Referentie 25 januari 2022
Verwarmen met ijs

Warmtepompen voor het verwarmen of koelen van gebouwen onttrekken de benodigde energie aan aardwarmtesonden of aardcollectoren. Het bedrijf leitec® Gebäudetechnik slaat een volledig nieuwe weg in: een ijsreservoir zorgt hier voor de benodigde energie. Het samenspel van de verschillende installaties en systemen evenals de volledige gebouwautomatisering wordt aangestuurd door techniek van WAGO.

Als water verandert in ijs, ontstaat veel energie. Om precies te zijn: er ontstaat genoeg energie om water van 0 tot 80 °C te verwarmen. De verwarmingsexperts van Viessmann hebben het kristallisatieprincipe voor een echte innovatie benut en op basis van een ijsreservoir en warmtepompen een systeem ontwikkeld dat energie voor het verwarmen en koelen beschikbaar stelt.

Een van de gebruikers van deze innovatieve techniek is het bedrijf leitec® Gebäudetechnik GmbH, dienstverlener in de energie- en gebouwtechniek in het Heilbad Heiligenstadt in de Duitse deelstaat Thüringen. Het ijsreservoir, bestaande uit een ondergrondse ijstank met een diameter van tien meter en een hoogte van zes meter, is gevuld met 400.000 liter water. "Het systeem werkt echt uitstekend", aldus Bernd Apitz, directeur en eigenaar van leitec®. "We waren een van de eerste bedrijven die zo'n groot ijsreservoir hebben gebouwd."

Toen het bedrijf er in 2011 voor koos om deze nieuwe techniek in te laten bouwen, was het allemaal nog onbekend terrein. De software, waarmee zulke complexe systemen tegenwoordig snel en eenvoudig berekend en gedimensioneerd kunnen worden, was in 2011 simpelweg nog niet beschikbaar. Bij de dimensionering van het ijsreservoir was het rekening houden met aspecten zoals de uitrichting van het gebouw, de klimatologische bijzonderheden van de locatie en de eisen aan het gebruik een echte uitdaging.

Warmtepompen en ijsreservoirs aansturen – zo ondersteunt WAGO u:

  • Het WAGO I/O-SYSTEM 750 bundelt complexe afzonderlijke systemen in de beheertechniek.

  • Het systeem combineert vrije programmeerbaarheid met een compacte constructie.

  • De omvangrijke analyse van gegevens is de basis voor een oplossing die zichzelf optimaliseert.

Veel complexe systemen

Voor leitec® was het de moeite meer dan waard. Tegenwoordig dekt het bedrijf de gehele warmte- en koudebehoefte met het ijsreservoir. "We gebruiken geen fossiele brandstoffen meer", aldus Apitz. Aangestuurd wordt de combinatie van warmtepompen en ijsreservoir met het WAGO I/O-SYSTEM 750. "We werken er al geruime tijd mee", legt Benedikt Künzel, projectleider bij leitec®, uit. Een groot voordeel van het systeem is de diversiteit aan interfaces. "Complexe losse systemen moeten allemaal in ons beheersysteem worden geïntegreerd", aldus Künzel.

In het gebouw van leitec® zijn dit onder andere de wandinstallatie met EIB/KNX-communicatie, het intelligente lichtmanagement met DALI of de gebouwbeveiliging. "Het WAGO I/O-SYSTEM 750 biedt de vrijheid die we nodig hebben bij het aansluiten, zodat we bijvoorbeeld de deur- en venstercontacten voor de alarminstallatie eenvoudig kunnen integreren. Met standaard actuatoren was onze ruimte met schakelsystemen te klein geweest. De ruimte is namelijk niet erg groot. Bovendien zijn onze servers ook in die ruimte ondergebracht", licht Apitz toe en prijst de techniek van WAGO als een "overtuigend industriesysteem".

Naast de hoge beschikbaarheid van de verschillende interfaces en aansluitkaarten weten de experts van leitec® ook de vrije programmeerbaarheid van het WAGO I/O-SYSTEM te waarderen. "WAGO is echt multifunctioneel als het om de programmering gaat", aldus Künzel. Dankzij de programmering in de gestandaardiseerde talen overeenkomstig de norm IEC 61131-3 is het voor leitec® zeer eenvoudig om de projecttaken via de software te realiseren. Hiertoe behoorden ook aanpassingen aan de interfaces met subsystemen die leitec® in gebouwprojecten moest combineren. Künzel: "Iedere planner heeft persoonlijke voorkeuren voor zijn eigen systeem – en die moeten dus met elkaar worden gecombineerd."

Snel en veilig geautomatiseerd

Bij het ijsreservoir is het leitec® eveneens gelukt om de verschillende functiebereiken snel en veilig in het automatiseringsnetwerk te bundelen. "Met de besturing van WAGO realiseren we vijf algemene scenario's", licht de directeur van leitec® toe. Hierbij gaat het om de bedrijfsmodi verwarmen via het ijsreservoir, verwarmen via de zonnecollectoren, die naast de fotovoltaïsche modules op het dak zijn geïnstalleerd, het koelen van het ijsreservoir, het regenereren via de zonnecollectoren en het koelen met de warmtepomp.

Voor het vinden van de optimale instellingen zijn gegevens nodig die door het WAGO I/O-SYSTEM worden geanalyseerd en die de basis vormen voor een systeem dat zichzelf permanent optimaliseert. Het systeem is bijvoorbeeld in staat om te beslissen of de warmte voor de warmtepomp tijdens de verwarmingsperiode aan het ijsreservoir wordt onttrokken of dat het zonnesysteem meer energie dient te leveren. De gegevens gebruikt leitec® bovendien om effectiviteitswaarden te berekenen. Bij klantprojecten kunnen deze gegevens op een later tijdstip als documentatie worden gebruikt.

building_referenz_leitec_kristallisationswaerme_eisspeicher_2000x1500.jpg

Als water bevriest, ontstaat kristallisatiewarmte. Viessmann maakt bij het ijsreservoir gebruik van dit zogenoemde kristallisatieprincipe.

Het meest efficiënt werkt de combinatie van warmtepompen en ijsreservoir als deze voor het opwekken van zowel warmte als koude wordt gebruikt. Gedurende de wintermaanden onttrekt de warmtepomp energie en zorgt er op deze wijze voor dat het waterreservoir van binnen naar buiten bevriest. Tijdens de zomermaanden kan het indrukwekkende ijsblok worden gebruikt om de collectoren in de kantoorruimten met koud water te doorstromen om de temperatuur in de ruimte te verlagen. Aangezien het ijs hierbij langzaam ontdooit en bij het smelten een hoger energieniveau bereikt, wordt weer warmte voor de wintermaanden opgeslagen.

Nog economischer kan het ijsreservoir worden gebruikt als de voor de warmtepomp benodigde stroom zelf opgewekt wordt. Bij leitec® leveren fotovoltaïsche modules op het dak hiervoor energie. De warmtepomp van Viessmann heeft één kilowatt stroom nodig om 4,3 kilowattuur warmte op te wekken – een bovengemiddeld goede waarde.

Het WAGO I/O-SYSTEM 750 biedt veel vrijheid bij het aansluiten.

Bernd Apitz, directeur en eigenaar van leitec®

Focus op elektromobiliteit

Apitz is ervan overtuigd dat het ijsreservoir in de toekomst ook in meergezinswoningen, hotels, kantoren en bedrijven in de levensmiddelensector gebruikt zal worden. "Een ijsreservoir is dé oplossing voor verwarmen en koelen." Viessmann heeft eerste reservoirs als oplossing in de catalogus opgenomen. Samen met WAGO werkt leitec® aan een vereenvoudiging en standaardisering van de besturingstechniek inclusief visualisatie.

leitec® werkt parallel aan andere projecten: over het jaar gerekend behaalt het bedrijfsgebouw een energieoverschot van 50 procent. "We stellen onszelf al de vraag hoe we de overtollige energie zinvol op kunnen slaan. Het eigen gebruik van energie wordt steeds aantrekkelijker – ook met het oog op elektromobiliteit", legt Apitz uit.

Tekst: Heiko Tautor | WAGO

Foto: Viessmann, leitec®

Productoverzicht

Meer informatie over leitec®

Informatie over het bedrijf

leitec® Gebäudetechnik GmbH is een toekomstgericht en energiebewust bedrijf. Het gebruik van efficiënte, duurzame energie om zowel de hulpbronnen als het milieu te ontzien, wordt in dit bedrijf als filosofie opgevat én nageleefd.

logo_leitec_2000x1125.jpg

WAGO in de praktijk

Referenties uit het bereik energietechniek

Als partner en innovator realiseert WAGO tal van interessante projecten. Ervaar hier welke creatieve en efficiënte oplossingen wij op het gebied van energietechniek mogelijk maken.

Zonnestroom - ook 's nachts

Het ingenieursbureau Fehringer heeft met techniek van WAGO een stroomtankstation ontwikkeld dat fotovoltaïsche energie en energie-opslag bundelt. Techniek van WAGO voor het interfacemanagement.

energy_bidirektionale_stromtankstelle_fehringer_nacht_violett_2000x1500.jpg

Nieuwe hoop voor de smart grid

Power-to-gas-installaties worden steeds belangrijker. Besturingen van WAGO maken de integratie in flexibel aanstuurbare virtuele elektriciteitscentrales een stuk eenvoudiger.

energy_energienetze_gasnetz_gettyimages-524720752_2000x1500.jpg