VERWARMING
Install Magazine 987 – november 2022

Stookplaatsrenovatie van de VUB-campus in Etterbeek

Ketelvervanging als eerste stap naar energiebesparing

De campus van de Vrije Universiteit Brussel (VUB) in Etterbeek is de grootste van deze instelling in Brussel. Zowat alle gebouwen van deze campus, plus nog het aanpalende gedeelte van de Franstalige tegenhanger ULB, worden verwarmd door een enkele stookplaats op de terreinen van de VUB. Na een eerste gedeeltelijke renovatie werden nu ook de laatste oude ketels vervangen door moderne exemplaren van Viessmann, met branders van Weishaupt. Dit is een eerste stap naar een algemene modernisering van de installatie. Een grondige hydraulische optimalisering en overschakeling op werking op lage-temperatuur wordt de volgende.

Installatie klaar maken voor lage temperaturen

De werken werden uitgevoerd door Equans – Proximity Projects, die het HVAC-gedeelte van de hele campus onder zijn hoede heeft. “De installatie was niet meer van deze tijd,” legt Yves Collette van Equans uit. “Alles was sterk overgedimensioneerd en berekend op hoge temperaturen.”

Een eerste taak was dus om de bestaande warmtebehoefte in kaart te brengen. Het oorspronkelijke warmtenet werkte met oververhit water aan 110°C en met een regime van 90/70°C in de gebouwen. De luchtgroepen en radiatoren waren op die temperatuur gedimensioneerd. Daarbij had men destijds echter aanzienlijke reservefactoren gehanteerd: uit eerdere ervaringen bleek dat in sommige kringen een regime van 70/50°C perfect haalbaar was. Een exacte bepaling van de behoefte werd ook bemoeilijkt door het feit dat er in de loop van de jaren wijzigingen waren aangebracht aan de installatie, die niet allemaal afdoende gedocumenteerd waren. Uiteindelijk kwam men na een meetcampagne tot de vaststelling dat het oorspronkelijk geïnstalleerd vermogen van 30 MW sterk overbemeten was, en men met 17 MW zou kunnen volstaan.

Uiteindelijk werd besloten om drie Viessmann Vitomax te plaatsen: een van 4 MW en twee van 2,8 MW elk. De keuze voor drie ketels werd ingegeven door een wens voor redundantie en de mogelijkheid tot cascadewerking. Bij ketels van dergelijke vermogens is het immers van belang om de start-stop cycli te beperken. In combinatie met de bestaande twee ketels, een Vitocrossal van 1 MW en een Vitomax van 6 MW, komt men zo uit op een totaal vermogen van een kleine 17 MW. De ketels staan in cascade opgesteld, waarbij de kleinste ketel eerst start, en de andere dan bijspringen in functie van de behoefte. Daarbij krijgen de ketels met lagere vermogens voorrang. Buiten het stookseizoen volstaat de Vitocrossal doorgaans om de behoefte te dekken.

Net als de bestaande ketels, werden ook de nieuwe uitgerust met Weishaupt-branders. Deze branders werken modulerend, wat ook het aantal start-stop cycli beperkt. Ze zijn voorzien van de gepatenteerde multiflam technologie voor een lage NOx-uitstoot. Door de constructie van de menginrichting wordt de brandstof opgedeeld zodat er primaire en secundaire vlammen ontstaan, wat het ontstaan van NOx beperkt.

“We kenden deze ketel-brander configuratie al van de vorige modernisering, dus het was logisch om hierop verder te bouwen”, verklaart Yves Collette. “Dat maakte het beheer en het onderhoud van de stookplaats ook eenvoudiger. Bij de modernisering werd de stookplaats ook volledig overgeschakeld op aardgas, waar het voordien ging om bi-fuel branders.”

Een bijkomend voordeel van de Viessmann-ketels is hun grote waterinhoud, zodat er geen minimumdebiet is. Dat is van belang in de toekomstige modernisering van de installatie op variabel debiet en lage temperaturen.

Overschakelen op variabel debiet

De verdeelinstallatie is omvangrijk: er zijn acht onderstations aan de VUB-kant en zeven aan de ULB-kant, verbonden door een warmtenet met in totaal zo’n vier kilometer leidingen. Dat maakte zelfs een basisvraag zoals de waterinhoud van het systeem bepalen, niet bepaald evident.

Alle primaire onderstations van de VUB werden volledig vernieuwd en uitgerust met toerentalgeregelde pompen en efficiënte platenwisselaars. De bestaande mengregeling met driewegskleppen werd vervangen door een regeling met variabel debiet met tweewegskleppen. Hierbij werden ook de overstortleidingen verwijderd. Het hydraulische concept werd eerst gesimuleerd met Hysopt om tot een optimale oplossing te komen.

De secundaire kringen naar de verschillende gebouwen zijn volledig gescheiden van de primaire kring. Dat is noodzakelijk om praktische redenen: anders zou elke ingreep of defect aan de afgifte-installatie gevolgen hebben voor de primaire installatie, wat uiteraard ondoenbaar zou zijn gezien het grote aantal gebouwen. De platenwisselaars worden ook beschermd door stevige filter. Een installatie van dergelijke omvang en leeftijd bevat immers heel wat gruis. De pompen zijn behoeftegestuurd in functie van de temperatuur, en zorgen voor een aangepast debiet met een constante druk. Dat bespaart meteen heel wat pompenergie.

De montage van de onderstations was niet evident. Omdat de installatie moest blijven draaien, werden de nieuwe stations opgebouwd terwijl de bestaande nog in werking waren. De overschakeling gebeurde pas op het laatste ogenblik. Daarom werd ook zoveel mogelijk gebruik gemaakt van voorgemonteerde gehelen, die daarna ter plaatse werden samengevoegd.

Modernisering van het afgiftesysteem

De volgende stap wordt het moderniseren van het afgiftesysteem. De twee kleinste Vitomax ketels zijn voorzien van condensors, het komt er nu op aan om de regimes te optimaliseren, zodat die ketels effectief kunnen condenseren. Daartoe kan er al veel bereikt worden door een betere regeling, maar de gebouwen zullen ook gerenoveerd moeten worden om ze geschikt te maken voor lage-temperatuurverwarming.

Dat kan een beetje de omgekeerde wereld lijken, omdat men in theorie moet beginnen met de vermindering van de vraag vooraleer men de stookplaats vernieuwt. In een site van een dergelijke omvang is dat echter praktisch niet haalbaar, ook al omdat er een aantal gebruikers zijn met een constante warmtevraag, zoals laboratoria, die men dus moeilijk stil kan leggen. Een grondige vernieuwing van de stookplaats is dus de meest handige manier om in een klap het verbruik naar omlaag te halen. De VUB rekent op een aanvankelijke besparing van 30%, een cijfer dat nog zal stijgen naarmate de verschillende gebouwen onder handen worden genomen. De universiteit mikt overigens volop op groene energie: de nieuwe gebouwen die op de campus worden opgetrokken, zijn niet meer aangesloten op de stookplaats, maar voorzien van eigen warmtepompen met energierecuperatie. Zo gaat de CO₂-uitstoot van de campus systematisch naar omlaag.