel
BKA/VVW vs. radiatoren
Energiebesparing
28
WZC De Wending
• KWO • BKA + radiatoren • 2 warmtepompen (LT en HT) • 2 gasketels (back-up, SWW) • Zonnecollectoren
Passieve koeling voldoende voor de koelvraag van rusthuizen?
• Issue: strengere comforteisen (problematisch in zomer?)
• Aan de hand van modelsimulatie Typegebouw rusthuis: “Ter Potterie”
Uitwijzen of de voorziene koelmachine nodig is om het benodigde comfort te garanderen
• Nadien uitgebreide monitoring (pilootproject)
29
29
WZC Ter Potterie
• BEO • BKA + radiatoren • 2 warmtepompen • 2 gasketels (back-up, SWW)
Overige onderzoeksvragen
Verbetering van de COP door een frequentiegestuurde debietregeling aan bronzijde? (Infrax Dilbeek)
Detailmonitoring van een BEO-veld (Ter Potterie) (zie figuur)
Studie naar de prestaties van een boorveld opgedeeld in verschillende zones en de effecten van grondwaterstroming
Validatie van het boorveld model
Prestaties van een MPC regelaar in de praktijk? (Hollandsch Huys) Vergelijking met traditionele regeling voor zowel verwarming- als koelseizoen
Inzetbaarheid van geothermie en thermische opslag bij renovatie? WTCB kantoor Limelette
Hoeve Oud-Heverlee
30
Gevalstudies
• Rendement van geothermische installaties in de praktijk K.A. Veurne, Infrax Dilbeek, WZC De Wending Turnhout
• Prestaties van een gasgestookte absorptiewarmtepomp, gekoppeld met een bron van energiepalen (Greenbridge)
• Passief kantoorgebouw (zero-energy) met betonkernactivering en BEO (Stebo)
Focus op verspreiding van onderzoeksresultaten www.smartgeotherm.be
31
Implementatie & Demonstratie
• Systemen uit onderzoeksvragen, indien theoretisch succesvol, demonstreren in praktijk
• Toepassing van lessen uit meetcampagne en model (op vlak van oa. regeling, dimensionering), met mogelijks bijkomende opvolging
• Implementatie en evaluatie van aangepaste regeling in de piloot- of demoprojecten
• Verspreiding van methodiek en resultaten naar de sector
32
Onderzoeksactiviteiten 1. Kennisopbouw & State-of-art
2. Praktijkonderzoek (energiepalen)
3. Modellering componenten
4. Globaal simulatiemodel (typegebouwen)
5. Validatie/verificatie
6. Intelligente regeling
7. Meetcampagne
8. Specifieke onderzoeksvragen
9. Implementatie & demonstratie
10. Screening- en dimensioneringstool
Co
mp
on
ent
Systee
m
An
alyse
Too
ls
33
Vragen?
34
: +32 14 33 59 48
: Boeretang 200, B-2400 Mol, Belgium