Bijlage 1 vooronderzoek verduurzaming stadhuis op open warmtenet.pdf

Stadhuis en open warmtenet

'

Waterfront Harderwijk

21 september 2022 Pieter van der Wal

'

'

Inhoud

– Huidige situatie, analyse gasverbruik en uitgangspunten – Energieconcepten – Gebouwzijdige aanpassingen – Open Warmtenet – Vergelijking (CO2 , investeringen, jaarlasten en TCO)

– Conclusies en vervolgstappen

Bestaande situatie Stadhuis Gasketels en decentrale koeling

'

– Huidige situatie met gasketels en koelsystemen per luchtbehandelingskast. – Verwarmen: radiatoren en luchtverwarming. – Koelen: directe koeling in luchtbehandelingskasten.

– Uitgangspunt: aardgasvrij energieconcept voor het Stadhuis. – Optie: hybridevariant als tussenstap. – Wat zijn de benodigde gebouwaanpassingen?

Bestaande installatie Stadhuis Omschrijving van de installatie (huidige situatie)

'

– Radiatoren met één pijps distributiesysteem. – Luchtbehandelingskasten met batterij voor koelen (direct) en verwarmen (indirect met gasketels). – Aansluiting van verwarmingsbatterij met by-pass. – Distributiepompen en gasketels zijn min of meer aan vervanging toe. – Koelinstallatie in de luchtbehandelingskasten zijn decentrale systemen uit 2016. – Radiatoren zijn na bij de recente renovatie niet / nauwelijks aangepast. Aanvoertemperatuur van 80°C bij -10°C is nodig. Wordt stooklijn toegepast.

Analyse gasverbruik 2019 en 2020 circa 80.000 m3 gas per jaar, 2021: 110.000 m3

'

Uitgangspunt is het gasverbruik

'

Opgesteld vermogen is 625 kW

en het profiel van 2019 en 2020. Opgesteld vermogen van 625 kW

'

is slechts enkele uren per jaar in gebruik.

Opgesteld vermogen is 625 kW

Analyse gasverbruik Hoog verwarmingsvermogen ontstaat door nachtverlaging

'

Verwarmingsvermogen van 450 kW is naar verwachting toereikend.

Conclusies: analyse gasverbruik Piekvermogen en hybride vermogen

'

–

Piekverbruik is niet sterk gelieerd aan lage buitentemperatuur.

–

Piekverbruik ontstaat na nachtverlaging.

–

Piekvermogen van 450 kW is op basis van de analyse toereikend.

–

Bij hybride kan met 200 kW (45%) circa 70% van de warmtevraag geleverd worden (op basis van 2019/2020). –

Dit zonder vervanging van radiatoren.

–

Met vervanging van radiatoren kan circa 85% van de warmtevraag geleverd worden.

Uitgangspunten Duurzaamheid en energietarieven

'

Item

Eenheid

Waarde *

Elektriciteit

kg/kWh elektriciteit

0,427

Gas

kg/m3 gas

2,085

Bronenergie (benodigd kg/kWh elektriciteitsverbruik is ingeschat elektriciteit door DWA)

0,427

Item

Eenheid

Waarde

Opmerking

Gas

Euro /m3

€ 1,49

Langere termijn prognose (DWA)

Elektra

Euro /kWh

€ 0,36

Langere termijn prognose (DWA)

*) Bron: CO2emissiefactoren.nl laatste update in januari 2022 (huidige elektriciteits en gasmix)

Verduurzaming energie-opwekking Stadhuis Mogelijke energieconcepten

'

1.

Lucht/water warmtepomp voor verwarmen en koelen.

2.

Warmtepomp met WKO voor verwarmen en koelen inclusief een regeneratievoorziening ten behoeve van de energiebalans van de WKO.

3.

4.

Aansluiten op het Open Warmtenet ten behoeve van: a.

Bronenergie voor warmtepomp en directe koudelevering.

b.

Bronenergie voor warmtepomp, koudelevering met verdamper van de warmtepomp.

c.

Bronenergie voor warmtepomp, koudelevering handhaven

Hybride oplossing (zonder gebouwzijdige aanpassingen): a.

Concept 1 met gasketels als piekvoorziening

b.

Concept 3c met gasketels als piekvoorziening

Gebouwzijdige aanpassingen Aandachtspunten (geldt ook bij andere all-electric oplossing in Stadhuis)

'

–

Verlagen van het temperatuurtraject. Noodzaak voor toepassen van warmtepomptechniek. Uitgangspunt is dat vervanging van volgende onderdelen noodzakelijk is:

–

–

Verwarmingsbatterijen in de LBK’s,

–

Radiatoren en het distributienet voor verwarmen.

Koude is nu decentraal per luchtbehandelingskast geregeld. Aanpassen naar centrale koudeopwekking vereist grote aanpassingen: –

Vervangen van koelbatterijen in de luchtbehandelingskasten.

–

GKW-tracé naar de luchtbehandelingskasten aanleggen.

–

Resumé: 100% directe koudelevering vanuit het Open Warmtenet voor de LBK’s in het Stadhuis is gezien het temperatuurtraject van het Open Warmtenet (13°C, +/- 3K) niet mogelijk.

–

Vervanging van regeltechniek en distributiepompen incl. appendages.

–

Ruimtelijke inpassing van warmtepompen en tracés is een aandachtspunt.

Gebouwzijdige aanpassingen Globale kostenraming

'

Item

Waarde

Wanneer nodig?

Radiatoren en distributienet vervangen (244 radiatoren)

€ 290.000,-

All-electric

Verwarmingsbatterijen + aanpassingen aansluitprincipe LBK’s

€ 87.500,-

All-electric en hybride

Koelbatterijen en gkw-net

€ 322.500,-

Alleen bij centrale koeling

Distributiepompen incl. appendages en regeltechniek

€ 210.000,-

Onderhoud/vervanging

Totaal bij all-electric met centrale koeling

€ 910.000,-

'

Exclusief bouwkundige kosten. Uitgangspunt is hergebruik van bestaande luchtbehandelingskasten.

Open Warmtenet Harderwijk Specificaties

'

–

Levering van bronenergie voor verwarmen (en koelen)

–

Aanvoertemperatuur gedurende het hele jaar circa 13°C (+/- 3K)

–

Aanvoertemperatuur van 16°C in de zomer maakt passieve koeling (3a) met LBK’s in het Stadhuis technisch niet realistisch.

–

Levering aan Stadhuis vereist het aanleggen van de warmteleiding gelijktijdig met het bouwrijp maken van deelgebied 6 in Waterfront fase 3.

–

Inschatting kosten: zie volgende sheet van Warmtenetwerkbedrijf Harderwijk.

Bijgevoegd figuur is ter illustratie van de deelgebieden. Dimensionering is ondertussen wat gewijzigd.

Globale inschatting kosten Stadhuis Warmte 1. Volledige capaciteit: W

350kW

2. Volledige capaciteit: W + K

350kW

3. Hybride: W

125kW

4. Hybride: W + K

125kW

Koude

250kW

125kW

BAK*

Vastrecht*

€ 435.000

€ 19.755

€ 255.000

€ 32.080

€ 325.000

€

€ 230.000

€ 13.280

* Globale inschatting t.b.v. keuze voor variant. Op basis van verdere uitwerking worden exacte BAK / vastrecht bepaald. Hiervoor zijn o.a. bepalend: • Grootte W+K aansluiting • Aansluitlocatie

7.090

Oplossingsrichting Afwegingen tot aansluitconfiguratie

'

– Gebouwzijdige aanpassingen beperkt houden: – er is reeds in 2016 geïnvesteerd in installaties in het gebouw. Nieuwe koelinstallatie niet vervroegd afschrijven;

– Afgiftesysteem niet fundamenteel aanpassen; – Huidige gasketels behouden, die kunnen met goed onderhoud nog enige tijd mee en kunnen uit oogpunt van piekvoorziening en leveringszekerheid nog jaren dienst doen;

– Kostentechnisch: met beperkte investeringen kan > 75% op aardgas worden bespaard. – Voorstel: – hybride warmteoplossing: Stadhuis wordt grotendeels verwarmd via Warmtepompen en

back-up/piek via huidige gasketels. Huidige afgiftesysteem en koelmachines behouden; – Na afschrijving huidige installaties 100% aardgasvrij worden.

Voorkeursvariant (2) Redeneerlijn

'

– Toepassing van een hybridesysteem kan worden ingezet als tussenstap. – Bij toekomstige vervanging van het koelsysteem kan koude vanuit de centrale installatie geleverd gaan worden. – Optimalisatie ten aanzien van comfort kan zijn dat men kiest voor aanvullende koeling met ventilatorconvectoren als vervanging voor de radiatoren. Dit zou ook

kunnen met passieve koeling vanuit het Open Warmtenet. – De installatie kan dan van concept 3c richting concept 3a ontwikkellen.

Globale kosteninschatting Opwekking (inclusief gebouwzijdige aanpassingen)

'

Item

Huidig

Hybride water/water met Open Warmtenet en bestaande koeling

Gasketels

€ 75.000

€ 37.000

Koelmachines

€ 125.000

€ 125.000

Warmtepomp

€ 142.000

TSA koeling

– CO2 reductie: 25 – 30% op

warmtevoorziening – Structurele kostenreductie op basis van TCO: 15 – 20%

WKO + regeneratie Gebouwzijdige aanpassingen

€ 210.000

€ 297.500

Subtotaal

€ 410.000

€ 601.500

Onvoorzien en projectkosten /advies (17,5%)

€ 72.000

€ 105.000

BAK Open Warmtenet Totaal inclusief BAK Open Warmtenet

Prestaties:

€ 325.000 € 482.000

€ 1.031.500

Stappen Van huidig naar aardgasvrij

'

1. Gasketels + regeltechniek + pompenset vervangen door voorkeursoplossing (behoud van huidige koeling en huidige radiatoren) 2. Vervangen van radiatoren door ventilatorconvectoren → LT-verwarming en HTkoeling is dan mogelijk → verbetering van comfort door extra koeling. 3. Hybride oplossing ombouwen naar all-electric door extra warmtepompvermogen bij te plaatsen. 4. Vervanging van koelinstallatie in LBK’s door HT-koeling vanuit de centrale installatie.

Ruimtelijke inpassing Hybride warmtepomp met open warmtenet

'

Hoofdcomponenten in de benodigde technische ruimte – Warmtewisselaar – open warmtenet (100% vd capaciteit (350 kW)) – Warmtepomp (200 kW) – Buffervat – Regeltechniek – Leidingwerk en distributie Waterbehandeling, hoofd regelkast, gebouwdistributie, piekgasketels --> blijft in ketelruimte

Ruimtelijke inpassing Hybride warmtepomp met open warmtenet

'

Beoogde locatie voor nieuw te realiseren technische ruimte.

kelder, stadhuis

Ruimtelijke inpassing Hybride warmtepomp met open warmtenet

'

Hoogte circa 3,0 meter

Ruimtelijke inpassing Schets – indeling technische ruimte

'

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

13,75 meter

1 Buffer

Warmtepomp 2

Warmtepomp 1

Warmtewisselaar Open Warmtenet

2

3 Pompen en distributie

Regeltechniek en elektrische voeding

loopdeur

dubbele deur

Bouwkundige aanpassingen: verbreden toegangsdeur, ventilatievoorzieningen en

'

het brandwerend en waterdicht afdichten van doorvoeren.

Aandachtspunten in vervolgtraject

– Elektrische voeding voor de warmtepompen – Capaciteit van de huidige voeding. Nog te onderzoeken. – Tracé vanuit de voeding naar de beoogde technische ruimte (ca. 80 meter). – Leidingtracé (inclusief dataverbinding) vanuit de warmtepompruimte naar de ketelruimte. Horizontaal naar en vanuit de liftschacht naar ketelruimte en warmtepompruimte. – Voorzieningen voor de warmtepompruimte: water, riolering en ventilatie. – Overeengekomen is om aanvullend op de kostenraming voor de bouwkundige kosten een stelpost van € 50.000,- exclusief btw op te nemen.

Vervolgstappen Tot realisatie

'

– Besluitvorming ten aanzien van wel/niet aansluiten op het Open Warmtenet. – Uitwerking ruimtelijke inpassing. – Opstellen projectdefinitie en vaststellen demarcaties. – Technische uitwerking van de voorkeursvariant. – Aanbesteding, contractvorming en realisatie. – Planning: – Aansluiting Open Warmtenet: voorjaar 2023 – Operationele warmtelevering: 2024