September 2011
Slimme vinding beperkt energiegebruik nog verder
Het bezoekerscentrum is uitgerust met zogenoemde doorzichtzonnepanelen die voor de elektrische aandrijfenergie voor de warmtepomp zorgen.
Het bezoekerscentrum van Natuurmonumenten aan de Nieuwkoopse plassen heeft sinds drie jaar een warmtepomp die zijn elektrische pompenergie haalt uit de zonnepanelen op het dak. Rome Energy Solutions, dat nauw betrokken was bij de renovatie van de oude boerderij, bedacht tijdens het reguliere onderhoud een slimmigheidje waarmee de warmte die vrijkomt bij het terugkoelen van de aquaria als extra bron voor de warmtepomp kan worden benut. Resultaat: een rendementsverbetering van 10 procent.
Rome Energy Solutions uit Rossum is een bedrijf dat al sinds eind vorige eeuw actief is als leverancier/installateur op het gebied van zonne-energie, warmtepompen en installatietechniek. Het bedrijf begeleidt klanten van advies tot ontwerp en van aankoop tot installatie. De focus ligt daarbij op slimme, duurzame energieoplossingen.
Dat een gekozen installatieoplossing altijd weer nog slimmer en beter kan, wordt nu bewezen in het bezoekerscentrum van Natuurmonumenten in Nieuwkoop, waar het bedrijf drie jaar geleden een warmtepompinstallatie met open bron adviseerde en ook aansloot. Dit voorjaar deed Rome Energy een aanpassing aan de installatie waarmee een rendementswinst van 10 procent is behaald.
Even de geschiedenis: drie jaar geleden betrok de vereniging een compleet gerenoveerde boerderij aan de oevers van de Nieuwkoopse plassen, waarin de nieuwste duurzame technieken waren verwerkt om een energiezuinig, maar vooral ook CO2-emissiezuinig gebouw te realiseren. De keuze voor een warmtepomp was volgens Rob Lobregt, directeur van Rome Energy Solutions, vooral ingegeven door de lage emissiewaarden; er worden praktisch geen fossiele brandstoffen verstookt om het gebouw te verwarmen. ‘Wat mij betreft is het een misverstand de warmtepomp primair neer te zetten als een oplossing waarmee je het energiegebruik – en dus je energierekening – verlaagt. Dat is wel zo, maar die kun je ook naar beneden brengen door je gebouw goed te isoleren en een kleinere efficiënte cv-ketel neer te zetten. Punt is dat een ketel nog steeds gas verstookt, terwijl een warmtepomp zijn energie uit de grond haalt.’
|
Project
Opdrachtgever: Natuurmonumenten, Nieuwkoop
Warmtepomp: Rome Energy Solutions,
Rossum Zonnepanelen: Besseling, Alkmaar
Algemeen installatiewerk: Lek Installatietechniek, Bodegraven
Bronboorder: Aqua Spring, Oldebroek ’
|
Aquaria
In Nieuwkoop onttrekt de geïnstalleerde res-warmtepomp (Rome Energy Solutions) zijn energie uit een 60 m diepe, open bron. Het water, dat een constante temperatuur heeft van circa 10 °C, wordt door de warmtepomp opgewaardeerd naar de gewenste afgiftetemperatuur (maximaal 35 °C in de winter) en afgegeven aan de vloerverwarming, waarna het afgekoelde retourwater (30 °C) op een andere plaats op enige afstand van de warme bron in de bodem wordt teruggebracht.
Tot zover niets bijzonders. Totdat Lobregt – tot zijn eigen verbazing – eind vorig jaar een briljante ingeving kreeg om de installatie verder te verbeteren. ‘Tijdens het reguliere onderhoud en monitoring liepen wij op tegen een merkwaardige weeffout in de complete installatie. Wat was het geval? In het bezoekerscentrum staan ook vijf grote aquaria die op een constant lage temperatuur moeten worden gehouden. Daarvoor zijn, uit het zicht van de bezoekers, achter de schermen bij elk aquarium koelunits geplaatst. De warmte die vrijkomt bij het koelen bleek tot onze verbazing vrij de ruimte in te worden geblazen. Vervolgens werd deze overtollige warmte via ventilatoren door het dak afgevoerd. Dit stuk van de installatie zat drie jaar geleden niet in onze opdracht en was daarom aan onze aandacht ontsnapt. Toen we er vervolgens over nadachten, kwamen we tot de conclusie dat het weleens rendabel zou kunnen zijn een koppeling te maken tussen de koel- en verwarmingsinstallatie.’
Natuurmonumenten had wel oren naar de slimme aanpassing en gaf Rome Energy Solutions de opdracht het idee uit te werken en te kijken of het zou kunnen resulteren in een commercieel haalbare oplossing.
Terugkoelen van de aquaria gebeurde in de oude situatie met afzonderlijke koelunits die hun warmte in de ruimte achter de aquaria afgaven. Deze werd vervolgens weer met een airco gekoeld.
Verbeterde cop
In totaal staan er vijf aquaria in het bezoekerscentrum. De vijf koelunits die deze aquaria op een constant lage temperatuur moeten houden, zijn verspreid over twee ruimten. Vanaf de opstelruimte van de warmtepomp moesten daarom twee extra transportleidingen worden aangelegd, wat in dit geval de aanleg van circa 2x25 m leiding impliceerde. Bij elk aquarium plaatste Rome Energy Solutions vervolgens een regeling die de koeling aan het energiemanagementsysteem van de warmtepomp koppelde. Een platenwisselaar zorgt er nu voor dat de onttrokken warmte wordt afgegeven aan de leidingen die naar de warmtepomp lopen. Omdat deze warmte nu door de warmtepomp als extra bron wordt gebruikt, hoeft deze minder energie aan de bron te onttrekken. Met deze ingreep is de cop met 0,5 (van 5,0 naar 5,5) verbeterd. ‘Dat betekent dus een energiewinst van 10 procent’, legt Lobregt uit.
Rome Energy becijferde dat deze aanpassing ongeveer 18.000 euro zou kosten, met een reële terugverdientijd van ongeveer drie jaar. Volgens Lobregt zit de eerste winst in de besparing op elektrische aandrijfenergie. ‘10 Procent komt overeen met 1.000 kWh. Daar komt bovenop dat er geen energie meer nodig is om de koelunits en de ventilatoren te laten draaien. De vijf aanwezige koelunits gebruiken momenteel 8,5 kWh, en dat het jaar rond. In de nieuwe situatie hebben we een 1 kW-bronpomp waarmee we 25 kW koeling kunnen genereren. Dat betekent een besparing van minimaal 7,5 kWh x 24 h x 365 dagen = 65.700 kWh per jaar.’ Ten slotte bespaart Natuurmonumenten op de onderhoudskosten van de koelunits en hoeft het koelsysteem niet verder te worden afgeschreven, omdat de terugkoelinstallatie nu een integraal onderdeel is van de verwarmingsinstallatie.
Warmtepomp res 25 wwc en buffervat res 700 als open verdeler.
Zonnepanelen
Bij de toepassing van een warmtepomp gaat het Lobregt dus primair om de reductie van de CO2-uitstoot, mits je de elektrische energie die je nodig hebt om de warmtepomp te laten draaien schoon opwekt. Daarvoor ligt op het bezoekerscentrum 50 m2 aan pv-panelen, verdeeld over twee daken (west en oost). Die oriëntatie is opvallend te noemen, maar komt voort uit de bestaande oriëntatie van de daken van de oude boerderij. Volgens Lobregt is de opbrengst van een op het oosten of westen gericht paneel 15 procent minder dan van een pal op het zuiden georiënteerd paneel. ‘Dat is dan iets om rekening mee te houden bij het installatieontwerp’, zegt hij. Bij de ingang van het bezoekerscentrum wijst hij op een kWh-meter die leert dat de op het westen gerichte panelen sinds de plaatsing in 2008 bijna 23.000 kWh hebben opgebracht en de op het oosten gerichte ruim 8.000 kWh. ‘En dat is ruim voldoende voor de energiebehoefte van de warmtepomp die is uitgelegd op tweeduizend draaiuren per jaar bij een vermogen van 5 kW,’ geeft Lobregt aan, ‘waarbij je nog moet bedenken dat voor de op het oosten gerichte panelen aan de voorzijde van het bezoekerscentrum om esthetische redenen door de architect voor zogenoemde doorzichtpanelen is gekozen. Dat betekent dat daar minder zonnecellen op zitten dan theoretisch mogelijk is. Mocht de warmtepomp in extreem koude weerssituaties capaciteit tekort komen, dan is het gebouw ook nog gewoon op het elektriciteitsnet aangesloten.
|
De res-warmtepomp
Het bezoekerscentrum van Natuurmonumenten in Nieuwkoop is voor de verwarming uitgerust met een water-wateruitvoering van de res-warmtepomp, het eigen merk van Rome Energy Solutions. Deze warmtepompen zijn geschikt voor ruimteverwarming, tapwaterverwarming, passieve en actieve koeling. In Nieuwkoop wordt de warmtepomp uitsluitend ingezet voor ruimteverwarming, omdat er geen vraag naar koeling is vanwege de lage interne warmtelast en ook de vraag naar warmtapwater laag is. De warmtepomp is ontworpen op een aanvoertemperatuur die lager is dan 35 °C. Dat geldt voor de winter; de rest van het jaar is dit maximaal 20 – 25 °C. ‘Vanaf 20 °C zetten we de stooklijn in’, legt Lobregt uit, die verder wijst op de bijzondere regeltechniek van de res-warmtepomp. ‘Deze kan heel goed in een GBS worden ingepast, waardoor de energiemonitoring perfect is te regelen; ook via internet. We hoeven dus geen kilometers te maken om ervoor te zorgen dat geïnstalleerde systemen het optimale rendement halen. Op afstand stellen wij de ideale stooklijn in ten opzichte van de buitentemperatuur. Je meet daarvoor ook de binnentemperatuur, de aanvoer- en retourtemperatuur en de brontemperatuur. Zo kunnen we het energiegebruik perfect controleren en beheren.’ De warmtepompen zijn leverbaar in vermogens van 5 – 33 kW. ‘Lucht-waterwarmtepompen zijn – door het lagere rendement en de noodzaak een ketel bij te plaatsen voor piekvraag – pas interessant als er een grote buffer wordt bijgeplaatst of een zwembad moet worden verwarmd. Dan profiteer je optimaal van een lucht-waterwarmtepomp, die de hoogste rendementen in de zomer behaalt.’ ’
|
Tekst: Paul Smorenburg
Fotografie: Arno Massee