Potentieel en toepasbaarheid van variabel gestuurde thermische installaties

Om in de toekomst elektrisch aangestuurde thermische installaties (zoals warmtepompen en warmwaterboilers) flexibel aan te sturen, heeft de sector nood aan meer inzicht in de mogelijkheden en beperkingen van deze installaties. Hierbij dient rekening gehouden te worden met randvoorwaarden zoals comfort- en systeemeisen en gebouwtypologie. Thermi-Var zal de kennis rond flexibel aansturen van elektrisch aangedreven thermische installaties voor verwarmen, sanitair warm water en koeling bij de doelgroep verhogen. Daarnaast zullen praktische handvaten worden aangereikt bij de keuze en het ontwerp van de installatie met het oog op flexibiliteit.

Warmtepompen worden gezien als de toekomst, maar met de toenemende vraag naar energiebesparing en comfort in woningen worden installateurs ook geconfronteerd met nieuwe uitdagingen. Een van deze uitdagingen is het optimaliseren van de werking van een warmtepomp, vooral wanneer de energietarieven schommelen, er overschotten aan zonne-energie zijn of de warmtevraag varieert door kloksturing. Thermi-Var biedt inzichten in hoe deze technieken in de praktijk werken en wat de gevolgen zijn voor de installatie, het comfort van bewoners en de efficiëntie van de warmtepomp. Om deze inzichten te delen, zijn praktische fiches ontwikkeld en is er een didactische tool beschikbaar waarmee variaties in een systeem kunnen worden geëvalueerd met betrekking tot de economische en ecologische impact van de installaties.

Onderzoeksvraag:

Op welke manier kunnen elektrisch aangestuurde thermische installaties bijdragen aan de stijgende nood om variabel in te spelen op veranderingen aan de aanbodzijde, met aandacht voor comfort- en systeemeisen en gebouwtypologie?

Er is een grondige marktstudie uitgevoerd om tot een totaaloverzicht te komen van sturingen en communicatieprotocollen die geschikt zijn voor de slimme aansturing van warmtepompen. Daarnaast is ook informatie verzameld over gedetailleerde warmtepompdata om zo tot een realistisch warmtepompmodel te komen dat gebruikt werd als input voor de simulatiemodellen. Deze marktstudie resulteerde in de identificatie van de meest relevante interfaces voor het huidige en toekomstige slimme beheer van warmtepompen.

De reële cases en de labometingen, waarin technieken in verschillende omstandigheden werden gedemonstreerd en geanalyseerd, werden uitgebreid gedocumenteerd. De data kunnen in detail geraadpleegd worden, en in sommige gevallen ook real-time. Voor de labometingen zijn er verschillende opstellingen gebouwd in het thermisch labo ter demonstratie van verschillende (slimme) regelingen en hun koppeling met een fysieke warmtepomp. Het thermisch labo is bovendien uitgebreid met nieuwe en recente warmtepompen, waarvan de prestaties in kaart gebracht zijn ter ondersteuning van de simulaties.

Er is ook een RC-model ontwikkeld waarin verschillende bouwtechnische parameters kunnen variëren. In combinatie met het afgiftesysteem van het labo kunnen hiermee analyses van een warmtepomp in een reële omgeving worden uitgevoerd.

De verschillende analyses, ondersteund door simulaties, zijn vertaald in een aantal praktische fiches waarin de mogelijkheden en beperkingen van verschillende regelstrategieën werden samengevat.

Er is een didactische tool ontwikkeld waarmee het thermische potentieel aangetoond kan worden bij variërende inputparameters. Zo is de buffercapaciteit in het gebouw en het bijbehorende comfort bekeken aan de hand van het RC-model van het gebouw. Er kan een vergelijking gemaakt worden tussen radiatoren en vloerverwarming. Specifieke verschillen in strategie, kostprijzen en concept kunnen vergeleken worden tussen een referentie- en alternatief scenario, waardoor op maat van specifieke vragen antwoorden kunnen worden gevalideerd.

Alle resultaten zijn tot slot gebundeld op de website www.thermi-var.be.