Nu gebouwen steeds beter geïsoleerd worden, wordt de vraag naar warm tapwater steeds belangrijker bij het ontwerpen van geothermische boorvelden. In dit artikel introduceren we de nieuwe optie in GHEtool Cloud om te werken met warmwaterprofielen per uur.
Warm water in GHEtool
Bij geothermisch ontwerp zijn er twee belangrijke aspecten: het langetermijneffect, dat wordt bepaald door de geothermische onbalans, en het kortetermijneffect, dat wordt bepaald door het piekvermogen op het boorveld.
De vraag naar sanitair warm water (SWW) beïnvloedt de onbalans vrij sterk, vooral nu de isolatienormen toenemen en de onttrekkingsvraag steeds meer wordt gedomineerd door de vraag naar sanitair warm water. Maar aangezien de onbalans alleen belangrijk is op lange termijn (zoals uitgelegd in ons artikel hier), is het piekvermogen van het sanitair warm water niet zo belangrijk. Daarom voerde je in het verleden warm water voor huishoudelijk gebruik in als jaarlijkse energievraag, ervan uitgaande dat het constant werd geproduceerd met een bepaald basislastvermogen.
Voor bepaalde soorten gebouwen, zoals hotels, spa's en zwembaden, is deze aanname niet erg accuraat, omdat ze zeer uitgesproken tapwaterprofielen kunnen hebben. Hotels zullen bijvoorbeeld 's ochtends een hoge piekvraag naar sanitair water hebben en 's avonds voor het diner. Daarom is het in dit geval niet onredelijk dat het vermogen van de warmtepomp wordt gekozen om deze hoge piekvraag naar sanitair warm water op te vangen en dat dit ook invloed heeft op het kortetermijngedrag van het boorveld (zoals uitgelegd hier).
In het onderstaande voorbeeld wordt een close-up getoond van het belastingsprofiel per uur, waarin duidelijk te zien is dat de vraag naar sanitair water groter is dan de vraag naar verwarming.
Compatibiliteit met bestaande methoden
Hoe werkt dit nieuwe uurlijkse (jaarlijkse en meerjaarlijkse) DHW-profiel samen met de bestaande methodes in GHEtool Cloud?
Voor alle methoden die te maken hebben met de simulatie en berekening van het temperatuurprofiel (temperatuurprofiel berekenen, vereiste diepte berekenen, actieve en passieve koeling combineren, enzovoort) is er directe ondersteuning voor het werken met uurlijkse warmwaterprofielen. Wanneer je echter hybride systemen wilt simuleren, zijn er enkele belangrijke punten waar je op moet letten.
Optimaliseren voor kracht en balans
Zowel de optimalisatie voor vermogen (lees meer hier) en optimaliseren voor balans (meer informatie in dit artikel) methoden zijn aangepast om met dit nieuwe belastingsprofiel te werken. Zoals u zich misschien herinnert uit onze vorige artikelen, verlaagden beide methoden de piekvraag naar verwarming zodanig dat de minimale gemiddelde vloeistoftemperatuur binnen de temperatuurlimieten bleef. Nu echter zowel de verwarmingsvraag als de vraag naar sanitair warm water bijdragen aan de onttrekkingsbelasting, moet er een keuze worden gemaakt welke belasting het eerst wordt beperkt.
Op dit moment geven deze methodologieën de voorkeur aan de productie van sanitair water boven de productie van verwarming met behulp van de aardwarmtepomp. Dit betekent dat wanneer de gemiddelde minimumtemperatuur van de vloeistof onder de drempel zakt, eerst de piekverwarmingsvraag wordt verlaagd. Pas wanneer, in extremis, alle verwarming uit het boorveld is verwijderd, wordt de vraag naar sanitair water verlaagd.
Blijf op de hoogte
We blijven werken aan het verbeteren van de snelheid van deze methoden. In een toekomstige update zul je als gebruiker de keuze hebben om te selecteren welke vraag je eerst wilt beperken.
In het onderstaande voorbeeld (voor de optimaliseer voor vermogen methode) kun je duidelijk zien dat de verwarmingsvraag beperkt is, terwijl het tapwaterprofiel nog steeds voor honderd procent wordt geleverd door het boorveld.
In de belastingsduurcurve wordt dit nog duidelijker. Het resulterende geothermische vermogen voor verwarming dat door het boorveld kan worden geleverd is 14 kW, terwijl dit voor warm water voor huishoudelijk gebruik 30 kW is.
Hybride systeem simuleren en optimaliseren voor energie
Wanneer u uw hybride systeem simuleert of optimaliseert voor energie, gaan de methodologieën ervan uit dat aan uw warmwatervraag altijd wordt voldaan door het geothermische boorveld.
De simuleer hybride systeem methode (waar je meer over kunt lezen hier) gaat ervan uit dat de omschakeling tussen de verschillende technologieën in je hybride systeem gebeurt op basis van een temperatuurdrempel van de buitentemperatuur. Aangezien de vraag naar sanitair warm water meestal niet afhangt van de buitentemperatuur, wordt aangenomen dat deze altijd wordt geleverd door de aardwarmtepomp.
Voor de methode optimaliseer voor energie is het nog niet haalbaar om zowel verwarming als sanitair water te optimaliseren, zoals het geval is bij de andere optimalisatiemethoden. In de backend converteert de optimaliseer voor energie-methode de belasting naar een maandelijks belastingsprofiel (voor meer informatie over de methode, zie deze artikel). Op een maandelijkse tijdschaal is het niet mogelijk om onderscheid te maken tussen verwarmings- en warmwaterbelasting. Daarom wordt bij het werken met de optimaliseer voor energiemethode de warmwaterbelasting niet geoptimaliseerd en wordt aangenomen dat deze volledig wordt geleverd door de aardwarmtepomp.
Conclusie
De vraag naar sanitair warm water wordt steeds belangrijker bij geothermische ontwerpen. Dit geldt vooral voor gebouwen met uitgesproken tapwaterprofielen, zoals hotels, ziekenhuizen of zwembaden. In dergelijke gevallen beïnvloedt deze belasting niet alleen de geothermische onbalans, maar ook het kortetermijngedrag.
In dit artikel werd de nieuwe optie om met uurlijkse warmwaterprofielen te werken geïntroduceerd, waarbij werd getoond hoe eenvoudig het is en hoe het in bestaande methoden kan worden geïntegreerd. De implementatie van uurprofielen voor warm water is de eerste stap om hybridisatie, en binnenkort ook regeneratiemethoden, flexibeler te maken.
Referenties
-
- Bekijk onze video over dit artikel op onze YouTube pagina hier.