Duurzaam verwarmen met Smart Thermal Grids

1. Workshopronde B
Duurzaam verwarmen met Smart
Thermal Grids
Paul Stoelinga (Deerns)

2. Dynamische Warmtenetregeling.
Duurzaam verwarmen met een SMART
THERMAL GRID.
Paul Stoelinga - Senior Adviseur Energie
Duurzaam gebouwd - Workshopronde B
14:10- 14:40 | 16 november 2016

3. Ontwikkeling Dynamische WarmtenetRegeling
• ontwikkeld door vijf bedrijven
• een IPIN project, gesubsidieerd
door RVO

4. HTC EindhovenStadskantoor Delft
RdGG Delft
The Edge AmsterdamReinier de Graaf - Delft
HTC - EindhovenStation en Stadskantoor- Delft
Deerns adviseert
installatietechniek,
bouwfysica en energie
in utiliteitsbouw,
gebouwde omgeving
en infrastructuur.
… ontwerpt gezonde,
duurzame en
comfortabele
woon- en
werkomgevingen

5. Deerns Staff
5
Deerns Group
heeft 22 kantoren
in 12 landen met
totaal 600 medewerkers
waarvan 285 in Nederland

6. Doel transitie warmtenet TU Delft: verduurzamen zonder hoge kosten
inzet duurzame opwekkers mogelijk
maken door lage (retour) temperatuur
warmtenet, zonder concessies aan
thermisch comfort.
1. Terugbrengen overmatige flow door TSA’s te sturen op gewenste ∆T.
2. Verlagen aanvoertemperatuur
3. Regeling aanvoertemperatuur per tak
4. Toepassen cascade schakelingen in warmteaansluitingen

7. Een ontwikkeling die het verduurzamen van een (campus)warmtenet mogelijk
maakt met een verbeterde exploitatie, en behoud van comfort.
Oplossing: Dynamische WarmtenetRegeling

8. Standaard: temperatuur warmtenet is recht evenredig met buitentemperatuur
Hoge temperatuur warmtenet 130 – 110 oC
Hoge toevoertemperatuur 
 Hoge retourtemperatuur
 laag rendement
 beperkte inzetbaarheid
Warmtekracht en duurzame
warmtebronnen
0
20
40
60
80
100
120
140
-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
aanvoertemperatuur
Buitentemperatuur
warmtenet aanvoertemperatuur

9. Transitie : hoge temperatuur warmtenet naar middentemperatuurnet.
Midden temperatuur warmtenet 80 – 60 oC
0
20
40
60
80
100
120
140
-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
aanvoertemperatuur
Buitentemperatuur
warmtenet aanvoertemperatuur
Probleem:
 Bij verlaging
nettemperatuur neemt
warmtevermogen van de
verwarmingslichamen af.
 Transitie vereist kostbare
verbetering thermische schil
en vervanging verwarmings-
systemen van gebouwen.

10. Dynamische WarmtenetRegeling:
• Strategieverandering: “all they want”  “all they need”.
• Verlagen van de warmtenet-temperatuur gedurende een groot deel van de tijd,
waardoor duurzame energiebronnen inzetbaar worden en het rendement van het
warmtenet stijgt.
Resultaat:
• Groot deel van de tijd
aanvoertemperatuur (ver) beneden 80
oC
• Voldoende afzet voor Geothermie
• Verbeterde inzet warmtekracht door
lage retourtemperatuur

11. Verlagen van de warmtenet-temperatuur met een Thermisch SMART grid.
Dynamische WarmtenetRegeling
Dynamische
warmtenet
regeling
gebouwen
warmtecentrale
warmtenet

12. Dynamische WarmtenetRegeling
Dynamische setpoint
bepaling per gebouw
Simulatie gebouw & net
weerbericht
Temp tak 1
Temp tak 2
Temp tak 3
Temp tak 4
Temperatuur per tak (t)
gebouwdata
Gebouw-verwarmingsinstallaties worden autonoom gestuurd

13. Energiebalans van Low Energy Architecture (LEA)
Energiebalans:
• Warmtelast
• Transmissie
• Infiltratie
• Ventilatie
• Accumulatie

14. Resultaten – LEA prognose vs gemeten resultaten
Totale warmtevraag van de gebouwen:
• Technische bestuurskunde
• Industrieel ontwerpen
• Werktuigbouwkunde
Buiten temperaturen tussen de
4 [°C] en 15 [°C]
Dit zijn recente resultaten: eind oktober
tot begin november
kWh

15. Resultaat: CV aanvoer temperatuur dynamisch vs stooklijn

16. Resultaat: energievraag - prognose vs. metingen

17. Resultaten: energievraag - prognose vs metingen

18. Topologie Dynamische warmtenetregeling
Datakoppelingen met:
• Gebouw GBS’sen
• Warmteafleverstations
• Warmtecentrale
• Weerstation
Erbis - Energiemonitoring
systeem

19. Warmtenet TU Delft
• 4 takken
• 101 warmtewisselaars (91,500 kW)
• 84 MW thermische opwekvermogen:
• 3 verwarmingsketels 15, 30, 35 MWth
• 2 WKK eenheden 2 x 2 MWth

20. • Comfortbepaling conform NEN-EN-ISO 7730:2005 (Fanger), gebaseerd op “Predicted Mean Vote”(PMV) en
“Predicted Percentage dissatisfied” (PPD)
Comfortbepaling
Relatie tussen PMV en PPD; de blauwe vakken geven de
comfortgebieden aan behorende bij de klimaatklassen A, B en C,
conform NEN-ISO 7730 (2005).
Klasse A
Klasse C
Klasse B
Score Omschrijving thermische sensatie
+ 3 Heet
+ 2 Warm
+ 1 Enigszins warm
0 Neutraal
- 1 Enigszins koel
- 2 Koel
- 3 Koud
Belangrijke factoren voor de
comfortbeleving van een persoon:
• Metabolisme
• kleding
• luchttemperatuur
• gemiddelde stralingstemperatuur
• luchtsnelheid
• luchtvochtigheid.

21. Feedback van gebouwen : handmatig, via GBS en/of met SMART Building
bGrid® - Draadloos Sensor Netwerk - Schema

22. Measuring different modalities
Sensing, Communication, Localisation
bOS
Temperature Relative
humidity
Ambient light Sound level CO2 Presence
detector (IR)
Other
Standard Optional

23. Locate people & devices
bOS®
Sensing, Communication, Localisation

24. Resultaten Dynamische warmtenetregeling
• Potentie om de nettemperatuur gedurende een groot deel van het jaar beneden de 80 oC
te krijgen.
• Succesvolle inzet bij de verduurzaming van een campus, ook bij oudere gebouwen.
• Behoud of verbetering van comfort
• Kosteneffectief voldoen aan verduurzamingsconvenanten/ MJA’s:
o Lage investering
o Verbeterde exploitatie

25. Status Dynamische warmtenetregeling
• Prototype “Industrieel Ontwerpen” sinds april 2016.
• Tak Noord 2 operationele pilot sinds juli 2016
• IPIN traject afgerond
• Najaar 2016 en winter : Monitoring & Validatie
• Voorjaar 2017: uitrol over hele Campus TU Delft

26. • Universiteits- en bedrijfscampussen, ziekenhuizen, grote gebouwen
• Met een warmtenet en met oudere, (historische ?) gebouwen.
Toepassingsmogelijkheden Dynamische Warmtenetregeling

27. Campusverduurzaming met SMART warmtenet
door Dynamisce Warmtenetregeling.
- Dank u voor uw aandacht -

28. Bedankt voor uw
aandacht!
U heeft nu 10 minuten
tijd om te wisselen.
Welke workshop kiest u?
Ruimte 1: Slim verduurzamen van
gemeentegebouwen in Eindhoven
Ruimte 2: Gemeente Almere &
Rijksbouwmeester gaan voor ‘wijk van de
toekomst’
Ruimte 3: “Slagen in de keten van gezonde
gebouwen doe je zo!”
Ruimte 4: De voordelen van slimme logistiek
Ruimte 5: “Circulair: vegetarisch bouwen!”
Ruimte 6: Ins en outs van warmtepompen: nu en
in de toekomst
Ruimte 7: Duurzaam beton is HOT!
Grote zaal: Wat de Drijfveer ons leert over
biobased bouwen
Garderobe: Renovatie waterschapshuis: nog één
idee voor helemaal energieneutraal