Moet een combilus altijd een hoge temperatuur distribueren?
Bij een combilus denkt men meteen aan een verdeelsysteem op hoge temperatuur voor sanitair warm water. Maar dit hoeft niet altijd het geval te zijn! Er zijn verschillende mogelijkheden om de distributietemperatuur efficiënt te verlagen en toch voldoende warm water beschikbaar te hebben in de appartementen.
Een eerste optie is om een boosterwarmtepomp (BWP) te gebruiken per appartement. Deze BWP zal warmte onttrekken uit de combilus om lokaal sanitair warm water aan te maken en op te slagen in een buffervat. Dit heeft enkele bijkomende voordelen, zoals de mogelijkheid tot koeling in de zomermaanden. Bovendien leiden de boosterwarmtepompen tot een hogere efficiëntie van het hele systeem. De centrale productie-unit levert het grootste vermogen en is daarmee doorslaggevend voor het systeemrendement.
Een tweede optie, zonder decentrale boostersystemen, is het gebruik van decentrale buffervaten voor sanitair warm water. In dit geval zal de centrale stookplaats uit twee productie-eenheden bestaan, één voor een lage aanvoertemperatuur (bv. geothermische warmtepomp) en één voor een hoge aanvoertemperatuur (bv. condensatieketel). Er is ook een aangepaste regeling nodig, waarbij op bepaalde tijdstippen een lage aanvoertemperatuur gedistribueerd wordt (voor de ruimteverwarming) en op andere tijdstippen een hoge aanvoertemperatuur (om de decentrale buffervaten op te laden). Wat de verschillende regelingen zijn en wat hun voor- en nadelen zijn, kan u hier vinden.
Bij een combilus denkt men meteen aan een verdeelsysteem op hoge temperatuur voor sanitair warm water. Maar dit hoeft niet altijd het geval te zijn! Er zijn verschillende mogelijkheden om de distributietemperatuur efficiënt te verlagen en toch voldoende warm water beschikbaar te hebben in de appartementen.
Een eerste optie is om een boosterwarmtepomp (BWP) te gebruiken per appartement. Deze BWP zal warmte onttrekken uit de combilus om lokaal sanitair warm water aan te maken en op te slagen in een buffervat. Dit heeft enkele bijkomende voordelen, zoals de mogelijkheid tot koeling in de zomermaanden. Bovendien leiden de boosterwarmtepompen tot een hogere efficiëntie van het hele systeem. De centrale productie-unit levert het grootste vermogen en is daarmee doorslaggevend voor het systeemrendement.
Een tweede optie, zonder decentrale boostersystemen, is het gebruik van decentrale buffervaten voor sanitair warm water. In dit geval zal de centrale stookplaats uit twee productie-eenheden bestaan, één voor een lage aanvoertemperatuur (bv. geothermische warmtepomp) en één voor een hoge aanvoertemperatuur (bv. condensatieketel). Er is ook een aangepaste regeling nodig, waarbij op bepaalde tijdstippen een lage aanvoertemperatuur gedistribueerd wordt (voor de ruimteverwarming) en op andere tijdstippen een hoge aanvoertemperatuur (om de decentrale buffervaten op te laden). Wat de verschillende regelingen zijn en wat hun voor- en nadelen zijn, kan u hier vinden.
Hoe sanitair warm water decentraal opslagen in een combilus op lage temperatuur?
De drie voornaamste keuzes voor decentrale opslag zijn buffervaten met een spiraalwarmtewisselaar, elektrische buffervaten en boosterwarmtepompen. Al deze opties zorgen voor een hydraulische scheiding tussen de combilus en het sanitair warm water.
De decentrale buffervaten met spiraalwarmtewisselaar (vb. Collindi) zijn kleine opslagvaten per appartement, die opgeladen worden door de centrale stookplaats. Traditioneel wordt dit systeem toegepast in combilussen op 60°C en 80°C, maar ook in lage temperatuur combilussen is dit een mogelijke vorm van warmwateropslag. Er is dan wel een aangepaste controlestrategie nodig, waarbij de temperatuur in de combilus varieert doorheen de dag. Enkele controlestrategieën worden hier besproken.
Elektrische buffervaten zijn decentrale buffervaten met nog een extra elektrische weerstand in. Die weerstand zal elektriciteit omzetten in warmte, om de lagere temperatuur naar 60°C op te warmen. De combilus kan dus steeds de lagere temperatuur voor ruimteverwarming distribueren en het sanitair warm water wordt lokaal aangemaakt, startend van die combilustemperatuur.
Bij de boosterwarmtepompen wordt ook een lage temperatuur verdeeld in de combilus en wordt het sanitair warm water ook op lokaal niveau aangemaakt met die lage temperatuur als bron. De verdamper onttrekt warmte uit de combilus en gebruikt deze om SWW aan te maken. Dit heeft als bijkomend voordeel dat er ook passieve koeling mogelijk is in de zomer. Meer info is hier te vinden.
De drie voornaamste keuzes voor decentrale opslag zijn buffervaten met een spiraalwarmtewisselaar, elektrische buffervaten en boosterwarmtepompen. Al deze opties zorgen voor een hydraulische scheiding tussen de combilus en het sanitair warm water.
De decentrale buffervaten met spiraalwarmtewisselaar (vb. Collindi) zijn kleine opslagvaten per appartement, die opgeladen worden door de centrale stookplaats. Traditioneel wordt dit systeem toegepast in combilussen op 60°C en 80°C, maar ook in lage temperatuur combilussen is dit een mogelijke vorm van warmwateropslag. Er is dan wel een aangepaste controlestrategie nodig, waarbij de temperatuur in de combilus varieert doorheen de dag. Enkele controlestrategieën worden hier besproken.
Elektrische buffervaten zijn decentrale buffervaten met nog een extra elektrische weerstand in. Die weerstand zal elektriciteit omzetten in warmte, om de lagere temperatuur naar 60°C op te warmen. De combilus kan dus steeds de lagere temperatuur voor ruimteverwarming distribueren en het sanitair warm water wordt lokaal aangemaakt, startend van die combilustemperatuur.
Bij de boosterwarmtepompen wordt ook een lage temperatuur verdeeld in de combilus en wordt het sanitair warm water ook op lokaal niveau aangemaakt met die lage temperatuur als bron. De verdamper onttrekt warmte uit de combilus en gebruikt deze om SWW aan te maken. Dit heeft als bijkomend voordeel dat er ook passieve koeling mogelijk is in de zomer. Meer info is hier te vinden.
Heeft Artificiële Intelligentie mogelijke toepassingen in combilussystemen?
Zeker en vast! Misschien is dit nog niet voor in de nabije toekomst, maar met de opkomst van meer verschillende vormen van Artificiële Intelligentie (AI) wordt het toepassingsdomein met de dag groter en groter. Zo is Reinforcement Learning (RL), een nieuw domein binnen machine learning, ideaal om nieuwe regelstrategieën te ontwikkelen. RL is een algoritme dat leert hoe het een bepaalde omgeving zo optimaal mogelijk kan controleren. Dit doet hij aan de hand van een beloningsfunctie en door verschillende acties in verschillende situaties uit te proberen.
In het IOF project “Smart Thermal Grids” hebben we reeds aangetoond dat RL de conventionele stooklijn voor een verwarmingsnet overtreft na enkele uren training. We hadden een energiebesparing van 10%, bij eenzelfde binnen comfort. Deze resultaten (kan je hier vinden) zijn we nu aan het uitbreiden naar een combilussysteem.
Maar vooral voor de integratie van meer prosumers of intermitterende bronnen zal artificiële intelligentie een grote meerwaarde bieden. De huidige rule-based PID controllers zijn ontworpen om betrouwbaar te zijn in een stabiele omgeving. Maar wanneer er meer onzekerheden zijn (bijvoorbeeld bij gebruik van meer hernieuwbare bronnen), dan zullen deze regeltechnieken te kort schieten. Daarnaast zouden we met onze klimaatuitdaging ook meer moeten inzetten op efficiëntie. Een hogere efficiëntie kan bekomen worden door prosumers te integreren, dit zijn eindgebruikers die zowel energie kunnen gebruiken als leveren. Hierdoor zal een warmtenet meer gedecentraliseerd worden. Deze decentralisering van vraag- en aanbodpunten vraagt naar een data-gebaseerde controle om deze optimaal met elkaar te linken. Hiervoor kunnen we dus ook artificiële intelligentie gebruiken.
Zeker en vast! Misschien is dit nog niet voor in de nabije toekomst, maar met de opkomst van meer verschillende vormen van Artificiële Intelligentie (AI) wordt het toepassingsdomein met de dag groter en groter. Zo is Reinforcement Learning (RL), een nieuw domein binnen machine learning, ideaal om nieuwe regelstrategieën te ontwikkelen. RL is een algoritme dat leert hoe het een bepaalde omgeving zo optimaal mogelijk kan controleren. Dit doet hij aan de hand van een beloningsfunctie en door verschillende acties in verschillende situaties uit te proberen.
In het IOF project “Smart Thermal Grids” hebben we reeds aangetoond dat RL de conventionele stooklijn voor een verwarmingsnet overtreft na enkele uren training. We hadden een energiebesparing van 10%, bij eenzelfde binnen comfort. Deze resultaten (kan je hier vinden) zijn we nu aan het uitbreiden naar een combilussysteem.
Maar vooral voor de integratie van meer prosumers of intermitterende bronnen zal artificiële intelligentie een grote meerwaarde bieden. De huidige rule-based PID controllers zijn ontworpen om betrouwbaar te zijn in een stabiele omgeving. Maar wanneer er meer onzekerheden zijn (bijvoorbeeld bij gebruik van meer hernieuwbare bronnen), dan zullen deze regeltechnieken te kort schieten. Daarnaast zouden we met onze klimaatuitdaging ook meer moeten inzetten op efficiëntie. Een hogere efficiëntie kan bekomen worden door prosumers te integreren, dit zijn eindgebruikers die zowel energie kunnen gebruiken als leveren. Hierdoor zal een warmtenet meer gedecentraliseerd worden. Deze decentralisering van vraag- en aanbodpunten vraagt naar een data-gebaseerde controle om deze optimaal met elkaar te linken. Hiervoor kunnen we dus ook artificiële intelligentie gebruiken.