Einsatz einer Gasabsorptions-Wärmepumpe in. Vegetable research centre Kruishoutem Belgium

Transkript

1 Einsatz einer Gasabsorptions-Wärmepumpe in Kombination mit einem Bohrloch-Energiespeicher

2 Vortragsüberblick 1. Konzept 2. Bohrloch-Energiespeicher 3. Messungen Energie Luftfeuchtigkeit 4. Weitere Forschung

3 1. Konzept Energieeffizientes Heizen isoliertes Gewächshaus (U-value 2,75 W/m² K) mit Niedrigtemperatur Heizung (< 55 C) Nutzung einer Luftentfeuchtung große Heizflächen im Gewächshaus halbgeschlossenes Gewächshaus effizientes Heizen mit 3 Gasabsorptions-Wärmepumpen (120 kw and COP of %) kurzfristige Wärme- und Kälte-Speicherung (2 water tanks of 45 m³) lanfristige Wärmespeicherung im Boden (Bohrloch-Energiespeicher) Angepasst für den Ökologischen Anbau kleine Unternehmen mit verschiedenen Kulturen / Ökologischen Kulturverfahren Alternative zur Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) Amortisation in weniger als 10 Jahren

4 1. Concept Konventionelles Gewächshaus mit 2500 m² u. 6 Abteilungen 4 Abteilungen mit Salat von 1100 m² 1 Abteilung für Gurke von 400 m² Kräuter und Salat in mobilen Rinnen 400 m² nicht isoliert Öko-Gewächshaus von1250 m² mit 6 Abteilungen 4 Abteilungen von 80 m² mit Tomaten und Gurken 1 Abteilung von 400 m² mit Tomaten 1 Abteilung von 400 m² mit Paprika isoliert und mit Doppelschirm

5 Provinciaal Proefcentrum voor de Groenteteelt, Kruishoutem

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7 2. Rondgang serres Provinciaal Proefcentrum voor de Groenteteelt, Kruishoutem

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10 MAXIMUM ISOLATING GREENHOUSE Aluminium gutter Better isolation 2. Anti reflection glass 6% more transmission Less reflection 3. Climate screen 63% energy saving 65% light screening 4. Energy screen 45% energy saving 14% light screening 5. Air treatment equipment Thanks to dehumidification more closed culture Better use of CO2 and heat 6. White coating More light reflection on the infrastructure 7. Polycarbonaat in the outdoor walls (two chambers 16 mm) Better isolation U = 2,3 W/m².K 8. Low temperature network, growpipes Ø 51 mm Better use of low temperature 9. CO2 coming from the GAHP Alu-Rinne 2. Anti-Reflex-Glas 3. Schattierschirm 4. Energieschirm 5. Luftbewegung 6. Weiße Beschichtung 7. Stegdoppelplatten (PC) 8. Niedrigtemperaturheizung 9. CO2 von der Gasabsorptions-WP U-value = 2,75 W/m².K Vegetable research centre Kruishoutem Belgium

11 SUMMER SITUATION (and warm periods) CO2 COLD STORAGE HEAT STORAGE condensor Gas absorption heat pump evaporator Main energy Minor energy Drillhole energy storage

12 2. Bohrloch Energiespeicher (DES) Tiefe der Bohrlöscher und der Oberflächen DES 5 6 m zwischen jedem Bohrloch Temperatur der oberen 20 m ist nah an der Lufttemperatur unterhalb 20 m ist die Temperatur bei C alle 100 m erhöht sich die Temperatur um 3 C pro Meter PCG: 28 Bohrlöcher von 100 m 4000 für ein Bohrloch von 100 m

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15 2. Bohrloch-Energiespeicherung Diesen Sommer wurden bei einer Durchschnittstemperatur von 20 C 8 MWh gespeichert Die Wärme wird genutzt durch die Wärmepumpe in der kalten Periode/Winterzeit Die Wirksamkeit des Erdspeichers liegt bei 50% bis 90%

16 /07 22/07 23/0 7 24/07 25/07 26/07 27/ Temperature Energy (kwh) C kwh

17 3. Messungen zur Energie Ökologisch angebaute Tomaten und Paprika 2 Gewächshäuder von 400 m² Messungen seit Anfang Januar Entfeuchtung wird genutzt Erdkulturen mit hoher Feuchtigkeit das CO 2 der Wärmepumpe wird im Gewächshaus genutzt

18 kwh/m² Som bio tomaat som bio paprika

19 3. Messungen zur Energie 266 days (06/01 28/09) Total Bio greenhouse Peppers 245 d Tomato 252 d Heat (MWh) Gas (Mwh) Gas (m³) Efficiency HP 140,32 % 140,32 % 140,32 % 140,32 % Heat per m² (kwh/m²) / Gas per m² (kwh/m²) Gas per m² (m³/m²) /

20 3. Messungen zur Energie Prognose bis Ende November - Referenzenergiebedarf liegt für Paprika bei 36 m³ gas per m² / kwh/m² - Messungen PCG 20.5 m³/m² or kwh/m² % Einsparung durch die Wärmepumpe 20.39% Einsparung durch die Gewächshausisoloierung Gesamteinsparung 43 %

21 3. Messungen zur Energie - Referenzenergiebedarf für Tomaten liegt bei 40 m³ gas per m² / kwh/m² - Messungen von PCG 23.5 m³/m² gas or kwh/m² % saving heat pump 17.56% saving isolated greenhouse Total saving of 41 %

22 3. Messungen zu CO2 - CO2-meters Durchfluss und Konzentration Durchfluss bei Ökotomaten und Ökopaprika - CO2 Produktion durch die Wärmepumpe Gas wird als CO2 Quelle genutzt 2,20 kg CO2 per m³ gas an sonnigen Tagen wird mehr CO2 benötigt überschüssige Wärme wird gespeichert in Wassertanks (ST) oder DES (LT)

23 3. Messungen zu CO2 - Minimale CO2 Konzentration für Tomaten und Paprika ist 800 ppm - Durchschnittliche CO2 Konzentration für Tomaten liegt bei 1120 ppm Day Radiationsum J/cm² Tomato kg co2 Peppers kg co2 % of total co2 used Total CO2 kg 14/ ,13 kg 4,2 kg 48,3 % 110 kg 19/ ,77 kg 7,5 kg 56,3 % 208,9 kg 20/ ,94 kg 5,9 kg 56,6 % 175 kg 26/ ,09 kg 7,7 kg 57,3 % 175 kg

24 4. Stand van zaken - Metingen CO2 Provinciaal Proefcentrum voor de Groenteteelt, Kruishoutem

25 3. Messungen zur Feuchtigkeit Entfeuchtung der Luft Ökotomaten und Ökopaprika 4750 m³/h in einem Gewächshaus von 2650 m³ (1.8) weniger Wärme geht im Winter verloren Entfeuchtung, geringerer CO2-Verlust und kühle Gewächshäuser im Sommer l Wasser pro Stunde bei Tomaten 90 % relative Luftfeuchte am Morgen % relative Luftfeuchte tagsüber

26 4. Weitere Untersuchungen - Reduzierung des Energiebedarfs durch den Einsatz von Klimakontrolltechniken Temperatur integration+ Pflanzensensoren niedrige Rohrtemparatur Nutzung von (mehr) screening-verfahren Elektrizitätsmessungen de Ertragsmessungen - Wirkung und Effizienz von Bohrloch-Energiespeichern - Referenzwertmessung oder Kontrolle in nicht isolierten Gewächshaus - ökonomische Kalkulation - Treffen zwischen Praktikern und Forschung Klimakontrolle Klimaeinstellungen und Daten

27 Financing