Meervoudige ontwerp - Civiele Techniek en Geowetenschappen ...
Meervoudige ontwerp - Civiele Techniek en Geowetenschappen ...
Meervoudige ontwerp - Civiele Techniek en Geowetenschappen ...
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
<strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van<br />
koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad<br />
van D<strong>en</strong> Haag<br />
©�¤£¦�¢���§¨ ��¢£�©¨ � ¢£ ����¢£���<br />
�� ��¢���¢¥¢£§������£©<br />
¡£¢¥¤£¦¨§¨<br />
´De provincie Zuid-Holland zit er warmpjes bij`<br />
Bijlag<strong>en</strong> Rapport<br />
Björn van de Weerdhof<br />
Juli, 2005<br />
Technische Universiteit Delft<br />
Faculteit <strong>Civiele</strong> <strong>Techniek</strong> <strong>en</strong> Geowet<strong>en</strong>schapp<strong>en</strong><br />
Afdeling Watermanagem<strong>en</strong>t<br />
Stevinweg 1<br />
2600 GA Delft<br />
Afstudeercommissie:<br />
Dhr. prof. dr. ir. Th. Olsthoorn - Technische Universiteit Delft<br />
Mevr. drs. A. Kreleger - Witteve<strong>en</strong>+Bos<br />
Dhr. dr. ir. C. Maas - Kiwa<br />
Dhr. dr. ir. G.J.M. Uffink - Technische Universiteit Delft<br />
Dhr. dr. E.J.M. Veling - Technische Universiteit Delft
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
%,-/$*(1<br />
9225%((/' &219(17,21((/ 6
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
7.3. Modeller<strong>en</strong> van <strong>en</strong>ergieverliez<strong>en</strong>: conductie 29<br />
7.3.1. Resultat<strong>en</strong> 29<br />
7.3.2. Conclusies 30<br />
7.4. Modeller<strong>en</strong> van <strong>en</strong>ergieverliez<strong>en</strong>: dispersie 31<br />
7.4.1. Resultat<strong>en</strong> 31<br />
7.4.2. Conclusies 33<br />
*(2+
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
Uitkomst<strong>en</strong> <strong>en</strong>quête 64<br />
15.4. Discussie bije<strong>en</strong>komst provinciehuis Utrecht 66<br />
%,-((1.2067 192( µ7+(50,6&+( %$/$16¶<br />
/,-67 *(%58,.7( 6
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
9225%((/' &219(17,21((/ 6
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
%(5(.(1(1 :$507(95$$* (1 9(502*(1<br />
In deze bijlage wordt de e<strong>en</strong> voorbeeld gegev<strong>en</strong> van het berek<strong>en</strong><strong>en</strong> van de wateropslagbehoefte<br />
<strong>en</strong> piekdebiet van e<strong>en</strong> KWO.<br />
:DWHURSVODJEHKRHIWH<br />
Om e<strong>en</strong> inschatting te gev<strong>en</strong> van de koudevraag van e<strong>en</strong> gebouw word<strong>en</strong> van drie fictieve gebouw<strong>en</strong><br />
de koudevraag gegev<strong>en</strong>. Deze inschatting wordt gedaan aan de hand van het bruto<br />
vloeroppervlak (b.v.o.) van e<strong>en</strong> gebouw [NOVEM, 1991].<br />
1. b.v.o. van 12.000 m 2 , met e<strong>en</strong> koudevraag van ongeveer 360 MWh<br />
2. b.v.o. van 30.000 m 2 , met e<strong>en</strong> koudevraag van ongeveer 900 MWh<br />
3. b.v.o. van 45.000 m 2 , met e<strong>en</strong> koudevraag van ongeveer 1800 MWh<br />
Het aantal MWh aan koudevraag kan vertaald word<strong>en</strong> in het aantal m 3 water dat opgeslag<strong>en</strong><br />
moet word<strong>en</strong> om aan deze vraag te voldo<strong>en</strong>. E<strong>en</strong> schatting van het aantal m 3 opgeslag<strong>en</strong> water<br />
kan word<strong>en</strong> berek<strong>en</strong>d met de volg<strong>en</strong>de vergelijking:<br />
(2.1)<br />
9<br />
� ��������<br />
= 3,6 ⋅10<br />
©�¤£¦�¢���§¨ ��¢£�©¨ � ¢£ ����¢£���<br />
�� ��¢���¢¥¢£§������£©<br />
¡£¢¥¤£¦¨§¨<br />
9<br />
(<br />
γ ⋅ ρ ⋅F ⋅ ∆ 7<br />
7DEHO 3DUDPHWHUEHVFKULMYLQJ YHUJHOLMNLQJ<br />
� �<br />
���������������� ��� �������������������������<br />
������������� ������������<br />
9���������� wateropslagbehoefte m 3 ρ�<br />
-<br />
( koudevraag MWh -<br />
soortelijke dichtheid water kg/m 3 1000<br />
F�<br />
γ�<br />
soortelijke warmte water J/kg/°C 4180<br />
∆7 temperatuurverschil onttrokk<strong>en</strong><br />
<strong>en</strong> geretourneerde grondwater<br />
°C -<br />
reductiefactor, door <strong>en</strong>ergieverliez<strong>en</strong><br />
- 0,7-0,95<br />
Het temperatuurverschil van het onttrokk<strong>en</strong> <strong>en</strong> geretourneerde water, alsmede de reductiefactor<br />
hebb<strong>en</strong> e<strong>en</strong> grote invloed op de wateropslagbehoefte. De reductiefactor hangt af van <strong>en</strong>ergieverliez<strong>en</strong>.<br />
In hoofdstuk 4 van het hoofdrapport wordt hier meer aandacht aan besteed.<br />
Als voor deze vergelijking gebruik wordt gemaakt van gemiddelde waard<strong>en</strong>, kan voor de drie<br />
voorbeeldgevall<strong>en</strong> het volume aan wateropslagbehoefte word<strong>en</strong> berek<strong>en</strong>d:<br />
1. V=360 * 3,6*10 9 / (γr * 1000 * 4,18*10 3 * 10)= ± 40.000 m 3<br />
2. V=900 * 3,6*10 9 / (γr * 1000 * 4,18*10 3 * 10)= ± 100.000 m 3<br />
3. V=1800 * 3,6*10 9 / (γr * 1000 * 4,18*10 3 * 10)= ± 200.000 m 3<br />
Deze voorbeeld<strong>en</strong> di<strong>en</strong><strong>en</strong> ter indicatie. Het bepal<strong>en</strong> van de warmtevraag van e<strong>en</strong> gebouw valt<br />
buit<strong>en</strong> het kader van dit onderzoek. Bij het do<strong>en</strong> van e<strong>en</strong> haalbaarheidsstudie van de geschiktheid<br />
van de bodem voor e<strong>en</strong> KWO-systeem wordt de koude- <strong>en</strong> warmtevraag geleverd door e<strong>en</strong><br />
adviseur op het gebied van gebouwinstallaties. De waard<strong>en</strong> van de <strong>en</strong>ergievraag <strong>en</strong> maximaal te<br />
lever<strong>en</strong> vermog<strong>en</strong> word<strong>en</strong> als randvoorwaard<strong>en</strong> beschouwd om de haalbaarheidsstudie uit te<br />
voer<strong>en</strong>.<br />
�
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
9HUPRJHQ<br />
De berek<strong>en</strong>ing van dit piekvermog<strong>en</strong> gaat op ongeveer dezelfde manier als de berek<strong>en</strong>ing van de<br />
wateropslagbehoefte<br />
(2.2)<br />
4 = 3,6 ⋅10<br />
©�¤£¦�¢���§¨ ��¢£�©¨ � ¢£ ����¢£���<br />
�� ��¢���¢¥¢£§������£©<br />
¡£¢¥¤£¦¨§¨<br />
6<br />
3<br />
γ ⋅ ρ ⋅F ⋅∆ 7<br />
7DEHO 3DUDPHWHUEHVFKULMYLQJ YHUJHOLMNLQJ<br />
� �<br />
���������������� ��� �������������������������<br />
������������� ������������<br />
4 maximaal debiet m 3 ρ�<br />
/h -<br />
3 maximaal vermog<strong>en</strong> kW -<br />
soortelijke dichtheid water kg/m 3 F�<br />
1000<br />
soortelijke warmte water J/kg°C 4180<br />
∆7 temperatuurverschil onttrokk<strong>en</strong> °C -<br />
<strong>en</strong> geretourneerde grondwater<br />
reductiefactor, door thermische<br />
γ�<br />
verliez<strong>en</strong><br />
- 0,7-0,95<br />
Voor de drie voorbeeldgevall<strong>en</strong> is volg<strong>en</strong>s de vergelijking e<strong>en</strong> indicatie te gev<strong>en</strong> voor de volg<strong>en</strong>de<br />
pieklast<strong>en</strong>:<br />
1. pieklast= 600 kW, maximaal <strong>ontwerp</strong>debiet Q= 52 m 3 /uur<br />
2. pieklast= 1500 kW, maximaal <strong>ontwerp</strong>debiet Q= 130 m 3 /uur<br />
3. pieklast= 3000 kW, maximaal <strong>ontwerp</strong>debiet Q= 260 m 3 /uur<br />
�
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
3879(567233,1*(1<br />
De informatie in deze paragraaf is grot<strong>en</strong>deels ontle<strong>en</strong>d aan Óntwerpnorm<strong>en</strong> voor bronn<strong>en</strong> koude-/warmteopslag´,<br />
[IF Technology, 2001].<br />
2QWWUHNNHQ YDQ JURQGZDWHU<br />
Wanneer e<strong>en</strong> onttrekkingsput verstopt dreigt te rak<strong>en</strong> is dit als eerste te merk<strong>en</strong> aan e<strong>en</strong> capaciteitsvermindering<br />
<strong>en</strong> vermindering van kwaliteit van het grondwater. De capaciteitsvermindering<br />
vertaalt zich in e<strong>en</strong> grotere verlaging in de put die noodzakelijk is om dezelfde hoeveelheid water<br />
te lat<strong>en</strong> toestrom<strong>en</strong>. Kwaliteitsvermindering komt tot uitdrukking door e<strong>en</strong> versterkte troebelheid,<br />
veranderde kleur <strong>en</strong> verslechterde ´smaak´ <strong>en</strong> geur.<br />
0HFKDQLVFKH RRU]DNHQ<br />
De belangrijkste mechanische problem<strong>en</strong> betreff<strong>en</strong>de putverstopping zijn zandlevering <strong>en</strong> het<br />
verstopp<strong>en</strong> van het filtergrind <strong>en</strong> de formatie met fijne zanddel<strong>en</strong> <strong>en</strong> andere zwev<strong>en</strong>de deeltjes.<br />
&KHPLVFKH RRU]DNHQ<br />
Door de lange verblijftijd<strong>en</strong> van het grondwater is er veelal e<strong>en</strong> chemisch ev<strong>en</strong>wicht ontstaan<br />
tuss<strong>en</strong> de mineral<strong>en</strong> die voorkom<strong>en</strong> in het grondwater <strong>en</strong> van die van het korrelskelet. Het onttrekk<strong>en</strong><br />
van water kan als gevolg van ontgassing door drukdaling of het aantrekk<strong>en</strong> van verschill<strong>en</strong>de<br />
watersoort<strong>en</strong> het chemische ev<strong>en</strong>wicht verstor<strong>en</strong>. Deze verstoring<strong>en</strong> kunn<strong>en</strong> leid<strong>en</strong> tot<br />
neerslagreacties in de bron of in de directe omgeving van de bron. Als ontgassing wordt voorkom<strong>en</strong><br />
door voldo<strong>en</strong>de druk te houd<strong>en</strong> op het grondwatersysteem, dan zull<strong>en</strong> alle<strong>en</strong> neerslagreacties<br />
ontstaan t<strong>en</strong> gevolge van m<strong>en</strong>ging van verschill<strong>en</strong>de typ<strong>en</strong> water in de bron.<br />
Wanneer ijzerrijk grondwater in contact komt met zuurstof (3.1) of nitraat (3.2), t.g.v. m<strong>en</strong>ging van<br />
verschill<strong>en</strong>de typ<strong>en</strong> grondwater door onttrekking<strong>en</strong>, zal er door redoxreacties ijzerhydroxide neerslaan.<br />
Deze neerslag kan putverstopping<strong>en</strong> tot gevolg hebb<strong>en</strong>.<br />
(3.1) 4 Fe 2+ + 10 H2O + 02 → 4 Fe(OH)3 + 8 H +<br />
(3.2) 10 Fe 2+ + 2 NO3 + 24 H2O → 10 Fe(OH)3 + N2 + 18 H +<br />
%LRORJLVFKH RRU]DNHQ<br />
Bacteriën word<strong>en</strong> tot op grote diepte in het grondwater aangetroff<strong>en</strong> [Chapelle, 2001]. Putverstopping<strong>en</strong><br />
zijn op zich niet e<strong>en</strong> oorzaak van de aanwezigheid van deze bacteriën. Echter door<br />
e<strong>en</strong> vergrote flux in de omgeving van de bron, vanwege de onttrekking<strong>en</strong>, kunn<strong>en</strong> deze bacteriën<br />
van voedsel word<strong>en</strong> voorzi<strong>en</strong> <strong>en</strong> gaan daardoor groei<strong>en</strong>, putverstopping<strong>en</strong> zijn het gevolg.<br />
,QILOWUHUHQ YDQ JURQGZDWHU<br />
Veel van de process<strong>en</strong> die optred<strong>en</strong> bij het onttrekk<strong>en</strong> van grondwater tred<strong>en</strong> ook op bij het infiltrer<strong>en</strong><br />
van dit grondwater. In deze paragraaf wordt e<strong>en</strong> aanvulling gedaan voor specifieke process<strong>en</strong><br />
van putverstopping<strong>en</strong> bij het infiltrer<strong>en</strong> van grondwater.<br />
0HFKDQLVFKH YHUVWRSSLQJ<br />
De deeltjes die uit de onttrekkingsbron word<strong>en</strong> geproduceerd zull<strong>en</strong> door de infiltratiebron word<strong>en</strong><br />
opg<strong>en</strong>om<strong>en</strong>. Daarnaast kunn<strong>en</strong> er tijd<strong>en</strong>s het transport naar de infiltratiebron nog deeltjes word<strong>en</strong><br />
toegevoegd. Dit kunn<strong>en</strong> corrosieproduct<strong>en</strong>, lijmproduct<strong>en</strong>, rubber- <strong>en</strong> plasticrestant<strong>en</strong>, soldeer,<br />
bacteriën <strong>en</strong> neerslag<strong>en</strong> zijn [IF, 2001].<br />
&KHPLVFK RRU]DNHQ<br />
E<strong>en</strong> van de gevall<strong>en</strong> van putverstopping<strong>en</strong> bij infiltrer<strong>en</strong> van grondwater is het afnem<strong>en</strong> van de<br />
porositeit door het zwell<strong>en</strong> van kleideeltjes. Dit kan gebeur<strong>en</strong> wanneer in formaties die klei (> 1%)<br />
bevatt<strong>en</strong> <strong>en</strong> de kation<strong>en</strong>conc<strong>en</strong>tratie wordt verlaagd of de verhouding tuss<strong>en</strong> de e<strong>en</strong>waardige <strong>en</strong><br />
meerwaardige kation<strong>en</strong> wordt gewijzigd, t<strong>en</strong> gunste van de éénwaardige.<br />
©�¤£¦�¢���§¨ ��¢£�©¨ � ¢£ ����¢£���<br />
�� ��¢���¢¥¢£§������£©<br />
¡£¢¥¤£¦¨§¨<br />
�
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
*DVYHUVWRSSLQJHQ<br />
Gasbell<strong>en</strong> in poreuze media kunn<strong>en</strong> door de sterke oppervlaktespanning e<strong>en</strong> zodanige kracht<br />
opbouw<strong>en</strong> dat transport van water onmogelijk wordt. De opgebouwde spanning is het grootst in<br />
de kleinste poriën Dit blijkt onder andere uit het feit dat e<strong>en</strong> gasverstopping zich op de boorgatwand<br />
of in de filtersplet<strong>en</strong> bevindt <strong>en</strong> niet in de omstorting van de bron [IF Technology, 1996].<br />
Gasbell<strong>en</strong> in het geïnfiltreerde water kunn<strong>en</strong> op de volg<strong>en</strong>de manier<strong>en</strong> ontstaan:<br />
- Door het onttrekk<strong>en</strong> van grondwater wordt de druk in het watervoer<strong>en</strong>d pakket verlaagd.<br />
Hierdoor kan het verzadigingspunt van e<strong>en</strong> aanwezig opgelost gas word<strong>en</strong> onderschred<strong>en</strong> <strong>en</strong><br />
kunn<strong>en</strong> gasbell<strong>en</strong> ontstaan. Deze vorm van belvorming zal met name optred<strong>en</strong> in watervoer<strong>en</strong>de<br />
lag<strong>en</strong> die vrijwel volledig verzadigd zijn met gas.<br />
- In de warmtewisselaar geeft het grondwater zijn koude af <strong>en</strong> wordt hierdoor in temperatuur<br />
verhoogd. Indi<strong>en</strong> de druk gelijk blijft zal de oplosbaarheid van het gas afnem<strong>en</strong> <strong>en</strong> kan belvorming<br />
ontstaan.<br />
- In het leidingsysteem kan, door sterke weerstandsverliez<strong>en</strong>, de druk onder de gasspanning<br />
dal<strong>en</strong>.<br />
- Het grondwater valt vrij in de bron of de injectieleiding is zodanig ruim gedim<strong>en</strong>sioneerd dat<br />
onderdruk optreedt.<br />
- Op sommige plaats<strong>en</strong> in het leidingstelsel (met name in afsluiters) kunn<strong>en</strong> hoge stroomsnelhed<strong>en</strong><br />
word<strong>en</strong> gecreëerd. Hierdoor kunn<strong>en</strong> lage drukk<strong>en</strong> ontstaan, waardoor cavitatie kan optred<strong>en</strong>.<br />
- Statische drukverlaging in het leidingsysteem bov<strong>en</strong>gronds t.o.v. het watervoer<strong>en</strong>de pakket<br />
(door opvoer<strong>en</strong> van het water).<br />
©�¤£¦�¢���§¨ ��¢£�©¨ � ¢£ ����¢£���<br />
�� ��¢���¢¥¢£§������£©<br />
¡£¢¥¤£¦¨§¨<br />
�
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
7+(25(7,6&+( $&+7(5*521' ())(&7(1 .:2<br />
Om inzicht te krijg<strong>en</strong> in grondwaterstroming<strong>en</strong> <strong>en</strong> warmte- <strong>en</strong> stoftransport zijn analytische formules<br />
afgeleid. Deze formules zijn gebaseerd op de eig<strong>en</strong>schapp<strong>en</strong> van de grond <strong>en</strong> het grondwater.<br />
In dit gedeelte van de bijlage zull<strong>en</strong> eerst de parameters van grond <strong>en</strong> grondwater toegelicht<br />
word<strong>en</strong>. Tev<strong>en</strong>s zull<strong>en</strong> de effect<strong>en</strong> van temperatuurverandering<strong>en</strong> van de grond <strong>en</strong> het grondwater<br />
op deze parameters besprok<strong>en</strong> word<strong>en</strong>. Daarna zal de verhouding<strong>en</strong> tuss<strong>en</strong> deze parameters<br />
aan bod kom<strong>en</strong> in de analytische formules die in veel literatuur wordt gevond<strong>en</strong> voor grondwaterstroming<br />
<strong>en</strong> warmte- <strong>en</strong> stoftransport.<br />
Veel van de gebruikte tabell<strong>en</strong> <strong>en</strong> analyses in dit hoofdstuk zijn ontle<strong>en</strong>d aan het afstudeerverslag<br />
van M.J.J. Peeters [Peeters, 2001].<br />
(LJHQVFKDSSHQ JURQG HQ JURQGZDWHU<br />
De eig<strong>en</strong>schapp<strong>en</strong> van de grond <strong>en</strong> het grondwater word<strong>en</strong> uitgedrukt in hydraulische parameters<br />
<strong>en</strong> thermische parameters. In respectievelijk tabel 4.1. <strong>en</strong> tabel 4.2. word<strong>en</strong> de hydraulische<br />
<strong>en</strong> thermische parameters gegev<strong>en</strong>.<br />
7DEHO K\GUDXOLVFKH SDUDPHWHUV<br />
��� ������� ��� ������������� ������������<br />
������� �����<br />
ρ� grondwater dichtheid water kg/m 3<br />
grondwater viscositeit µ kg/m/s<br />
grondwater compressibiliteit water βf m 2 ρ� grond dichtheid grond<br />
/N<br />
kg/m 3<br />
grond porositeit Q -<br />
grond intrinsieke doorlat<strong>en</strong>dheid κ m 2<br />
grond compressibiliteit grond βs m 2 /N<br />
7DEHO WKHUPLVFKH SDUDPHWHUV<br />
grondwater soortelijke warmte grondwater Ff J/kg/°C<br />
grondwater warmtegeleidingscoëfficiënt grondwater<br />
λf<br />
J/m/s/°C<br />
grond soortelijke warmte korrels Fs J/kg/°C<br />
grond warmtegeleidingscoëfficiënt korrels λs J/m/s/°C<br />
������� ��� ����� ������� ��� ������������� ������������<br />
E<strong>en</strong> aantal van de vermelde parameters is in meer of mindere mate afhankelijk van de temperatuur.<br />
Alle parameters zijn afhankelijk van de druk. Echter bij de meeste parameters tred<strong>en</strong> pas<br />
significante verschill<strong>en</strong> op bij zeer grote drukverschill<strong>en</strong>.<br />
Bij koude- <strong>en</strong> warmteopslag is sprake van temperatuurverandering<strong>en</strong> variër<strong>en</strong>d in ruimte <strong>en</strong> tijd.<br />
Daarnaast resulter<strong>en</strong> de onttrekkings- <strong>en</strong> injectiedebiet<strong>en</strong> in verandering<strong>en</strong> van de stijghoogte in<br />
het watervoer<strong>en</strong>d pakket <strong>en</strong> dus in e<strong>en</strong> drukverschil. Deze drukverschill<strong>en</strong> bij KWO-system<strong>en</strong> zijn<br />
dermate klein om effect te hebb<strong>en</strong> op de g<strong>en</strong>oemde parameters in de tabell<strong>en</strong>.<br />
(IIHFWHQ GUXN HQ WHPSHUDWXXUYHUDQGHULQJ RS K\GUDXOLVFKH SDUDPHWHUV<br />
In deze paragraaf zull<strong>en</strong> de effect<strong>en</strong> van druk- <strong>en</strong> temperatuurverandering<strong>en</strong> op de hydraulische<br />
parameters dichtheid van grondwater, viscositeit <strong>en</strong> compressibiliteit van het grondwater besprok<strong>en</strong><br />
word<strong>en</strong>. De hydraulische grondeig<strong>en</strong>schapp<strong>en</strong> word<strong>en</strong> onafhankelijk van druk <strong>en</strong> temperatuur<br />
verondersteld [Peeters, 2001].<br />
'LFKWKHLG JURQGZDWHU U�<br />
De dichtheid van grondwater is afhankelijk van de temperatuur 7, van de druk S <strong>en</strong> van de conc<strong>en</strong>tratie<br />
opgeloste stoff<strong>en</strong> F. In dit onderzoek wordt alle<strong>en</strong> gekek<strong>en</strong> naar de afhankelijkheid van<br />
de temperatuur <strong>en</strong> de druk op de dichtheid van grondwater, deze is te zi<strong>en</strong> in tabel 4.3. De at-<br />
©�¤£¦�¢���§¨ ��¢£�©¨ � ¢£ ����¢£���<br />
�� ��¢���¢¥¢£§������£©<br />
¡£¢¥¤£¦¨§¨<br />
�
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
mosferische druk wordt als refer<strong>en</strong>tiedruk beschouwd <strong>en</strong> gesteld wordt dat S�£������¥��£��� =10 5 Pa. De<br />
waterdruk in de bodem neemt iedere 10 meter toe met ongeveer 10 5 Pa.<br />
7DEHO DIKDQNHOLMNKHLG GLFKWKHLG YDQ GH WHPSHUDWXXU HQ GUXN<br />
������� ����������� ����������� � �����������������<br />
�<br />
Satmosfeer 0°C 999,702 kg/m 3<br />
Satmosfeer 10°C 998,207 kg/m 3<br />
Satmosfeer 20°C 995,650 kg/m 3<br />
Satmosfeer 30°C 992,217 kg/m 3<br />
Satmosfeer 40°C 988,036 kg/m 3<br />
Satmosfeer 50°C 983,197 kg/m 3<br />
Satmosfeer 80°C 965,309 kg/m 3<br />
S=50*10 5 Pa 0°C 1002,03 kg/m 3<br />
S=50*10 5 Pa 50°C 985,330 kg/m 3<br />
Uit gegev<strong>en</strong>s van de tabel 4.3 kan geconcludeerd word<strong>en</strong> dat de proc<strong>en</strong>tuele invloed van de<br />
temperatuur op de dichtheid gelijk blijft bij to<strong>en</strong>em<strong>en</strong>de druk. De invloed van de temperatuur op<br />
de dichtheid ligt in de ordegrootte van proc<strong>en</strong>t<strong>en</strong> (van 0°C tot 50°C ± 1,7%). De invloed van de<br />
drukverandering op de dichtheid is verwaarloosbaar (van 10 5 Pa tot 50*10 5 Pa (500 m diep) ± 0,2<br />
%). Zie figuur 4.1.<br />
9LVFRVLWHLW YDQ KHW JURQGZDWHU P<br />
De temperatuur 7 <strong>en</strong> de druk S zijn van invloed op de viscositeit µ In tabel 4.4 wordt de viscositeit<br />
bij verschill<strong>en</strong>de temperatur<strong>en</strong> <strong>en</strong> drukk<strong>en</strong> gegev<strong>en</strong>.<br />
7DEHO DIKDQNHOLMNKHLG YLVFRVLWHLW PHW GH WHPSHUDWXXU HQ GUXN<br />
������� ����������� ����������� ������������� ������<br />
�<br />
Satmosfeer 0°C 1,792*10 -3 Pa s (kg/m s)<br />
Satmosfeer 5°C 1,524*10 -3 Pa s (kg/m s)<br />
Satmosfeer 10°C 1,307*10 -3 Pa s (kg/m s)<br />
Satmosfeer 20°C 1,002*10 -3 Pa s (kg/m s)<br />
Satmosfeer 30°C 0,797*10 -3 Pa s (kg/m s)<br />
Satmosfeer 40°C 0,653*10 -3 Pa s (kg/m s)<br />
Satmosfeer 50°C 0,546*10 -3 Pa s (kg/m s)<br />
Satmosfeer 60°C 0,466*10 -3 Pa s (kg/m s)<br />
Satmosfeer 70°C 0,404*10 -3 Pa s (kg/m s)<br />
Satmosfeer 80°C 0,355*10 -3 Pa s (kg/m s)<br />
Satmosfeer 90°C 0,315*10 -3 Pa s (kg/m s)<br />
S=50*10 5 Pa 0°C 1,781*10 -3 Pa s (kg/m s)<br />
S=50*10 5 Pa 30°C 0,797*10 -3 Pa s (kg/m s)<br />
Uit de gegev<strong>en</strong>s van tabel 4.4 valt te concluder<strong>en</strong> dat invloed van de temperatuur op de viscositeit<br />
aanzi<strong>en</strong>lijk (van 0°C tot 30°C ± -56%) is <strong>en</strong> niet lineair. De invloed van de druk op viscositeit is<br />
gering <strong>en</strong> kan word<strong>en</strong> verwaarloosd (van 10 5 Pa tot 50*10 5 Pa ± -0,6%). Zie figuur 4.1.<br />
©�¤£¦�¢���§¨ ��¢£�©¨ � ¢£ ����¢£���<br />
�� ��¢���¢¥¢£§������£©<br />
¡£¢¥¤£¦¨§¨<br />
�
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
��<br />
��<br />
�� �<br />
�� �� ��<br />
�� �<br />
)LJXXU 9LVFRVLWHLW HQ GLFKWKHLG YHUVXV WHPSHUDWXXU<br />
E�<br />
&RPSUHVVLELOLWHLW<br />
De compressibiliteit van grondwater kan bij e<strong>en</strong> constante druk als onafhankelijk van de temperatuur<br />
word<strong>en</strong> beschouwd <strong>en</strong> kan bij constante temperatuur als onafhankelijk van de druk word<strong>en</strong><br />
beschouwd [Peeters, 2001]. Het grondwater wordt onsam<strong>en</strong>drukbaar verondersteld, gezi<strong>en</strong> het<br />
geringe effect van de druk op de dichtheid van het water (tabel 4.3 <strong>en</strong> tabel 4.4).<br />
'RRUODWHQGKHLGVFRsIILFLHQW .<br />
E<strong>en</strong> aantal sam<strong>en</strong>gevoegde parameters levert e<strong>en</strong> nieuwe parameter die veelvuldig gebruikt<br />
wordt om e<strong>en</strong> eig<strong>en</strong>schap van de grond aan te gev<strong>en</strong>. Dit is de doorlat<strong>en</strong>dheidscoëffici<strong>en</strong>t . . is<br />
afhankelijk van de dichtheid van het grondwater, de viscositeit van het grondwater, de zwaartekrachtsversnelling<br />
<strong>en</strong> de intrinsieke doorlat<strong>en</strong>dheid. Aangezi<strong>en</strong> de dichtheid <strong>en</strong> de viscositeit afhankelijk<br />
zijn van de temperatuur is . dat ook. De intrinsieke doorlat<strong>en</strong>dheid is voor elke grondsoort<br />
verschill<strong>en</strong>d, maar onafhankelijk van de vloeistof <strong>en</strong> de temperatuur. Voor kleiachtige grond<strong>en</strong><br />
is de intrinsieke doorlat<strong>en</strong>dheid ongeveer 10 -13 tot 10 -17 m 2 <strong>en</strong> voor zand 10 -9 tot 10 -12 m 2 .<br />
(4.1)<br />
1000<br />
995<br />
990<br />
985<br />
980<br />
975<br />
970<br />
965<br />
⋅ J �<br />
. ρ<br />
=<br />
µ<br />
©�¤£¦�¢���§¨ ��¢£�©¨ � ¢£ ����¢£���<br />
�� ��¢���¢¥¢£§������£©<br />
¡£¢¥¤£¦¨§¨<br />
������������� ������������������������������ ������� ��������� ���������<br />
960<br />
0,0000<br />
0 20 40 60 80 100<br />
κ<br />
�¨��������� �£� �¨������ ���<br />
7DEHO SDUDPHWHUEHVFKULMYLQJ YHUJHOLMNLQJ<br />
���������������� ������������<br />
�������������<br />
. doorlat<strong>en</strong>dheidscoëffici<strong>en</strong>t m/d<br />
ρf dichtheid water kg/m 3<br />
J zwaartekrachtsversnelling m/s 2<br />
µ dynamische viscositeit water kg/ms<br />
κ intrinsieke doorlat<strong>en</strong>dheid m 2<br />
7KHUPLVFKH SDUDPHWHUV<br />
0,0020<br />
0,0018<br />
0,0016<br />
0,0014<br />
0,0012<br />
0,0010<br />
0,0008<br />
0,0006<br />
0,0004<br />
0,0002<br />
Naast de hydraulische parameters die in de vorige paragraaf zijn behandeld, zijn er ook thermische<br />
parameters Thermische parameters zijn de eig<strong>en</strong>schapp<strong>en</strong> van de grond die in de warmtetransportvergelijking<br />
di<strong>en</strong><strong>en</strong> te word<strong>en</strong> ingevuld. Twee belangrijke thermische parameters zijn te<br />
onderscheid<strong>en</strong>, warmtecapaciteit F� van het medium <strong>en</strong> de warmtegeleidingcoëfficiënt λ� .<br />
In tabel 3.6 word<strong>en</strong> getalswaard<strong>en</strong> van deze twee parameters voor verschill<strong>en</strong>de grondsoort<strong>en</strong><br />
van grondwater gegev<strong>en</strong>.<br />
���<br />
�� �<br />
�� �<br />
�<br />
�<br />
� ��� ��<br />
�� �<br />
Dichtheid<br />
Viscositeit<br />
�
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
7DEHO WKHUPLVFKH SDUDPHWHUV >'H 0DUVLO\ @<br />
����� ��������� ����������� � ��� �������������� ������������� ���� �����������������<br />
��� ���������<br />
� �����<br />
U��� F�<br />
� ��� ��� �����<br />
� ��� � � �<br />
Droog zand 0,4-0,8 1,9*10 6<br />
Nat zand 2,5-3,5 1,9*10 6<br />
Droge klei 0,8-2,0 2,1*10 6<br />
Natte klei 1,2-1,7 2,3*10 6<br />
Zoet water 0,6 4,2*10 6<br />
Lucht 0,025 1,3*10 -3<br />
Het grote verschil tuss<strong>en</strong> de warmtegeleidingcoëfficiënt van nat zand <strong>en</strong> droog zand zit in het feit<br />
dat de poriën bij nat zand gevuld zijn met water <strong>en</strong> bij droog zand met lucht. Water heeft e<strong>en</strong> veel<br />
grotere warmtegeleidingcoëfficiënt dan lucht, vandaar nat zand ook e<strong>en</strong> grotere warmtegeleidingcoëfficiënt<br />
heeft.<br />
De temperatuur heeft e<strong>en</strong> gering effect op de waard<strong>en</strong> van de thermische parameters. Geconcludeerd<br />
kan word<strong>en</strong> dat:<br />
1. bij to<strong>en</strong>em<strong>en</strong>de temperatuur kost het steeds minder <strong>en</strong>ergie om 1 kg water 1 °C op te warm<strong>en</strong>.<br />
Echter dit effect is zo gering dat het verwaarloosd kan word<strong>en</strong>; de soortelijke warmte<br />
van water kan als constant word<strong>en</strong> verondersteld;<br />
2. bij to<strong>en</strong>em<strong>en</strong>de temperatuur (0-25 °C) wordt de warmtegeleidingcoëfficiënt weliswaar 10%<br />
groter, maar dit heeft slechts e<strong>en</strong> gering effect op de warmtegeleidingcoëfficiënt van het medium<br />
grondwater plus korrels (het poriëngehalte is circa 35%); de warmtegeleidingcoëfficiënt<br />
van het grondwater wordt constant verondersteld.<br />
*URQGZDWHUVWURPLQJVYHUJHOLMNLQJ<br />
Met behulp van de in de vorige paragraf<strong>en</strong> besprok<strong>en</strong> parameters kunn<strong>en</strong> grondwaterstromings-<br />
<strong>en</strong> warmtetransportvergelijking<strong>en</strong> word<strong>en</strong> opgesteld. In de kom<strong>en</strong>de paragraf<strong>en</strong> zal de grondwaterstromingsvergelijking<br />
toegelicht word<strong>en</strong>.<br />
%HZHJLQJVYHUJHOLMNLQJ<br />
De meest algeme<strong>en</strong> geld<strong>en</strong>de grondwaterstromingsvergelijking (=bewegingsvergelijking) is de<br />
wet van Darcy. De wet beschrijft e<strong>en</strong> ev<strong>en</strong>wichtsituatie tuss<strong>en</strong> de drijv<strong>en</strong>de kracht <strong>en</strong> de wrijvingskracht.<br />
De drijv<strong>en</strong>d kracht wordt geleverd door e<strong>en</strong> verschil in stijghoogte <strong>en</strong> de wrijvingskracht<br />
<strong>en</strong> wordt tot uiting gebracht in de doorlat<strong>en</strong>dheidscoëffici<strong>en</strong>t. Het gecombineerde effect<br />
van het stijghoogteverschil <strong>en</strong> de doorlat<strong>en</strong>dheid geeft e<strong>en</strong> fluxdichtheid <strong>en</strong> is e<strong>en</strong> stroomsnelheid<br />
die de filtersnelheid of Darcysnelheid wordt g<strong>en</strong>oemd. Voor e<strong>en</strong> anisotroop poreus medium met<br />
verschill<strong>en</strong>de doorlat<strong>en</strong>hed<strong>en</strong> kan deze vergelijking als volgt in vectornotatie word<strong>en</strong> weergegev<strong>en</strong>.<br />
(4.2) T = −. ∇K<br />
7DEHO SDUDPHWHUEHVFKULMYLQJ YHUJHOLMNLQJ<br />
���������������� ������������ ��� �������������������������<br />
�������������<br />
T darcysnelheid m/d -<br />
. hydraulische doorlat<strong>en</strong>dheidst<strong>en</strong>sor m/d -<br />
∇K stijghoogtegradiënt m/m -<br />
De doorlat<strong>en</strong>dheidscoëffici<strong>en</strong>t . is afhankelijk van <strong>en</strong>erzijds de eig<strong>en</strong>schapp<strong>en</strong> van de vloeistof<br />
(bij KWO is dit grondwater) <strong>en</strong> anderzijds van de geometrie van het bodemskelet. Zoals eerder is<br />
aangegev<strong>en</strong> is de doorlat<strong>en</strong>dheidscoëffici<strong>en</strong>t van de temperatuur afhankelijk. Bij KWO is deze<br />
waarde derhalve niet constant.<br />
De verandering van temperatuur is erg lokaal (binn<strong>en</strong> het thermisch invloedsgebied) <strong>en</strong> heeft<br />
lokale effect<strong>en</strong> op het stijghoogtepatroon rondom de bron. Voor de hydraulische berek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong><br />
©�¤£¦�¢���§¨ ��¢£�©¨ � ¢£ ����¢£���<br />
�� ��¢���¢¥¢£§������£©<br />
¡£¢¥¤£¦¨§¨<br />
�
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
moet deze verandering meeg<strong>en</strong>om<strong>en</strong> word<strong>en</strong>. Voor de thermische berek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong> is dit minder het<br />
geval. Ge<strong>en</strong> extra grondwatertransport <strong>en</strong> daardoor warmtetransport zal optred<strong>en</strong> door e<strong>en</strong> lokale<br />
verandering van . naar omligg<strong>en</strong>de lag<strong>en</strong> waar e<strong>en</strong> constante . aanwezig is.<br />
&RQWLQXwWHLWVYHUJHOLMNLQJ<br />
De continuïteitsvergelijking is e<strong>en</strong> massabalansvergelijking. Massa kan niet verlor<strong>en</strong> gaan. De<br />
netto hoeveelheid massa die e<strong>en</strong> volume-elem<strong>en</strong>t inkomt plus de netto hoeveelheid massa die<br />
e<strong>en</strong> elem<strong>en</strong>t uitgaat in e<strong>en</strong> bepaalde tijdse<strong>en</strong>heid moet gelijk zijn aan de verandering van de<br />
hoeveelheid massa in het volume-elem<strong>en</strong>t in die tijdse<strong>en</strong>heid. De vergelijking is als volgt:<br />
(4.3)<br />
�£������£���<br />
����������¥�£�������£�<br />
�£�¥�£�¨�¨����£�������¨����£��¨��<br />
( ρ )<br />
� � � ⎛ Y Y Y � �<br />
∂ ∂ ∂ ⎞ ∂ ⋅ Q⋅9 ∂K<br />
− ⎜ + + ⎟ + 4 = = 6 ⋅<br />
⎝ ∂[ ∂\ ∂] ⎠ ρ ⋅9 ⋅∂W ∂W<br />
�<br />
7DEHO SDUDPHWHUEHVFKULMYLQJ YHUJHOLMNLQJ<br />
���������������� ������������<br />
�������������<br />
Y specifiek debiet m/d<br />
4 instroming per tijdse<strong>en</strong>heid, per volume<br />
e<strong>en</strong>heid<br />
m/d<br />
ρ soortelijke dichtheid kg/m 3<br />
Q porositeit -<br />
9e e<strong>en</strong>heidsvolume grond m 3<br />
6s specifieke bergingscoëfficiënt 1/m<br />
K stijghoogte m<br />
$OJHPHQH JURQGZDWHUVWURPLQJVYHUJHOLMNLQJ<br />
De combinatie van de wet van Darcy <strong>en</strong> de continuïteitsvergelijking levert de algem<strong>en</strong>e grondwaterstromingsvergelijking:<br />
(4.4)<br />
( ρ )<br />
�<br />
� � ∂ . K . K . ⎛ ⋅∂ ⎞ ∂ ⎛ ⋅∂ ⎞ ∂ K Q 9 K<br />
4<br />
� ⎛ �<br />
⋅∂ ⎞ ∂ ⋅ ⋅ ∂<br />
⎜ ⎟ + ⎜ ⎟ + ⎜ ⎟ + = = 6 ⋅<br />
∂[ ⎝ ∂[ ⎠ ∂\ ⎝ ∂\ ⎠ ∂] ⎝ ∂] ⎠ ρ ⋅9 ⋅∂W ∂W<br />
�<br />
'LFKWKHLGVVWURPLQJ<br />
Bij grondwater met verschill<strong>en</strong>de dichthed<strong>en</strong> (warm / koud, zoet / zout, met verontreiniging<strong>en</strong> /<br />
zonder verontreiniging<strong>en</strong>) kunn<strong>en</strong> dichtheidsstrom<strong>en</strong> ontstaat. Waar dichtheidsstrom<strong>en</strong> voorkom<strong>en</strong><br />
zal e<strong>en</strong> uitwisseling tuss<strong>en</strong> grondwater ontstaan, waarbij onder invloed van de zwaartekracht<br />
het zwaardere grondwater naar b<strong>en</strong>ed<strong>en</strong> zakt <strong>en</strong> het lichtere omhoog drijft.<br />
Bij KWO is sprake van temperatuurverschill<strong>en</strong> in het grondwater, waardoor dichtheidsstrom<strong>en</strong><br />
zoud<strong>en</strong> kunn<strong>en</strong> optred<strong>en</strong>. Hierdoor zal warm grondwater de neiging hebb<strong>en</strong> naar bov<strong>en</strong> te drijv<strong>en</strong><br />
<strong>en</strong> koud grondwater naar b<strong>en</strong>ed<strong>en</strong> te zakk<strong>en</strong>, gr<strong>en</strong>svlakk<strong>en</strong> zull<strong>en</strong> kantel<strong>en</strong>. Eerder in dit hoofdstuk<br />
is gesteld dat dichtheidsverschill<strong>en</strong> bij KWO door de temperatuur klein zijn (circa 1,7 %),<br />
maar niet verwaarloosbaar.<br />
Het drukverschil bij e<strong>en</strong> temperatuurverandering in vergelijking tot de aanwezige omgevingsdruk<br />
op de aanlegdiepte van e<strong>en</strong> KWO wordt wel verwaarloosbaar geacht (0,2% bij 50°C verschil op<br />
50 m diepte).<br />
Aang<strong>en</strong>om<strong>en</strong> wordt dat dichtheidstroming vanwege temperatuurverschill<strong>en</strong> in de ondergrond<br />
ge<strong>en</strong> significante invloed heeft op de hydraulische effect<strong>en</strong>. Voor de thermische berek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong> is<br />
dichtheidstroming wel van belang.<br />
���
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
:DUPWHIOX[YHUJHOLMNLQJ<br />
Naast de grondwaterstromingsvergelijking is de warmtetransportvergelijking belangrijk bij KWOsystem<strong>en</strong>.<br />
De temperatuur in de bodem wordt bepaald door warmtetransportprocess<strong>en</strong> <strong>en</strong> uitwisselingsprocess<strong>en</strong>.<br />
Bij KWO wordt in de winter warmte onttrokk<strong>en</strong> aan het grondwater <strong>en</strong> er koude in gestopt.<br />
In de zomer is dit proces omgekeerd. In het meest gunstige geval zal de hoeveelheid<br />
warmte <strong>en</strong> koude die in de bodem wordt gestopt er ook weer word<strong>en</strong> uitgehaald. Echter door<br />
warmtetransportprocess<strong>en</strong> in de bodem zal dit niet het geval zijn.<br />
Warmtetransportprocess<strong>en</strong> kunn<strong>en</strong> op micro- <strong>en</strong> macroschaal bekek<strong>en</strong> word<strong>en</strong>. Process<strong>en</strong> die<br />
op microschaal plaatsvind<strong>en</strong> zijn vrij onbek<strong>en</strong>d <strong>en</strong> de meeste warmtetransportvergelijking<strong>en</strong> gaan<br />
uit van e<strong>en</strong> macroschaal. Voor dit afstudeeronderzoek zal de meeste warmtetransportprocess<strong>en</strong><br />
behandeld word<strong>en</strong> die op macroschaal plaatsvind<strong>en</strong>:<br />
1. conductie, geleiding van warmte (macro)<br />
2. convectie, transport door stroming (meevoering) (macro)<br />
3. thermische dispersie (micro)<br />
4. warmtestraling (macro)<br />
Ad 4. Zonnestraling beïnvloedt de temperatuur in de atmosfeer <strong>en</strong> de bov<strong>en</strong>ste laag van de<br />
bodem (tot zelfs circa 10 meter b<strong>en</strong>ed<strong>en</strong> maaiveld). KWO-system<strong>en</strong> bevind<strong>en</strong> zich in de<br />
regel op grote diepte in de ondergrond dat warmtestraling ge<strong>en</strong> invloed heeft.<br />
In de volg<strong>en</strong>de paragraf<strong>en</strong> zull<strong>en</strong> de zojuist vermelde warmtetransportprocess<strong>en</strong> nader toegelicht<br />
word<strong>en</strong>.<br />
&RQGXFWLH ZDUPWHJHOHLGLQJ<br />
De warmtefluxvergelijking t<strong>en</strong> gevolge van conductie, geleiding, beschrijft e<strong>en</strong> ev<strong>en</strong>wichtssituatie<br />
tuss<strong>en</strong> de drijv<strong>en</strong>de kracht, de temperatuurgradiënt <strong>en</strong> de weerstand op de warmteflux, de warmtegeleidingcoëfficiënt.<br />
De algeme<strong>en</strong> geld<strong>en</strong>de vergelijking voor de warmteflux t<strong>en</strong> gevolge van conductie is:<br />
I = −λ ⋅∇ 7<br />
(4.5) ��� �<br />
7DEHO SDUDPHWHUEHVFKULMYLQJ YHUJHOLMNLQJ<br />
���������������� ������������<br />
�������������<br />
I��� warmteflux vanwege geleiding J/m 2 λ�<br />
/s<br />
warmtegeleidingcoëfficiënt medium J/s/m/°C<br />
∇7 temperatuurgradiënt °C/m<br />
��� �<br />
&RQYHFWLH PHHYRHULQJ<br />
Warmtetransport kan ook plaatsvind<strong>en</strong> door meevoering van de warmte met het grondwater. De<br />
mate van verandering van de temperatuur in e<strong>en</strong> volume-elem<strong>en</strong>t poreus medium vanwege het<br />
convectieproces in de vloeistof van het volume-elem<strong>en</strong>t, kan word<strong>en</strong> uitgedrukt met Y ∇ 7 . Als<br />
dit verm<strong>en</strong>igvuldigd wordt met de warmtecapaciteit van de vloeistof F� , geeft dit de mate van verandering<br />
van de thermische <strong>en</strong>ergie aan, per volume-elem<strong>en</strong>t poreus medium, als gevolg van het<br />
warmtetransportproces convectie [Nield, 1999].<br />
De warmteflux in de vloeistof t<strong>en</strong> gevolge van de stroming, I��� is:<br />
I = ρ ⋅F ⋅7 ⋅<br />
Y<br />
(4.6) ��� ��� ���<br />
�£������£���<br />
����������¥�£�������£�<br />
�£�¥�£�¨�¨����£�������¨����£��¨��<br />
�¥�
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
7DEHO SDUDPHWHUEHVFKULMYLQJ YHUJHOLMNLQJ<br />
���������������� ������������<br />
�������������<br />
I��� warmteflux t.g.v. stroming J/m 2 ρ�<br />
/s<br />
soortelijke massa vloeistof kg/m 3<br />
F�<br />
ρ� F�<br />
soortelijke warmte vloeistof J/kg/°C<br />
=Cf= warmtecapaciteit vloeistof J/m 3 /°C<br />
7 temperatuur °C<br />
:DUPWHIOX[ LQ GH ERGHP GRRU FRQYHFWLH HQ FRQGXFWLH<br />
Het volume-elem<strong>en</strong>t in de bodem bestaat uit korrels <strong>en</strong> grondwater. De warmtegeleidingcoëffici<strong>en</strong>t<strong>en</strong><br />
van korrels <strong>en</strong> grondwater zijn niet gelijk. De analytische vergelijking voor het warmtetransportproces<br />
conductie wordt dan:<br />
(4.7) I = −( Q⋅ λ + (1 − Q) ⋅λ ) ⋅∇ 7<br />
7DEHO SDUDPHWHUEHVFKULMYLQJ YHUJHOLMNLQJ<br />
�£������£���<br />
����������¥�£�������£�<br />
�£�¥�£�¨�¨����£�������¨����£��¨��<br />
��� � �<br />
���������������� ��� ������������� ������������ �������������������������<br />
I��� warmteflux t.g.v. geleiding J/m 2 λ�<br />
λ�<br />
/s -<br />
Q porositeit - -<br />
warmtegeleidingcoëfficiënt grondwater J/s/m/°C 0,6<br />
warmtegeleidingcoëfficiënt grond J/s/m/°C 1,4-2,4<br />
∇7 temperatuurgradiënt °C/m -<br />
De warmteflux door de grondwaterstroming, convectie, blijft hetzelfde.<br />
7KHUPLVFKH GLVSHUVLH<br />
Energie kan zich naast meevoering <strong>en</strong> geleiding ook verplaats<strong>en</strong> vanwege m<strong>en</strong>ging die veroorzaakt<br />
wordt door onregelmatighed<strong>en</strong> in de stroming.<br />
Op microschaal gebeurt deze m<strong>en</strong>ging door locale snelheidsverschill<strong>en</strong> in de stroming. Dit is het<br />
gevolg van de oriëntatie <strong>en</strong> de grootte van de op<strong>en</strong>ing tuss<strong>en</strong> de poriën van het korrelskelet.<br />
Conductie blijft ook nog optred<strong>en</strong> (�� warmtegeleiding van het medium). Conductie is e<strong>en</strong> moleculair<br />
proces, waarbij <strong>en</strong>ergie zich zal verspreid<strong>en</strong> door <strong>en</strong>ergieverschill<strong>en</strong>.<br />
De conductieterm wordt doorgaans meeg<strong>en</strong>om<strong>en</strong> in de dispersieterm '�� , in de moleculaire diffusieterm.<br />
'�� bestaand uit twee del<strong>en</strong>. E<strong>en</strong> longitudinaal deel (parallel aan de grondwaterstromingsrichting)<br />
<strong>en</strong> e<strong>en</strong> transversaal deel (loodrecht op de grondwaterstromingssrichting).<br />
(4.8) ,<br />
(4.9) ,<br />
' = α ⋅ Y + '<br />
����� ���� �<br />
� ���� ����� ' = α ⋅ Y + '<br />
λ<br />
met: (4.10) ' = �<br />
Q ⋅&<br />
7DEHO SDUDPHWHUEHVFKULMYLQJ YHUJHOLMNLQJHQ GLVSHUVLH<br />
� ���<br />
������������� ���������������� ������������<br />
'�� Thermische dispersiecoëfficiënt m 2 /s<br />
α dispersiviteit m<br />
Y £�� effectieve grondwaterstromingsnelheid m/s<br />
'� moleculaire diffusiecoëfficiënt m 2 /s<br />
λ� warmtegeleidingcoëfficiënt medium J/s/m/°C<br />
Q effectieve porositeit -<br />
&� warmtecapaciteit grondwater J/m 3 /°C<br />
���
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
Op macroschaal zal <strong>en</strong>ergie zich m<strong>en</strong>g<strong>en</strong> t<strong>en</strong> gevolge van inhomog<strong>en</strong>iteit<strong>en</strong> in de bodem. Klei- of<br />
ve<strong>en</strong>l<strong>en</strong>z<strong>en</strong> of zandlag<strong>en</strong> die bestaan uit fijner materiaal beïnvloedt de stroming van grondwater<br />
<strong>en</strong> daarmee het <strong>en</strong>ergietransport. Dit wordt macrodispersie g<strong>en</strong>oemd.<br />
$OJHPHQH ZDUPWHWUDQVSRUWYHUJHOLMNLQJ<br />
Met de beschrev<strong>en</strong> transportprocess<strong>en</strong> <strong>en</strong> dispersie kan de algem<strong>en</strong>e warmtetransportvergelijking<br />
word<strong>en</strong> opgesteld:<br />
(4.11)<br />
£¥¤<br />
£¥¤<br />
¦§<br />
¨ ¨ ¨<br />
∂7 ⎛ & ⋅Q = ∇ ⋅⎜ ⋅ '<br />
∂W ⎝ &<br />
⎞ & ⋅ Q<br />
⋅∇7 ⎟ −<br />
⎠ &<br />
Γ<br />
⋅T ⋅∇ 7 +<br />
&<br />
7DEHO SDUDPHWHUEHVFKULMYLQJ YHUJHOLMNLQJHQ<br />
���������������� ������������<br />
�������������<br />
warmtecapaciteit medium<br />
&�<br />
�£������£���<br />
����������¥�£�������£�<br />
�£�¥�£�¨�¨����£�������¨����£��¨��<br />
= ( 1 )<br />
Q ⋅ ρ ⋅ F + − Q ⋅ ρ ⋅ F<br />
©���� © ���<br />
J/m 3 /°C<br />
Γ sink/source term J/m 3 /s<br />
$QDORJLH VWRIWUDQVSRUW HQ ZDUPWHWUDQVSRUW<br />
Wanneer de vergelijking<strong>en</strong> van stoftransport <strong>en</strong> warmtetransport met elkaar word<strong>en</strong> vergelek<strong>en</strong>,<br />
is e<strong>en</strong> aantal overe<strong>en</strong>komst<strong>en</strong> <strong>en</strong> verschill<strong>en</strong> te zi<strong>en</strong>:<br />
- in de warmtetransportvergelijking is sprake van e<strong>en</strong> vertrag<strong>en</strong>de factor. Thermische <strong>en</strong>ergie<br />
kan naast opgeslag<strong>en</strong> in het grondwater ook opgeslag<strong>en</strong> word<strong>en</strong> in de korrels van de bodem.<br />
Deze opgeslag<strong>en</strong> thermische <strong>en</strong>ergie wordt tijdelijk uit het convectieve warmtetransport gehaald.<br />
De grootte van de warmtecapaciteit van de korrels bepaalt voor de grootte van de vertrag<strong>en</strong>de<br />
factor, de retardatiefactor. Bij het stoftransport kunn<strong>en</strong> stoff<strong>en</strong> zich bind<strong>en</strong> aan korrels,<br />
waardoor daar ook e<strong>en</strong> dergelijke vertrag<strong>en</strong>de werking optreedt;<br />
- thermische diffusie <strong>en</strong> macrodispersie kunn<strong>en</strong> in één term gevat word<strong>en</strong>, net als diffusieprocess<strong>en</strong><br />
bij conc<strong>en</strong>tratieverschill<strong>en</strong> <strong>en</strong> macrodispersie voor stoftransport;<br />
- bij beide vergelijking<strong>en</strong> komt e<strong>en</strong> sink/source term voor die de invloed van chemische reacties<br />
beschrijft.<br />
De 1-dim<strong>en</strong>sionale stoftransportvergelijking kan als volgt word<strong>en</strong> gegev<strong>en</strong>:<br />
∂ & ⎛ ' ⎞ ⎛ Y ⎞<br />
= ∇ ⋅⎜ ⋅∇& ⎟ − ⎜ ⋅∇& ⎟ − ⋅ & ± 6<br />
,<br />
(4.12) ( λ )<br />
��� �����<br />
� �<br />
∂W ⎝ 5 ⎠ ⎝ 5 ⎠<br />
7DEHO SDUDPHWHUEHVFKULMYLQJ YHUJHOLMNLQJHQ<br />
���������������� ������������<br />
�������������<br />
5� Retardatiefactor -<br />
& Conc<strong>en</strong>tratie kg/m 3<br />
'�¢� hydrodynamische dispersiecoëfficiënt m 2 £����<br />
λ�<br />
/s<br />
Y effectieve snelheid grondwater m/d<br />
afbraak coëfficiënt 1/s<br />
6 Sink/source term kg/m 3 /s<br />
In tabel 4.15 is in het kort de analogie tuss<strong>en</strong> stoftransport <strong>en</strong> warmtetransport weergegev<strong>en</strong>.<br />
�¢¡
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
7DEHO DQDORJLH VWRIWUDQVSRUW HQ ZDUPWHWUDQVSRUW<br />
����� ��� ����������� � ��������� ����� ����������� �<br />
�<br />
& T<br />
1 �����<br />
1 ����� �<br />
� � � � �<br />
� �<br />
��� � ���<br />
� �<br />
1 � ���<br />
'� � ��� �<br />
⎛<br />
⋅ ⎜<br />
⎝<br />
⎞<br />
⎟ =<br />
⎟<br />
⎠<br />
⎛ ⋅ ρ ⋅ + −<br />
⋅ ⎜<br />
⎝ ρ ⋅<br />
⋅ ρ ⋅ ⎞<br />
⎟<br />
⎠<br />
λ<br />
⋅ =<br />
λ + ( 1−<br />
) ⋅λ<br />
ρ<br />
λ 0 (ge<strong>en</strong> afbraak van warmte)<br />
( 1 )<br />
5�<br />
�£������£���<br />
����������¥�£�������£�<br />
�£�¥�£�¨�¨����£�������¨����£��¨��<br />
����� ��� ��� ���<br />
���
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
(1(5*,(9(5/,(6 (1 (1(5*,(%$/$16<br />
Deze bijlage verzorgt de achtergrondinformatie bij hoofdstuk 4 van het hoofdrapport.<br />
(QHUJLHYHUOLHV GRRU FRQGXFWLH<br />
Het geïnjecteerde grondwater bij e<strong>en</strong> KWO kan thermische <strong>en</strong>ergie uitwissel<strong>en</strong> met omring<strong>en</strong>de<br />
grond <strong>en</strong> grondwater indi<strong>en</strong> e<strong>en</strong> temperatuurverschil bestaat tuss<strong>en</strong> het geïnjecteerde grondwater<br />
<strong>en</strong> het ontvang<strong>en</strong>de grondwater, hierdoor ontstaat e<strong>en</strong> verspreiding van het thermisch front.<br />
Dit proces noemt m<strong>en</strong> conductie, zie bijlage 4.5.1<br />
Het geïnjecteerde grondwater van e<strong>en</strong> KWO heeft tijd<strong>en</strong>s het injecter<strong>en</strong> continu e<strong>en</strong> andere temperatuur<br />
dan de natuurlijke grondwatertemperatuur. Hierdoor zal het thermisch front zich continu<br />
verplaats<strong>en</strong> <strong>en</strong> e<strong>en</strong> interactie hebb<strong>en</strong> met de natuurlijke grondwatertemperatuur.<br />
Vanwege de retardatie van het thermisch front zal na e<strong>en</strong> seizo<strong>en</strong> grondwater te hebb<strong>en</strong> geïnjecteerd<br />
de afstand van het thermisch front t<strong>en</strong> opzichte van de bron te kwantificer<strong>en</strong> zijn met de<br />
thermische straal. De thermische straal kan gegev<strong>en</strong> word<strong>en</strong> door:<br />
(5.1) U´<br />
������������<br />
������¢���������������<br />
���������������������������������<br />
��<br />
=<br />
& ⋅9<br />
& ⋅ + ⋅π<br />
�<br />
�<br />
7DEHO SDUDPHWHUEHVFKULMYLQJ YHUJHOLMNLQJ<br />
���������������� ��� �������������������������<br />
������������� ������������<br />
&�<br />
Uth thermische straal m -<br />
warmtecapaciteit grondwater J/m 3 /°C 4,180*10 6<br />
9 volume geïnfiltreerde vloeistof m 3 &�<br />
-<br />
warmtecapaciteit watervoer<strong>en</strong>d pakket J/m 3 /°C 3,088*10 6<br />
QÂ&� &� Â&�<br />
&�<br />
Q<br />
warmtecapaciteit korrelmateriaal J/m 3 /°C 2,500*10 6<br />
Q poriëngrootte - 0,35<br />
+ filterl<strong>en</strong>gte m -<br />
Het injectiefront bevindt zich op afstand U�� � van de bron:<br />
U<br />
(5.2) ���<br />
=<br />
9<br />
Q ⋅ + ⋅π<br />
7DEHO SDUDPHWHUEHVFKULMYLQJ YHUJHOLMNLQJ<br />
���������������� ������������ ��� �������������������������<br />
�������������<br />
� U�� straal injectiefront m -<br />
9 volume geïnfiltreerde vloeistof m 3 -<br />
Q poriëngrootte - 0,35<br />
+ filterl<strong>en</strong>gte m -<br />
In bijlage 4.5.6 is te zi<strong>en</strong> dat de retardatie van het warmtetransport t<strong>en</strong> opzichte van het injectiefront<br />
als volgt is:<br />
(5.3)<br />
( 1 )<br />
����� � �<br />
���<br />
���<br />
� � �<br />
1 ⎛ & ⎞ 1 ⎛ Q ⋅ ρ ⋅ F<br />
5HWDUGDWLH = ⋅ ⎜ = ⋅<br />
Q ⎜<br />
⎟<br />
& ⎟<br />
⎜<br />
Q ⎜<br />
⎝ ⎠ ⎝<br />
+ − Q<br />
ρ ⋅F<br />
⋅ ρ ⋅F<br />
⎞<br />
⎟<br />
⎠<br />
Wanneer standaardwaard<strong>en</strong> voor grond- <strong>en</strong> grondwatereig<strong>en</strong>schapp<strong>en</strong> word<strong>en</strong> gebruikt, is de<br />
retardatie ongeveer 2. Dit houdt in dat het warmtetransport e<strong>en</strong> factor twee langzamer gaat dan<br />
het grondwatertransport.<br />
�¢�
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
&RQGXFWLH WKHUPLVFKH VWUDDO YHUVXV ILOWHUOHQJWH<br />
Conductie zal vooral plaats vind<strong>en</strong> op het vlak waar het thermisch front zich begeeft. Het contactoppervlak<br />
van het thermisch front van de opgebouwde bel met het omring<strong>en</strong>de grondwater kan<br />
zodo<strong>en</strong>de als maatgev<strong>en</strong>d word<strong>en</strong> gezi<strong>en</strong> voor het <strong>en</strong>ergieverlies dat door conductie zal optred<strong>en</strong>.<br />
De grootte van het contactoppervlak is afhankelijk van de vorm van de geïnjecteerde<br />
grondwaterbel. Per volume geïnjecteerd volume grondwater is het in theorie mogelijk e<strong>en</strong> optimale<br />
vorm te vind<strong>en</strong>, waarbij het <strong>en</strong>ergieverlies door conductie minimaal is. Deze vorm van de bel is<br />
afhankelijk van de filterl<strong>en</strong>gte <strong>en</strong> de bijbehor<strong>en</strong>de thermische straal.<br />
De theorie is dat het minste <strong>en</strong>ergieverlies zal optred<strong>en</strong> als het contactoppervlak bij e<strong>en</strong> bepaald<br />
gekoz<strong>en</strong> filterl<strong>en</strong>gte het kleinst is. In de volg<strong>en</strong>de alinea´s wordt deze theorie behandeld.<br />
Voor het vind<strong>en</strong> van de ideale verhouding tuss<strong>en</strong> de filterl<strong>en</strong>gte <strong>en</strong> thermische straal, bij e<strong>en</strong> gegev<strong>en</strong><br />
volume water per seizo<strong>en</strong>, is e<strong>en</strong> aantal aannames gedaan:<br />
- er treedt alle<strong>en</strong> conductie op, natuurlijke afstroming, kantel<strong>en</strong> van het gr<strong>en</strong>svlak door dichtheidstrom<strong>en</strong><br />
of invloed<strong>en</strong> vanwege andere mogelijke onttrekking<strong>en</strong> word<strong>en</strong> niet meeg<strong>en</strong>om<strong>en</strong>;<br />
- het geïnjecteerde water verplaatst zich gelijkmatig verdeeld over de filterl<strong>en</strong>gte <strong>en</strong> gelijkmatig<br />
in alle richting<strong>en</strong>, hierdoor zal e<strong>en</strong> cilinder geïnjecteerd grondwater ontstaan;<br />
- <strong>en</strong>ergieverliez<strong>en</strong> door conductie hebb<strong>en</strong> ge<strong>en</strong> invloed op de verplaatsing van de cilindervormige<br />
bel van het thermisch front; het contactoppervlak blijft e<strong>en</strong> ´scherp´ oppervlak gesitueerd<br />
tuss<strong>en</strong> het thermisch front <strong>en</strong> omring<strong>en</strong>de grondwater.<br />
Het contactoppervlak van het thermisch front kan gezi<strong>en</strong> word<strong>en</strong> als het oppervlak van e<strong>en</strong> cilinder.<br />
Het algem<strong>en</strong>e volume van e<strong>en</strong> cilinder kan gegev<strong>en</strong> word<strong>en</strong> door:<br />
(5.4)<br />
2<br />
9 = π ⋅ U ⋅ /<br />
7DEHO SDUDPHWHUEHVFKULMYLQJ YHUJHOLMNLQJ<br />
������������<br />
������¢���������������<br />
���������������������������������<br />
�<br />
���������������� ������������<br />
�������������<br />
9c volume cilinder m 3<br />
U straal m<br />
/ l<strong>en</strong>gte van de cilinder m<br />
Het thermisch volume van de bel van het geïnjecteerde grondwater in de vorm van e<strong>en</strong> cilinder<br />
kan gegev<strong>en</strong> word<strong>en</strong> door:<br />
(5.5)<br />
2<br />
9 = π ⋅ U ⋅ +<br />
waarbij 9�� het thermisch volume is <strong>en</strong> gegev<strong>en</strong> kan word<strong>en</strong> door:<br />
(5.6)<br />
�� ��<br />
� F<br />
9 = ⋅ 9<br />
F�<br />
��<br />
Het contactoppervlak van het thermische front met het omring<strong>en</strong>de grondwater bij e<strong>en</strong> bepaald<br />
thermisch volume bestaat uit het oppervlak van de bov<strong>en</strong>kant <strong>en</strong> de onderkant van e<strong>en</strong> cilinder<br />
plus het zijvlak <strong>en</strong> kan gegev<strong>en</strong> word<strong>en</strong> door:<br />
(5.7)<br />
2⋅9<br />
+<br />
2<br />
$ = 2⋅π ⋅ U + 2⋅π ⋅U ⋅ + = + 2⋅<br />
π ⋅ + ⋅ 9<br />
� �� �� ��<br />
��<br />
E<strong>en</strong> voorbeeld: e<strong>en</strong> KWO-systeem heeft e<strong>en</strong> thermisch opslagvolume van V=200.000 m 3 . Het<br />
contactoppervlak is teg<strong>en</strong> verschill<strong>en</strong>de filterl<strong>en</strong>gtes <strong>en</strong> bijbehor<strong>en</strong>de thermische stral<strong>en</strong> uitgezet,<br />
wanneer dit volume volledig is geïnjecteerd. In figuur 5.1 is dit te zi<strong>en</strong>.<br />
�¢�
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
�<br />
�<br />
� ��<br />
���<br />
��<br />
�<br />
��<br />
� ��<br />
� ��<br />
�<br />
��� ��<br />
���<br />
7<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
)LJXXU &RQWDFWRSSHUYODN YHUVXV ILOWHUOHQJWH HQ WKHUPLVFKH VWUDDO ELM 9 P �<br />
HQ Q<br />
In figuur 5.1 is te zi<strong>en</strong> dat bij grotere filterl<strong>en</strong>gtes het contactoppervlak nauwelijks meer to<strong>en</strong>eemt.<br />
Alle<strong>en</strong> bij kleine filterl<strong>en</strong>gtes (voor dit specifieke voorbeeld kleiner dan ongeveer 30 m) is het contactoppervlak<br />
relatief groot, door het bov<strong>en</strong>- <strong>en</strong> ondervlak. E<strong>en</strong> optimum bestaat voor de filterl<strong>en</strong>gte<br />
waarbij het contactoppervlak het kleinst is.<br />
Het contactoppervlak kan voor hetzelfde voorbeeld uit de voorgaande alinea’s ook word<strong>en</strong> uitgezet<br />
teg<strong>en</strong> de thermische straal. Bij de filterl<strong>en</strong>gte waarbij het contactoppervlak het kleinst is, hoort<br />
ook e<strong>en</strong> specifieke thermisch straal. Dit is te zi<strong>en</strong> in figuur 5.2<br />
¡ ¢<br />
���<br />
����<br />
���<br />
��<br />
�� �<br />
��<br />
���<br />
���<br />
��<br />
)LJXXU &RQWDFWRSSHUYODN YHUVXV WKHUPLVFKH VWUDDO<br />
In werkelijkheid zal het thermisch front niet e<strong>en</strong> scherp front blijv<strong>en</strong>. Door conductie <strong>en</strong> dispersie<br />
treedt e<strong>en</strong> versmering op van het front. Ook de aanname van cilindervormige koude <strong>en</strong> warme<br />
bell<strong>en</strong> introduceert fout<strong>en</strong>. Het kantel<strong>en</strong> van het gr<strong>en</strong>svlak door dichtheidsstroming <strong>en</strong> de verticale<br />
gradiënt bij onvolkom<strong>en</strong> put situaties zijn niet meeg<strong>en</strong>om<strong>en</strong>.<br />
De filterl<strong>en</strong>gte waarbij het contactoppervlak het kleinst is, is te berek<strong>en</strong><strong>en</strong> door het contactoppervlak,<br />
vergelijking 5.7, te differ<strong>en</strong>tiër<strong>en</strong> naar de filterl<strong>en</strong>gte <strong>en</strong> deze gelijk aan 0 te stell<strong>en</strong>.<br />
Hieruit volgt dat:<br />
������������<br />
������¢���������������<br />
���������������������������������<br />
������� ��������������� ������������������ ������������ ������������������������������ �����<br />
1<br />
0<br />
0 20 40 60 80 100 120<br />
10<br />
9<br />
8<br />
7<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
����� ������������ ��� ���<br />
������� ����������������� ������������������������������������� �����<br />
contactoppervlak<br />
thermische straal<br />
0 20 40 60 80 100 120 140<br />
� ����� �������������� � ������� ���<br />
Reeks1<br />
120<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
���<br />
���<br />
��<br />
�<br />
��<br />
� ���<br />
� �� �<br />
�¢�
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
2 2<br />
(5.8)<br />
¥¦ ¥¦ ¥¦<br />
⎛ ⋅9 ⎞ ⎛ ⋅9 π ⋅9<br />
⎞<br />
G ( $ ) = G ⎜ + 2⋅ π ⋅ + ⋅ 9 ⎟ = ⎜ − + G+ = 0<br />
2 ⎟<br />
⎝ + ⎠<br />
⎜ + + ⎟<br />
⎝ ⎠<br />
������������<br />
������¢���������������<br />
���������������������������������<br />
§ ¥¦<br />
De algem<strong>en</strong>e oplossing van vergelijking 5.8 levert dan deze filterl<strong>en</strong>gte +, voor e<strong>en</strong> bepaald<br />
thermisch eindvolume 9�� :<br />
(5.9)<br />
+ =<br />
4 ¨©�������<br />
3<br />
; 9 ⋅<br />
π<br />
De thermische straal die hierbij hoort, is dan als volgt:<br />
(5.10)<br />
U<br />
;<br />
���������<br />
=<br />
3<br />
9<br />
;<br />
2⋅π<br />
���������<br />
Volg<strong>en</strong>s deze theorie zou de optimale verhouding tuss<strong>en</strong> de thermische straal <strong>en</strong> het filterl<strong>en</strong>gte<br />
als volgt zijn (voor elk KWO-systeem waarbij alle<strong>en</strong> conductieprocess<strong>en</strong> e<strong>en</strong> rol zoud<strong>en</strong> spel<strong>en</strong>):<br />
(5.11)<br />
��������� U ;<br />
+ =<br />
1<br />
2<br />
&RQFOXVLH FRQGXFWLH YHUVXV ILOWHUOHQJWH HQ WKHUPLVFKH VWUDDO<br />
Door de fout<strong>en</strong> door aannames te do<strong>en</strong>, zal in werkelijkheid deze verhouding niet geheel correct<br />
zijn. Echter het geeft wel e<strong>en</strong> goede indicatie voor de orde van grootte tuss<strong>en</strong> de verhouding van<br />
het contactoppervlak <strong>en</strong> de inhoud van de bel die mede bepal<strong>en</strong>d is voor het <strong>en</strong>ergieverlies. Is<br />
e<strong>en</strong> verhouding aanwezig die kleiner is dan 1/2 (e<strong>en</strong> grotere filterl<strong>en</strong>gte <strong>en</strong> e<strong>en</strong> kleinere thermische<br />
straal), dan zal het <strong>en</strong>ergieverlies door conductie nauwelijks to<strong>en</strong>em<strong>en</strong>, aangezi<strong>en</strong> het contactoppervlak<br />
dan nauwelijks to<strong>en</strong>eemt. Kom<strong>en</strong> verhouding<strong>en</strong> voor die veel groter zijn dan 1/2<br />
(e<strong>en</strong> kleiner filterl<strong>en</strong>gte <strong>en</strong> grotere thermische straal), dan bestaat wel de kans dat grote <strong>en</strong>ergieverliez<strong>en</strong><br />
bij e<strong>en</strong> KWO-systeem door conductie zull<strong>en</strong> optred<strong>en</strong>.<br />
(QHUJLHYHUOLH]HQ GRRU FRQGXFWLH ELM PHHUGHUH GRXEOHWWHQ<br />
Het voor e<strong>en</strong> KWO beschikbare watervoer<strong>en</strong>de pakket is niet altijd geschikt om het maximale<br />
debiet in één bron te injecter<strong>en</strong> of te onttrekk<strong>en</strong>. Beperking<strong>en</strong> t<strong>en</strong> aanzi<strong>en</strong> van het injectiedebiet<br />
kunn<strong>en</strong> zijn:<br />
- de maximale snelheid op de boorgatwand, zie bijlage 13;<br />
- gevaar voor opbarst<strong>en</strong> van bov<strong>en</strong>ligg<strong>en</strong>de bodemlag<strong>en</strong>.<br />
Wanneer dit het geval is zull<strong>en</strong> meerdere warme of koude bronn<strong>en</strong> geïnstalleerd moet<strong>en</strong> word<strong>en</strong><br />
om hetzelfde debiet te kunn<strong>en</strong> onttrekk<strong>en</strong> of te injecter<strong>en</strong>. Veelal word<strong>en</strong> de koude bronn<strong>en</strong> of<br />
warme bronn<strong>en</strong> dicht bij elkaar geplaatst. De koude bronn<strong>en</strong> onderling <strong>en</strong> de warme bronn<strong>en</strong><br />
onderling kunn<strong>en</strong> elkaar beïnvloed<strong>en</strong>. Dit heeft gevolg<strong>en</strong> voor de belvorming <strong>en</strong> het <strong>en</strong>ergieverlies<br />
van alle bronn<strong>en</strong> bij elkaar opgeteld.<br />
Bij e<strong>en</strong> vervorming van e<strong>en</strong> bel heeft dit ge<strong>en</strong> gevolg<strong>en</strong> voor het oppervlak van de bov<strong>en</strong>kant van<br />
de bel (immers: het geïnjecteerde volume = oppervlak van bov<strong>en</strong>vlak * filterl<strong>en</strong>gte, volume <strong>en</strong><br />
filterl<strong>en</strong>gte blijv<strong>en</strong> gelijk). De vervorming van de bel heeft alle<strong>en</strong> gevolg<strong>en</strong> voor de verandering<br />
van de omtrek van de bel. Het contactoppervlak van e<strong>en</strong> bel (gezi<strong>en</strong> als cilinder) bestaat uit het<br />
oppervlak van de bov<strong>en</strong>- <strong>en</strong> onderkant <strong>en</strong> het zijvlak. Zodo<strong>en</strong>de heeft de vervorming van de bel<br />
alle<strong>en</strong> gevolg<strong>en</strong> voor de verandering van het zijvlak. De verandering van de omtrek van de bel<br />
kan gezi<strong>en</strong> word<strong>en</strong> als maat voor de verandering van het contactoppervlak <strong>en</strong> het verlies van<br />
warmte of koude naar de omgeving toe.<br />
�¤£
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
0HHUGHUH EHOOHQ JHHQ RQGHUOLQJH LQYORHG<br />
Bij gebruik van twee warme of koude putt<strong>en</strong> in plaats van één neemt de totale belomtrek toe <strong>en</strong><br />
hiermee het verlies van warmte <strong>en</strong> of koude naar de omgeving (het overige grondwater in het<br />
pakket).<br />
E<strong>en</strong> bel met volume 9 geïnjecteerd in e<strong>en</strong> pakket met dikte +, porositeit Q <strong>en</strong> thermische retardatie<br />
Rd neemt e<strong>en</strong> ondergronds thermische gewijzigd volume in beslag ter grootte van<br />
9<br />
Q ⋅ + ⋅ 5<br />
(5.12) ;1<br />
�<br />
= π ⋅ U<br />
������������<br />
������¤���������������<br />
���������������������������������<br />
��<br />
2<br />
U<br />
zodat ��<br />
2 = 2⋅π<br />
⋅ U =<br />
�� ��<br />
=<br />
4⋅π<br />
⋅9<br />
Q ⋅ + ⋅ 5<br />
9<br />
Q ⋅π ⋅ + ⋅ 5<br />
�<br />
�<br />
<strong>en</strong> de omtrek:<br />
Twee bell<strong>en</strong> met volume V/2 hebb<strong>en</strong> elk dan e<strong>en</strong> gezam<strong>en</strong>lijke omtrek van<br />
(5.13) 2 ;2 = 2⋅<br />
9<br />
4⋅π<br />
⋅<br />
2<br />
Q ⋅ + ⋅ 5<br />
=<br />
8⋅π<br />
⋅9<br />
Q ⋅ + ⋅ 5<br />
ofwel;<br />
(5.14)<br />
2<br />
��<br />
;2 ��<br />
2 ;1<br />
=<br />
��<br />
2<br />
� �<br />
bij P bell<strong>en</strong> in plaats van 2 wordt dit:<br />
2 ;<br />
(5.15)<br />
2<br />
P =<br />
����<br />
;1<br />
0HHUGHUH EHOOHQ ZHO RQGHUOLQJH LQYORHG<br />
Hoe dichter de putt<strong>en</strong> bij elkaar word<strong>en</strong> geplaatst, hoe groter de onderlinge invloed <strong>en</strong> afwijking<br />
van de vorm van de bel als cilinder zal zijn.<br />
��<br />
Tuss<strong>en</strong> twee injectieputt<strong>en</strong> zal e<strong>en</strong> stagnante zone ontstaan. Als de putt<strong>en</strong> relatief dichter bij elkaar<br />
word<strong>en</strong> geplaatst zal de stagnante zone tuss<strong>en</strong> de putt<strong>en</strong> ook relatief kleiner zijn. Het<br />
grondwater stroomt in de stagnante zone niet of nauwelijks t<strong>en</strong> gevolge van het injectiedebiet van<br />
de bronn<strong>en</strong>. Advectief warmtetransport zal in deze zone praktisch niet plaatsvind<strong>en</strong>. Wel vindt<br />
nog steeds conductie plaats. Als de onderlinge afstand tuss<strong>en</strong> injectieputt<strong>en</strong> klein g<strong>en</strong>oeg is,<br />
kunn<strong>en</strong> theoretisch gezi<strong>en</strong> de thermische bell<strong>en</strong> van meerdere bronn<strong>en</strong> aan elkaar gekoppeld<br />
word<strong>en</strong> door verspreiding van het thermisch front door het conductieproces. Hierdoor zal de gezam<strong>en</strong>lijke<br />
omtrek van bell<strong>en</strong> afnem<strong>en</strong> <strong>en</strong> zo ook het verlies aan koude of warmte. De grootte<br />
van de verspreiding wordt bepaald door spreidingsparameter σ:<br />
λ<br />
(5.16) σ = 2⋅ ' ⋅ W = 2⋅<br />
⋅W<br />
Q ⋅&<br />
��<br />
�<br />
���<br />
(HQ YRRUEHHOG YRRU GH RUGHJURRWWH YDQ V<br />
3 � σ = 2⋅ ⋅3600 ⋅ 24⋅ 183 = 8,05P<br />
6<br />
0,35 ⋅4,18 ⋅10<br />
Door warmtetransport zal e<strong>en</strong> thermisch front gedur<strong>en</strong>de e<strong>en</strong> seizo<strong>en</strong> (e<strong>en</strong> half jaar) over circa<br />
8,05 meter ter weerszijde word<strong>en</strong> verspreid (σ is de standaarddeviatie van dit front).<br />
Als de onderlinge afstand tuss<strong>en</strong> thermische bell<strong>en</strong> kleiner is dan 2*σ zull<strong>en</strong> thermische bell<strong>en</strong><br />
aan elkaar gekoppeld word<strong>en</strong>.<br />
�¤�
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
De relatie tuss<strong>en</strong> onderlinge beïnvloeding <strong>en</strong> de verandering van de omtrek is dim<strong>en</strong>sieloos te<br />
mak<strong>en</strong> zodat e<strong>en</strong> e<strong>en</strong>malige reeks modelberek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong> voldo<strong>en</strong>de is om e<strong>en</strong> universele grafiek te<br />
krijg<strong>en</strong> voor e<strong>en</strong> bepaalde configuratie van putt<strong>en</strong>.<br />
T<strong>en</strong> eerste wordt de relatieve onderlinge afstand gedefinieerd:<br />
U WKHUPLVFKH VWUDDO QLHW EHwQYORHGH EHO<br />
(5.17) =<br />
5 RQGHUOLQJH DIVWDQG SXWWHQ<br />
��<br />
Vervolg<strong>en</strong>s is de verandering van de omtrek ook uitgedrukt in e<strong>en</strong> dim<strong>en</strong>sieloze parameter:<br />
(5.18)<br />
2<br />
2<br />
; RPWUHN EHwQYORHGH EHO<br />
=<br />
RPWUHN QLHW EHwQYORHGH EHO<br />
������� � �<br />
���� ;<br />
De niet beïnvloede omtrek wordt gedefinieerd als:<br />
2<br />
(5.19) ;<br />
����<br />
=<br />
������������<br />
������¤���������������<br />
���������������������������������<br />
9<br />
4⋅π<br />
⋅<br />
P<br />
Q ⋅ + ⋅ 5<br />
%HSDOLQJ YDQ GH GLPHQVLHOR]H UHODWLH PHW )/23 1<br />
In FLOP3N (zie bijlage 12) zijn berek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong> uitgevoerd om deze dim<strong>en</strong>sieloze relatie op te stell<strong>en</strong>.<br />
Het geïnjecteerde volume <strong>en</strong> de filterl<strong>en</strong>gte zijn per berek<strong>en</strong>ing gelijk gehoud<strong>en</strong>. De modeluitkomst<strong>en</strong><br />
zijn met het programma MS-Excel verwerkt. Voor verschill<strong>en</strong>de waard<strong>en</strong> van de relatieve<br />
onderlinge afstand is de vorm <strong>en</strong> daarmee de omtrek van de bel bepaald. In figuur 5.3 <strong>en</strong><br />
5.4 zijn twee voorbeeld<strong>en</strong> te zi<strong>en</strong>.<br />
)LJXXU YRUP YDQ GH EHO ELM HHQ UWK 5<br />
�<br />
���
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
)LJXXU YRUP YDQ GH EHO ELM HHQ UWK 5<br />
Wanneer de absolute onderlinge afstand, R, kleiner is dan 2*σ zull<strong>en</strong> de thermische bell<strong>en</strong> aan<br />
elkaar gekoppeld word<strong>en</strong>. De omtrek van e<strong>en</strong> thermische bel neemt dan af t<strong>en</strong> opzichte van die<br />
van de twee afzonderlijke bell<strong>en</strong>. De relatieve omtrek bij e<strong>en</strong> relatieve onderlinge afstand zal dan<br />
anders zijn.<br />
Om te bepal<strong>en</strong> of thermische bell<strong>en</strong> wel of niet door conductie gekoppeld word<strong>en</strong> is gebruik gemaakt<br />
van e<strong>en</strong> dim<strong>en</strong>sieloze parameter β:<br />
(5.20)<br />
�� / ∆<br />
β = met ∆ / = afstand tuss<strong>en</strong> put <strong>en</strong> de rand van het thermische front. β volgt<br />
U<br />
ev<strong>en</strong>e<strong>en</strong>s uit de berek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong> met FLOP3N <strong>en</strong> is dus ev<strong>en</strong>zeer e<strong>en</strong> functie van de relatieve<br />
thermische straal<br />
U��<br />
5<br />
O th;2<br />
������������<br />
������¤���������������<br />
���������������������������������<br />
. In figuur 5.5. zijn de parameters visueel weergegev<strong>en</strong>.<br />
r th<br />
R<br />
∆L<br />
)LJXXU YLVXHOH YHUNODULQJ SDUDPHWHUV<br />
Ο invloed<br />
���
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
De absolute onderlinge afstand van thermische invloedsgebied<strong>en</strong> van twee bell<strong>en</strong> bij e<strong>en</strong> gege-<br />
v<strong>en</strong> relatieve<br />
U��<br />
onderlinge afstand, , kan met β bepaald word<strong>en</strong>:<br />
5<br />
(5.21) / = 5 − 2⋅<br />
β ⋅ U<br />
������ ��������������� ���������� ��<br />
������<br />
/������ ������¤�������������������������� Wanneer σ zull<strong>en</strong> thermische bell<strong>en</strong> door conductie gekoppeld word<strong>en</strong>.<br />
/������ ������¤�������������������������� Wanneer ! σ zal ge<strong>en</strong> koppeling tuss<strong>en</strong> thermische bell<strong>en</strong> plaatsvind<strong>en</strong>.<br />
Aangezi<strong>en</strong> zowel de relatieve omtrek als β van de relatieve thermische straal afhang<strong>en</strong>, kan het<br />
verloop van beide in e<strong>en</strong> grafiek word<strong>en</strong> weergegev<strong>en</strong> (figuur 5.6). Deze figuur geeft het verloop<br />
van de relatieve omtrek van de twee niet thermisch gekoppelde bell<strong>en</strong> (bov<strong>en</strong>ste grafiek), van de<br />
∆/<br />
twee wel thermisch gekoppelde bell<strong>en</strong> (middelste grafiek) <strong>en</strong> van β = , alle als functie van de<br />
U<br />
relatieve thermische straal<br />
U��<br />
5<br />
kader is uitgelegd.<br />
YHUKRXGLQJ<br />
1,4<br />
1,2<br />
1<br />
0,8<br />
0,6<br />
0,4<br />
0,2<br />
0<br />
������������<br />
������¤���������������<br />
���������������������������������<br />
. Deze figuur is e<strong>en</strong> <strong>ontwerp</strong>grafiek waarvan de werking in het<br />
2QWZHUSJUDILHN 2PWUHN WKHUPLVFK LQYORHGVJHELHGHQ<br />
0 1 2 3 4 5 6<br />
2<br />
��¤����¤� ��� ;<br />
2<br />
�� � ;<br />
��¤����¤� ��� ;<br />
��<br />
1<br />
�� ⋅ 5 − β ⋅ U<br />
2 > 1<br />
σ<br />
1<br />
�� ⋅ 5 − β ⋅ U<br />
2 < 1<br />
σ<br />
� U 5 �<br />
)LJXXU 2QWZHUSJUDILHN 5HODWLHYH RPWUHN WKHUPLVFKH LQYORHGVJHELHGHQ ERYHQVWH<br />
JUDILHN JHOGW YRRU WKHUPLVFK JHVFKHLGHQ EHOOHQ GH RQGHUVWH YRRU WKHUPLVFK<br />
VDPHQJHYORHLGH EHOOHQ β EHSDDOW ZHONH YDQ GH WZHH JUDILHNHQ PRHW ZRU<br />
GHQ JHEUXLNW<br />
9RRUEHHOG *HEUXLN 2QWZHUSJUDILHN<br />
Stel voor e<strong>en</strong> KWO-systeem is bepaald dat 2 doublett<strong>en</strong> nodig zijn om per seizo<strong>en</strong> e<strong>en</strong> waterbehoefte<br />
van 200.000 m 3 op te slaan. Het volume per bron is 100.000 m 3 . E<strong>en</strong> effectief filterl<strong>en</strong>gte<br />
van 20 meter kan gebruikt word<strong>en</strong>. In eerste instantie wordt e<strong>en</strong> onderlinge afstand tuss<strong>en</strong> de<br />
koude bronn<strong>en</strong> aangehoud<strong>en</strong> van R=100 m.<br />
De volg<strong>en</strong>de berek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong> kunn<strong>en</strong> gemaakt word<strong>en</strong>:<br />
U�� =46,42 m<br />
U�� 5=0,464<br />
Met deze gegev<strong>en</strong>s kan β uit de <strong>ontwerp</strong>grafiek word<strong>en</strong> afgelez<strong>en</strong> op de verticale as:<br />
β 0,78<br />
2<br />
2<br />
�� � ;<br />
β<br />
���
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
Nu β bek<strong>en</strong>d is, kan bepaald word<strong>en</strong> welke van twee relatieve omtrekslijn<strong>en</strong> gebruik gemaakt<br />
moet word<strong>en</strong>. De criteria staan bij de grafiek<strong>en</strong> vermeld:<br />
1<br />
5 − β ⋅ U<br />
2 = 1,71 > 1<br />
σ<br />
������������<br />
������¤���������������<br />
���������������������������������<br />
��<br />
De bov<strong>en</strong>ste lijn moet gebruikt word<strong>en</strong>. De thermische invloedsgebied<strong>en</strong> van de bell<strong>en</strong> word<strong>en</strong><br />
niet gekoppeld. Uit de <strong>ontwerp</strong>grafiek blijkt dat de omtrek van de thermische bel ongeveer ev<strong>en</strong><br />
groot is als bij e<strong>en</strong> bel die niet beïnvloed is.<br />
Indi<strong>en</strong> mogelijk is het aan te rad<strong>en</strong> de bronn<strong>en</strong> dichter bij elkaar te plaatst<strong>en</strong>, stel 25 m.<br />
U�� =46,42 m<br />
5=1,856 U��<br />
β 0,25<br />
1<br />
5 − β ⋅U<br />
2 = 0,11< 1<br />
σ<br />
��<br />
Nu word<strong>en</strong> de thermische invloedsgebied<strong>en</strong> wel gekoppeld door conductie <strong>en</strong> mag gebruik gemaakt<br />
word<strong>en</strong> van de onderste lijn van de relatieve omtrek. Deze waarde is nu ongeveer 0,7. De<br />
omtrek van de bel is met 30% afg<strong>en</strong>om<strong>en</strong>.<br />
&RQFOXVLH FRQGXFWLH ELM PHHUGHUH GRXEOHWWHQ<br />
Bij e<strong>en</strong> relatief kleine onderlinge afstand zull<strong>en</strong> zowel de vervorming als koppeling van thermische<br />
bell<strong>en</strong> e<strong>en</strong> rol spel<strong>en</strong>. Beide effect<strong>en</strong> werk<strong>en</strong> teg<strong>en</strong>gesteld. Om deze red<strong>en</strong> kan in de praktijk<br />
voor wat betreft <strong>ontwerp</strong>vuistregels voor <strong>en</strong>ergieverlies naar de omgeving word<strong>en</strong> gerek<strong>en</strong>d<br />
met afzonderlijke bell<strong>en</strong> zonder contact of vervorming. Voor e<strong>en</strong> nauwkeurige analyse is e<strong>en</strong><br />
adequaat model noodzakelijk. Dit zal dan ook in de regel moet<strong>en</strong> word<strong>en</strong> toegepast bij e<strong>en</strong> definitief<br />
<strong>ontwerp</strong>, ook al omdat de omvang van de bell<strong>en</strong> gedur<strong>en</strong>de de vorming <strong>en</strong> de terugwinning<br />
voortdur<strong>en</strong>d verandert. Het adequaat in de analyse <strong>en</strong> <strong>ontwerp</strong> me<strong>en</strong>em<strong>en</strong> van deze effect<strong>en</strong><br />
vergt numerieke modellering met e<strong>en</strong> geschikt model.<br />
���
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
%(6&+5,-9,1* &20387(5&2'(6<br />
Om process<strong>en</strong> die bij KWO e<strong>en</strong> rol spel<strong>en</strong> in beeld te br<strong>en</strong>g<strong>en</strong>, kan gebruik word<strong>en</strong> gemaakt van<br />
computercodes. Deze computercodes zijnveelal geschikt voor het modeller<strong>en</strong> van grondwaterstroming<br />
of warmtetransport.<br />
%HVFKULMYLQJ FRPSXWHUFRGHV<br />
In de volg<strong>en</strong>de paragraf<strong>en</strong> volgt e<strong>en</strong> opsomming van mogelijke computercodes <strong>en</strong> hun eig<strong>en</strong>schapp<strong>en</strong>.<br />
0/38<br />
MLPU is e<strong>en</strong> analytisch rek<strong>en</strong>programma om de grondwaterstromingsvergelijking stationair <strong>en</strong><br />
niet-stationair 3-dim<strong>en</strong>sionaal te simuler<strong>en</strong>. Maximaal neg<strong>en</strong> lag<strong>en</strong> kunn<strong>en</strong> word<strong>en</strong> gedefinieerd,<br />
die alle homoge<strong>en</strong> di<strong>en</strong><strong>en</strong> te zijn. Putt<strong>en</strong> kunn<strong>en</strong> alle<strong>en</strong> volkom<strong>en</strong> zijn [Ri<strong>en</strong>tjes, 2001] De Dupuit-<br />
Forcheimer condities word<strong>en</strong> gebruikt. Dit houdt in dat uitgegaan wordt van e<strong>en</strong> verticale gradiënt<br />
verwaarloosd kan word<strong>en</strong> in watervoer<strong>en</strong>de pakkett<strong>en</strong> <strong>en</strong> de horizontale gradiënt verwaarloosd<br />
kan word<strong>en</strong> in weerstandslag<strong>en</strong>. Daarnaast wordt gebruik gemaakt van e<strong>en</strong> horizontale hydrostatische<br />
drukverdeling.<br />
MLPU heeft ge<strong>en</strong> warmtetransportmodule.<br />
)/23 1<br />
FLOP3N is, net als MLPU, e<strong>en</strong> analytisch rek<strong>en</strong>programma. FLOP3N staat voor FLOw Pattern 3dim<strong>en</strong>sional<br />
N-layers. FLOP3N is e<strong>en</strong> programma waarbij gebruik wordt gemaakt van ´partickle<br />
tracking´ voor e<strong>en</strong> homoge<strong>en</strong> anisotroop grondwatersysteem. Dit wordt gedaan door stroomban<strong>en</strong><br />
<strong>en</strong> reistijd<strong>en</strong> van waterdeeltjes te berek<strong>en</strong><strong>en</strong> onder stationaire grondwaterstromingscondities.<br />
De berek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong> word<strong>en</strong> drie-dim<strong>en</strong>sionaal puur analytisch gedaan, zonder wiskundige<br />
aannames te do<strong>en</strong> [Veling, 1992].<br />
FLOP3N is vooral geschikt voor situatie waarbij onvolkom<strong>en</strong> putt<strong>en</strong> geïnstalleerd zijn, waarbij de<br />
aanname dat de verticale grondwaterstroming relatief klein is, niet meer geldig is.<br />
FLOP3N bevat ge<strong>en</strong> warmtetransportmodule.<br />
0LFUR)HP<br />
In MicroFem kunn<strong>en</strong> zowel stationaire als niet-stationaire berek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong> word<strong>en</strong> uitgevoerd voor<br />
het berek<strong>en</strong><strong>en</strong> van de grondwaterstromingsvergelijking. Het programma werkt volg<strong>en</strong>d het principe<br />
van de eindige elem<strong>en</strong>t<strong>en</strong> methode. De bodemopbouw wordt geschematiseerd tot watervoer<strong>en</strong>de<br />
pakkett<strong>en</strong> <strong>en</strong> scheid<strong>en</strong>de lag<strong>en</strong> waaraan e<strong>en</strong> doorlaatvermog<strong>en</strong> of weerstandscoefficiënt<br />
wordt gekoppeld. Het is niet mogelijk variëteit<strong>en</strong> in dichtheid of viscositeit in te voer<strong>en</strong> of te lat<strong>en</strong><br />
berek<strong>en</strong><strong>en</strong> [Ri<strong>en</strong>tjes, 2001] Hierdoor is MicroFem niet geschikt voor dichtheidstrom<strong>en</strong> of warmte-<br />
<strong>en</strong> stoftransport.<br />
02')/2: LQ FRPELQDWLH PHW 07 ' RI 02& GHQVH '<br />
In MODFLOW kunn<strong>en</strong> zowel stationaire als niet-stationaire berek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong> word<strong>en</strong> uitgevoerd voor<br />
het berek<strong>en</strong><strong>en</strong> van de grondwaterstromingsvergelijking. Het programma werkt volg<strong>en</strong>d het principe<br />
van de eindige differ<strong>en</strong>tiatie methode. De bodemopbouw wordt geschematiseerd in lag<strong>en</strong> die<br />
kunn<strong>en</strong> variër<strong>en</strong> in permeabiliteit <strong>en</strong> dikte. De grondwaterdichtheid <strong>en</strong> temperatuur wordt constant<br />
verondersteld [Ri<strong>en</strong>tjes, 2001] Hierdoor is MODFLOW niet geschikt om thermische effect<strong>en</strong> bij<br />
KWO te berek<strong>en</strong><strong>en</strong>.<br />
07 '<br />
Stoftransport kan in MODFLOW gemodelleerd word<strong>en</strong> met de aanvulling MT3D. MT3D gebruikt<br />
e<strong>en</strong> rek<strong>en</strong>methode, waarbij numerieke dispersie niet zal voorkom<strong>en</strong>. Om dispersie van stoff<strong>en</strong> te<br />
������������<br />
������¤���������������<br />
���������������������������������<br />
���
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
modeller<strong>en</strong> kan e<strong>en</strong> dispersiecoëfficiënt word<strong>en</strong> ingevoerd [Ri<strong>en</strong>tjes, 2001] Net als bij de computercode<br />
MicroFem geldt dat het niet mogelijk is variaties in dichtheid of viscositeit in te voer<strong>en</strong> of<br />
te lat<strong>en</strong> berek<strong>en</strong><strong>en</strong>. Dit maakt MODFLOW ongeschikt voor het berek<strong>en</strong><strong>en</strong> van hydraulische effect<strong>en</strong><br />
door dichtheidstrom<strong>en</strong> of warmtetransport.<br />
Aangezi<strong>en</strong> voor thermische effect<strong>en</strong>rek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong> de verandering van de doorlat<strong>en</strong>dheid t<strong>en</strong> gevolge<br />
van de temperatuur verwaarloosbaar is, hoofdstuk 3, kan MT3D hier wel voor word<strong>en</strong> gebruikt.<br />
Grondwater dat met e<strong>en</strong> bepaalde temperatuur wordt geïnjecteerd moet dan word<strong>en</strong> verteg<strong>en</strong>woordigd<br />
door grondwater dat wordt geïnjecteerd met e<strong>en</strong> bepaalde conc<strong>en</strong>traties opgeloste<br />
stof.<br />
02& 'HQVH '<br />
Met de computercode MOC-d<strong>en</strong>se3D is het mogelijk 3 dim<strong>en</strong>sionaal stoftransport met dichtheidsstrom<strong>en</strong><br />
te koppel<strong>en</strong> aan de grondwaterstromingsvergelijking [Ri<strong>en</strong>tjes, 2001]. Hierdoor<br />
wordt het wel mogelijk dichtheidsstrom<strong>en</strong> te berek<strong>en</strong><strong>en</strong>. Voor het berek<strong>en</strong> van het thermisch invloedsgebied<br />
kan MOC-D<strong>en</strong>se3D gebruikt word<strong>en</strong>. Voor het berek<strong>en</strong><strong>en</strong> van hydraulische effect<strong>en</strong><br />
is het niet geschikt.<br />
6875$<br />
De computercode SUTRA wordt vooral gebruikt voor het 2-dimesionaal doorrek<strong>en</strong><strong>en</strong> van zoutwaterintrusie.<br />
SUTRA simuleert de grondwaterstroming afhankelijk van de dichtheid. E<strong>en</strong> uniek aspect<br />
van SUTRA is dat de longitudinale dispersiecoëfficiënt stromingsrichting afhankelijk kan<br />
word<strong>en</strong> gesteld [Ri<strong>en</strong>tjes, 2001]. 3D warmtetransport doorrek<strong>en</strong><strong>en</strong> kan met SUTRA niet gedaan<br />
word<strong>en</strong><br />
+67 '<br />
HST3D staat voor ´Heat and Solute Transport in 3 Dim<strong>en</strong>sions´ [Kipp, 1987]. De computercode<br />
HST3D is geschikt voor drie dim<strong>en</strong>sionale berek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong> van vloeistofstroming <strong>en</strong> daaraan gekoppeld<br />
warmte- <strong>en</strong> stoftransport in e<strong>en</strong> poreus medium met verzadigde grondwater system<strong>en</strong>.<br />
Vanwege het feit dat grote dispersiecoëfficiënt<strong>en</strong> di<strong>en</strong><strong>en</strong> te word<strong>en</strong> ingevoerd om het stoftransport<br />
voldo<strong>en</strong>de te lat<strong>en</strong> converger<strong>en</strong> is de code niet geschikt voor grootschalige geohydrologische<br />
system<strong>en</strong> waarbij stoftransport (bijv. dichtheidsstrom<strong>en</strong> in kustgebied<strong>en</strong>) gesimuleerd di<strong>en</strong>t<br />
te word<strong>en</strong>.<br />
De computercode is wel geschikt voor de analyse van kleinschaligere problem<strong>en</strong> waarbij e<strong>en</strong><br />
ruimtelijke variëteit is in de dichtheid of viscositeit. Hierdoor is HST3D geschikt voor het berek<strong>en</strong><strong>en</strong><br />
van warmte- <strong>en</strong> stoftransport. Warmtetransport kan met HST3D alle<strong>en</strong> gesimuleerd word<strong>en</strong><br />
in verzadigde grondwatersystem<strong>en</strong>. Ook de invloed van de temperatuur op de doorlat<strong>en</strong>dheid<br />
wordt meeg<strong>en</strong>om<strong>en</strong>. Dit maakt HST3D geschikt om hydraulische effect<strong>en</strong> bij KWO te berek<strong>en</strong><strong>en</strong>.<br />
9HHO JHEUXLNWH FRPSXWHUFRGHV ELM HIIHFWUDSSRUWDJHV<br />
Bij veel geohydrologische haalbaarheidsstudies van KWO-system<strong>en</strong> wordt door ing<strong>en</strong>ieursbureaus<br />
voor het berek<strong>en</strong><strong>en</strong> van effect<strong>en</strong> twee losse modelberek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong> gedaan. Eén voor de hydraulische<br />
<strong>en</strong> één voor de thermische effect<strong>en</strong>.<br />
Om de hydraulische effect<strong>en</strong> te bepal<strong>en</strong> wordt in Nederland veelal e<strong>en</strong> model gemaakt in Micro-<br />
Fem of MLPU. Voor het berek<strong>en</strong><strong>en</strong> van de hydraulische effect<strong>en</strong> wordt de temperatuur constant<br />
verondersteld. Met deze berek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong> wordt het invloedsgebied bepaald. Dit invloedsgebied is<br />
van belang voor het bepal<strong>en</strong> van effect<strong>en</strong> op andere grondwateronttrekking<strong>en</strong> <strong>en</strong> berek<strong>en</strong><strong>en</strong> van<br />
zetting<strong>en</strong>. Deze manier van modeller<strong>en</strong> introduceert e<strong>en</strong> fout, aangezi<strong>en</strong> de verandering van<br />
doorlat<strong>en</strong>dheid op de hydraulische effect<strong>en</strong> aanzi<strong>en</strong>lijk is [Peeters, 2001].<br />
Voor de thermische berek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong> wordt veelal gebruik gemaakt van HST3D, waarbij gebruik<br />
wordt gemaakt van één laag. Met deze berek<strong>en</strong>ing is e<strong>en</strong> thermisch invloedsgebied te bepal<strong>en</strong>.<br />
Met dit thermische invloedsgebied wordt de verandering van de temperatuur in de ondergrond<br />
������������<br />
������¤���������������<br />
���������������������������������<br />
���
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
bepaald <strong>en</strong> de te verwacht<strong>en</strong> milieueffect<strong>en</strong>. Het effect van grondwaterstroming <strong>en</strong> warmteverlies<br />
naar andere lag<strong>en</strong> wordt verwaarloosd.<br />
Voor het berek<strong>en</strong><strong>en</strong> van de thermische effect<strong>en</strong> is de verandering van de doorlat<strong>en</strong>dheid door<br />
temperatuurverschill<strong>en</strong> veel minder van belang. Thermische invloedsgebied<strong>en</strong> kunn<strong>en</strong> op basis<br />
van warmtetransport als stoftransport berek<strong>en</strong>d word<strong>en</strong>. Convectie, conductie <strong>en</strong> dichtheidsstroming<br />
moet hierbij wel word<strong>en</strong> meeg<strong>en</strong>om<strong>en</strong>.<br />
&RQFOXVLH<br />
Geconcludeerd kan word<strong>en</strong> dat HST3D gebruikt zou kunn<strong>en</strong> word<strong>en</strong> voor het berek<strong>en</strong> van zowel<br />
de hydraulische effect<strong>en</strong> eb thermische effect<strong>en</strong>. HST3D is het de <strong>en</strong>ige computercode die de<br />
effect<strong>en</strong> van temperatuur op de stijghoogte me<strong>en</strong>eemt door rek<strong>en</strong>ing te houd<strong>en</strong> met de verandering<br />
van de doorlat<strong>en</strong>dheid t<strong>en</strong> gevolge van de temperatuur. Voor de thermische berek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong> is<br />
het niet per se noodzakelijk HST3D te gebruik<strong>en</strong>. E<strong>en</strong> ander computerprogramma dat 3D stoftransport<br />
met dichtheidsstrom<strong>en</strong> kan berek<strong>en</strong><strong>en</strong>, voldoet ook.<br />
������������<br />
������¤���������������<br />
���������������������������������<br />
���
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
02'(//(5(1 9$1 ())(&7(1 0(7 +67 '<br />
Om de theoretische achtergrond uit bijlage 5 te toets<strong>en</strong> is in HST3D e<strong>en</strong> e<strong>en</strong>voudig model opgezet.<br />
Verschill<strong>en</strong>de modelberek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong> zijn gedaan om de gevolg<strong>en</strong> van dispersie, conductie <strong>en</strong><br />
convectie apart te bepal<strong>en</strong>. Tijd<strong>en</strong>s het bewerk<strong>en</strong> van de resultat<strong>en</strong> is e<strong>en</strong> ´bug´ gevond<strong>en</strong> in de<br />
computercode van HST3D. De geïnjecteerde <strong>en</strong> ontrokk<strong>en</strong> debiet<strong>en</strong> <strong>en</strong> warmte (in Joule) bij<br />
putt<strong>en</strong> werd verkeerd opgeteld. Hierdoor is e<strong>en</strong> onjuist thermisch invloedsgebied berek<strong>en</strong>d. Bov<strong>en</strong>di<strong>en</strong><br />
is het ook niet mogelijk geweest r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t<strong>en</strong> van de putt<strong>en</strong> uit te rek<strong>en</strong><strong>en</strong>. Met de ontwikkelaar<br />
van de computercode van HST3D, dhr. K<strong>en</strong> Kipp, is hieromtr<strong>en</strong>t contact opg<strong>en</strong>om<strong>en</strong>.<br />
Hij heeft de computercode aangepast. Helaas is deze niet tijdig aangeleverd, opdat alle modelberek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong><br />
opnieuw kond<strong>en</strong> word<strong>en</strong> gedaan. In deze bijlage is de manier van werk<strong>en</strong> beschrev<strong>en</strong><br />
<strong>en</strong> is voor e<strong>en</strong> aantal nieuwe modelberek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong> resultat<strong>en</strong> <strong>en</strong> conlusies gegev<strong>en</strong>.<br />
$UJXV2QH<br />
Om de invoer te g<strong>en</strong>erer<strong>en</strong> voor HST3D is e<strong>en</strong> pre-processor nodig. Om de uitvoer te kunn<strong>en</strong><br />
bewerk<strong>en</strong> is e<strong>en</strong> post-processor nodig. In dit onderzoek is gebruik gemaakt van de pre- <strong>en</strong> postprocessor<br />
ArgusONE.<br />
ArgusONE staat voor Argus Op<strong>en</strong> Numerical Environm<strong>en</strong>ts. De kracht van het programma is dat<br />
elke gew<strong>en</strong>ste geohydrologische informatie apart in lag<strong>en</strong> kan word<strong>en</strong> ingevoerd. Zo zijn er lag<strong>en</strong><br />
voor de top <strong>en</strong> de bodem van bodemlag<strong>en</strong>, of lag<strong>en</strong> voor putt<strong>en</strong> etcetera. Al deze lag<strong>en</strong> kunn<strong>en</strong><br />
met elkaar in verband word<strong>en</strong> gebracht door het opstell<strong>en</strong> van relaties, bijvoorbeeld voor de<br />
de dikte van e<strong>en</strong> bodemlaag is de relatie: de laag van de top van de bodemlaag minus de laag<br />
van de bodem van e<strong>en</strong> bodemlaag. Om e<strong>en</strong> numerieke computercode in ArgusONE te kunn<strong>en</strong><br />
gebruik<strong>en</strong> is e<strong>en</strong> G<strong>en</strong>eral User Interface (GUI) nodig. Deze GUI zorgt dat de invoer van lag<strong>en</strong> op<br />
de juiste manier wordt geconverteerd om als invoer te di<strong>en</strong><strong>en</strong> voor de computercode die gebruikt<br />
wordt. E<strong>en</strong> aantal voorbeeld<strong>en</strong> waarvoor GUI´s zijn geschrev<strong>en</strong> voor ArgusONE, is SUTRA,<br />
MODFLOW <strong>en</strong> HST3D. Op internet is e<strong>en</strong> HST3D-GUI te download<strong>en</strong> voor gebruik in ArgusONE<br />
[Winston, 1998].<br />
0RGHORSERXZ<br />
Het model in HST3D maakt gebruik van de schematisatie van de bodem in de binn<strong>en</strong>stad van<br />
D<strong>en</strong> Haag. In bijlage 8 is e<strong>en</strong> schematisatie van de bodem gegev<strong>en</strong>. Dit is gedaan om in het uitgebreide<br />
model van de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag de modeluitkomst<strong>en</strong> beter te kunn<strong>en</strong> interpreter<strong>en</strong>.<br />
Deze schematisatie van de bodem kan zoals aangegev<strong>en</strong> in tabel 7.1 word<strong>en</strong> ingevoerd in<br />
HST3D. De doorlat<strong>en</strong>dheidcoëfficiënt<strong>en</strong> zijn uit effectrapportages gehaald van diverse koude-<br />
warmteopslagsystem<strong>en</strong> in D<strong>en</strong> Haag. Deze doorlat<strong>en</strong>dheidcoëfficiënt<strong>en</strong> zijn vertaald naar intrinsieke<br />
doorlat<strong>en</strong>dheidcoëfficiënt<strong>en</strong>. De intrinsieke doorlat<strong>en</strong>dheid is namelijk niet afhankelijk van<br />
de temperatuur. De doorlat<strong>en</strong>dheidscoëffici<strong>en</strong>t wordt berek<strong>en</strong>d door HT3D.<br />
Net zoals in veel effectrapportages van KWO-system<strong>en</strong> is voor de verticale doorlat<strong>en</strong>dheid bij<br />
watervoer<strong>en</strong>de pakkett<strong>en</strong> aang<strong>en</strong>om<strong>en</strong> dat deze de helft is van de horizontale doorlat<strong>en</strong>dheid. Bij<br />
klei is aang<strong>en</strong>om<strong>en</strong> dat dit e<strong>en</strong> vijfde is van de horizontale doorlat<strong>en</strong>dheid. In tabel 7.2 staan de<br />
eig<strong>en</strong>schapp<strong>en</strong> van de bodem beschrev<strong>en</strong>.<br />
7DEHO 6FKHPDWLVDWLH ERGHP YRRU +67 '<br />
1 Deklaag 0 tot 12 m 7 3,5 1,1*10 -11 84<br />
2 Scheid<strong>en</strong>de<br />
laag<br />
12 tot 17 m 0,015 0,003 2,3*10 -14 - 333<br />
3 1 e WVP 17 tot 47 m 35 17,5 5,4*10 -11 1050 -<br />
4 Scheid<strong>en</strong>de<br />
laag<br />
47 tot 60 m 0,12 0,024 1,8*10 -13 - 83<br />
������<br />
���<br />
����� ��� ����� ���������<br />
�<br />
��� �<br />
������������<br />
������¤���������������<br />
���������������������������������<br />
���<br />
������� �<br />
���<br />
������� �<br />
� �<br />
���� �<br />
���<br />
�������� �<br />
�<br />
��� �<br />
���
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
7DEHO (LJHQVFKDSSHQ YDQ GH ERGHP<br />
������ ����� � ���<br />
�<br />
�� � �������<br />
���<br />
� - V P ƒ& P � V<br />
1 Deklaag 0,35 2,5*10 6 2,5 5 1,0*10 -8<br />
2 Scheid<strong>en</strong>de 0,35 2,0*10<br />
laag<br />
6 2,5 5 1,0*10 -8<br />
4 1 e WVP 0,35 2,5*10 6 2,5 5 1,0*10 -8<br />
6 Scheid<strong>en</strong>de<br />
laag<br />
0,35 2,0*10 6 2,5 5 1,0*10 -8<br />
������������<br />
������¤���������������<br />
���������������������������������<br />
���<br />
����<br />
� � P � 1<br />
E<strong>en</strong> fictief KWO-systeem is gebruikt om de effect<strong>en</strong> te bestuder<strong>en</strong>. In tabel 7.3 staan de basisgegev<strong>en</strong>s<br />
van dit KWO-systeem.<br />
7DEHO LQYRHU ZDUPWHWUDQVSRUWSURFHV<br />
����� � � � ��� ��� � ��� ��� ����<br />
�<br />
Infiltratie volume per seizo<strong>en</strong> 100.000 m 3<br />
Gemiddeld weekdebiet per uur 23 m 3 /h<br />
Filtertraject 21-47 m m<br />
effectief filterl<strong>en</strong>gte 26 m<br />
rth 35 m<br />
injectietemperatuur zomer 18 °C<br />
injectietemperatuur winter 6 °C<br />
achtergrondtemperatuur 12 °C<br />
Het e<strong>en</strong>voudige model zal vooral gebruikt word<strong>en</strong> om inzicht te krijg<strong>en</strong> in thermische. Thermische<br />
effect<strong>en</strong> spel<strong>en</strong> op relatief kleine schaal e<strong>en</strong> rol t<strong>en</strong> opzichte van de hydraulische effect<strong>en</strong>. Om de<br />
rek<strong>en</strong>tijd te beperk<strong>en</strong> is gekoz<strong>en</strong> voor e<strong>en</strong> grid van ongeveer 1000*1000 meter om de rek<strong>en</strong>tijd te<br />
beperk<strong>en</strong>. Om hydraulische effect<strong>en</strong> te bepal<strong>en</strong> zal het gekoz<strong>en</strong> grid te klein zijn. Het model heeft<br />
de neiging naar de rand<strong>en</strong> toe te rek<strong>en</strong><strong>en</strong>. Verwacht wordt dat e<strong>en</strong> geringe invloed van de rand<strong>en</strong><br />
op de hydraulische effect<strong>en</strong> e<strong>en</strong> verwaarloosbaar effect heeft op het thermisch invloedsgebied.<br />
Het algem<strong>en</strong>e grid dat is gebruikt is weergegev<strong>en</strong> in figuur 7.1 <strong>en</strong> figuur 7.2. Voor de diverse modelberek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong><br />
kan dit grid naar w<strong>en</strong>s word<strong>en</strong> aangepast.<br />
warme bron<br />
koude bron<br />
)LJXXU PHW JULGFHOOHQ YDQ EXLWHQ QDDU ELQQHQ YDQ HQ P �<br />
���
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
)LJXXU JHNR]HQ JULG<br />
0RGHOOHUHQ YDQ HQHUJLHYHUOLH]HQ FRQGXFWLH<br />
Volg<strong>en</strong>s de theorie zou het minste <strong>en</strong>ergieverlies door conductie optred<strong>en</strong> bij e<strong>en</strong> verhouding van<br />
U�� += 1:2. E<strong>en</strong> afwijking van deze verhouding zal ge<strong>en</strong> grote verschill<strong>en</strong> in <strong>en</strong>ergieverlies veroorzak<strong>en</strong>.<br />
In eerste instantie zijn 5 modelberek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong> gemaakt voor diverse verhouding<strong>en</strong>. Er is<br />
e<strong>en</strong> half jaar e<strong>en</strong> debiet met bepaalde temperatuur geïnjecteerd <strong>en</strong> vervolg<strong>en</strong>s is e<strong>en</strong> half jaar<br />
hetzelfde debiet onttrokk<strong>en</strong>. Vanwege de ´bug´ kond<strong>en</strong> deze niet gebruikt word<strong>en</strong>. Twee berek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong><br />
zijn opnieuw gemaakt.<br />
5HVXOWDWHQ<br />
Van de twee berek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong> zijn de r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t<strong>en</strong> van de bron uitgerek<strong>en</strong>d. Dit is in tabel 7.4<br />
weergegev<strong>en</strong>.<br />
7DEHO 5HQGHPHQW ELM FRQGXFWLH<br />
� �� � � �� � � � ����� � � ��� � ¢¡ � �£ �� � ����� � � ��� � � � � �<br />
�<br />
26 m : 35 m= 2:3 88,6%<br />
42 m : 28 m= 7:6 88,1%<br />
Voor één modelberek<strong>en</strong>ing zijn de thermische invloedsgebied<strong>en</strong> in figur<strong>en</strong> weergegev<strong>en</strong>. In figuur<br />
7.3 is het thermisch invloedsgebied te zi<strong>en</strong> na e<strong>en</strong> half jaar injecter<strong>en</strong>. Figuur 7.4 laat het<br />
thermisch invloedsgebied zi<strong>en</strong> na e<strong>en</strong> half jaar onttrekk<strong>en</strong>.<br />
������������<br />
������¤���������������<br />
���������������������������������<br />
���
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
)LJXXU 7KHUPLVFK LQYORHGVJHELHG QD KDOI MDDU LQILOWUHUHQ + P<br />
)LJXXU 7KHUPLVFK LQYORHGVJHELHG FRQGXFWLH QD HHQ MDDU RQWWUHNNHQ + P<br />
&RQFOXVLHV<br />
Het <strong>en</strong>ergieverlies dat door conductie optreedt is goed te zi<strong>en</strong> in figuur 7.4. Als er ge<strong>en</strong> <strong>en</strong>ergieverliez<strong>en</strong><br />
zoud<strong>en</strong> zijn dan zou precies ev<strong>en</strong>veel <strong>en</strong>ergie word<strong>en</strong> onttrokk<strong>en</strong> in e<strong>en</strong> half jaar als is<br />
geïnjecteerd. Echter door het conductieproces is e<strong>en</strong> gedeelte van de geïnjecteerde <strong>en</strong>ergie buit<strong>en</strong><br />
het onttrekkingsgebied verplaatst. Het gevolg is dat na e<strong>en</strong> jaar onttrekk<strong>en</strong> nog steeds e<strong>en</strong><br />
thermisch invloedsgebied is waar te nem<strong>en</strong>. Dit thermisch invloedsgebied heeft e<strong>en</strong> kleine kern<br />
waar de temperatuur 14°C is. Dit is twee grad<strong>en</strong> meer dan de natuurlijke grondwatertemperatuur.<br />
De eerste jar<strong>en</strong> van e<strong>en</strong> KWO-systeem zal de achterblijv<strong>en</strong>de <strong>en</strong>ergie na e<strong>en</strong> half jaar onttrekk<strong>en</strong><br />
to<strong>en</strong>em<strong>en</strong>. Op gegev<strong>en</strong> mom<strong>en</strong>t ontstaat e<strong>en</strong> pseudo-ev<strong>en</strong>wichtssituatie, waarbij het <strong>en</strong>ergieverlies<br />
dat per jaar ongeveer constant is.<br />
Het verschil in r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t van de bronn<strong>en</strong> tuss<strong>en</strong> de twee modelberek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong> is klein. Bij e<strong>en</strong><br />
grotere verhoudding is het <strong>en</strong>ergieverlies door conductie groter. Dit is conform de theorie.<br />
������������<br />
������¤���������������<br />
���������������������������������<br />
�¥¤
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
Daarnaast is de vorming van artefact<strong>en</strong> waar te nem<strong>en</strong>. Informatie over dit verschijnsel is in bijlage<br />
10 opg<strong>en</strong>om<strong>en</strong>.<br />
0RGHOOHUHQ YDQ HQHUJLHYHUOLH]HQ GLVSHUVLH<br />
Het <strong>en</strong>ergieverlies dat door dispersie veroorzaakt wordt, is op e<strong>en</strong> zelfde manier gemodelleerd<br />
als het <strong>en</strong>ergieverlies door conductie. Volg<strong>en</strong>s de theorie beschrev<strong>en</strong> in het hoofdstuk 5 van het<br />
hoofdrapport, maakt de vorm van de bel niet uit voor de grootte van het <strong>en</strong>ergieverlies.<br />
Deze theorie zou gemakkelijk te toets<strong>en</strong> zijn als het r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t voor e<strong>en</strong> aantal belvorm<strong>en</strong> berek<strong>en</strong>d<br />
kan word<strong>en</strong>. In eerste instantie zijn weer 5 modelberek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong> gemaakt. De modell<strong>en</strong> zijn<br />
voor e<strong>en</strong> periode van vijf jaar doorgerek<strong>en</strong>d.<br />
Twee modelbereking<strong>en</strong> zijn opnieuw gedaan.<br />
5HVXOWDWHQ<br />
Van de twee berek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong> zijn de r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t<strong>en</strong> van de bron uitgerek<strong>en</strong>d. Dit is in tabel 7.5<br />
weergegev<strong>en</strong>.<br />
7DEHO 5HQGHPHQW ELM GLVSHUVLH<br />
� �� � � �� � � � ����� � � ��� � ¢¡ � �£ �� � ����� � � ��� � � � � �<br />
�<br />
26 m : 35 m, na e<strong>en</strong> jaar 85,6%<br />
26 m : 35 m, na vijf jaar 88,6%<br />
42 m : 28 m, na e<strong>en</strong> jaar 85,0%<br />
42 m : 28 m, na e<strong>en</strong> jaar 88,6%<br />
In respectievelijk figuur 7.5, figuur 7.6, figuur7.7, figuur 7.8 staan voor berek<strong>en</strong>ing één het thermisch<br />
invloedsgebied na e<strong>en</strong> half jaar, e<strong>en</strong> jaar, vier<strong>en</strong>e<strong>en</strong>half jaar <strong>en</strong> vijf jaar weergegev<strong>en</strong>.<br />
)LJXXU WKHUPLVFK LQYORHGVJHELHG GLVSHUVLH QD KDOI MDDU LQILOWUHUHQ<br />
������������<br />
������¤���������������<br />
���������������������������������<br />
�§¦
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
)LJXXU WKHUPLVFK LQYORHGVJHELHG GLVSHUVLH QD HHQ MDDU KDOI MDDU LQMHFWHUHQ GDDUQD<br />
KDOI MDDU RQWWUHNNHQ<br />
)LJXXU WKHUPLVFK LQYORHGVJHELHG GLVSHUVLH QD YLHUHQKDOI MDDU NHHU LQMHFWHUHQ HQ<br />
NHHU RQWWUHNNHQ<br />
������������<br />
������¤���������������<br />
���������������������������������<br />
���
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
)LJXXU WKHUPLVFK LQYORHGVJHELHG GLVSHUVLH QD YLMI MDDU NHHU LQMHFWHUHQ HQ NHHU<br />
RQWWUHNNHQ<br />
&RQFOXVLHV<br />
De r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t<strong>en</strong> zijn iets lager vanwege dispersie dan conductie na e<strong>en</strong> jaar. De verschill<strong>en</strong> zijn<br />
echter gering.<br />
De verschill<strong>en</strong> in de r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t<strong>en</strong> voor de verschill<strong>en</strong>de filterl<strong>en</strong>gtes is klein. Na vijf jaar is het<br />
r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t voor beide gevall<strong>en</strong> zelfs precies ev<strong>en</strong> groot. Dit is conform de theorie.<br />
Goed is te zi<strong>en</strong> dat in de loop van de jar<strong>en</strong> het thermisch invloedsgebied steeds groter wordt.<br />
Hierdoor nem<strong>en</strong> de r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t<strong>en</strong> per jaar toe, omdat de verliez<strong>en</strong> aan warmte <strong>en</strong> koude zull<strong>en</strong><br />
afnem<strong>en</strong>. Uiteindelijk zal dit niet meer gebeur<strong>en</strong>, als e<strong>en</strong> pseudo-ev<strong>en</strong>wicht is ontstaan. De verliez<strong>en</strong><br />
van warmte <strong>en</strong> koude zijn per jaar ongeveer gelijk.<br />
In deze figur<strong>en</strong> is duidelijk de vorming van artefact<strong>en</strong> te zi<strong>en</strong>. Informatie hieromtr<strong>en</strong>t is in bijlage<br />
10 opg<strong>en</strong>om<strong>en</strong>.<br />
������������<br />
������¤���������������<br />
���������������������������������<br />
���
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
*(2+
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
(HUVWH ZDWHUYRHUHQGH SDNNHW P ±PY<br />
Het eerste watervoer<strong>en</strong>d pakket kan onderverdeeld word<strong>en</strong> in e<strong>en</strong> bov<strong>en</strong>ste deel <strong>en</strong> e<strong>en</strong> onderste<br />
deel. Het bov<strong>en</strong>ste gedeelte bestaat uit fijn tot matig grof zand. Aangehoud<strong>en</strong> waard<strong>en</strong> voor<br />
het doorlaatvermog<strong>en</strong> variër<strong>en</strong> van circa 70-120 m 2 /d.<br />
Het doorlaatvermog<strong>en</strong> van de onderste laag varieert sterk, van 950 m 2 /d bij de KWO-system<strong>en</strong><br />
van Siem<strong>en</strong>s tot 1800 m 2 /d bij het KWO-systeem van het Stadhuis.<br />
Dit is tev<strong>en</strong>s de laag waar de bronfilters van de KWO-system<strong>en</strong> zich bevind<strong>en</strong>. De filtertraject<strong>en</strong><br />
bevind<strong>en</strong> zich, afhankelijk van de locatie, tuss<strong>en</strong> 21-51 m –mv.<br />
7ZHHGH VFKHLGHQGH ODDJ P ±PY<br />
De weerstand van deze laag is in het algeme<strong>en</strong> zo hoog, dat deze als ondoorlat<strong>en</strong>de basis kan<br />
geld<strong>en</strong>. Aangehoud<strong>en</strong> waard<strong>en</strong> van de weerstand van deze laag zijn groter dan 5000 d.<br />
*URQGZDWHUVWURPLQJ HQ JURQGZDWHUVWDQG<br />
+RUL]RQWDOH JURQGZDWHUVWURPLQJ<br />
In de effectrapportages voor KWO-system<strong>en</strong> wordt de regionale grondwaterstroming in het eerste<br />
watervoer<strong>en</strong>d pakket ibepaald aan de hand van isohyps<strong>en</strong>beeld<strong>en</strong> uit de Grondwaterkaart <strong>en</strong><br />
REGIS <strong>en</strong> e<strong>en</strong> isohyps<strong>en</strong>beeld wordt geconstrueerd op basis van jaargemiddeld<strong>en</strong> van peilbuiz<strong>en</strong><br />
in het eerste watervoer<strong>en</strong>de pakket (17-52m –mv.) in het modelgebied. Uit de isohyps<strong>en</strong>beeld<strong>en</strong><br />
volgt e<strong>en</strong> grondwaterstroming in zuidoostelijke richting met <strong>en</strong> verhang van 0,05%. Uitgaande<br />
van e<strong>en</strong> effectieve porositeit van 35% <strong>en</strong> e<strong>en</strong> horizontale doorlat<strong>en</strong>dheid van 35 m/d,<br />
bedraagt de snelheid van de regionale grondwaterstroming circa 20 meter per jaar.<br />
*URQGZDWHUNZDOLWHLW HQ ±WHPSHUDWXXU<br />
Volg<strong>en</strong>s de opgave van TNO-NITG (Regis database) ligt het zoet/brak gr<strong>en</strong>svlak op e<strong>en</strong> diepte<br />
van 70 m –mv. De filters van de KWO-system<strong>en</strong> bevind<strong>en</strong> zich in volledig zoet grondwater. Het<br />
brak/zout gr<strong>en</strong>svlak ligt op e<strong>en</strong> diepte van circa 85 m –mv.<br />
Bodemverontreiniging<strong>en</strong> zull<strong>en</strong> niet word<strong>en</strong> meeg<strong>en</strong>om<strong>en</strong> in deze studie, derhalve is niet specifiek<br />
gekek<strong>en</strong> naar het voorkom<strong>en</strong> van bodemverontreiniging<strong>en</strong>. Dit is voor effectrapportages van<br />
KWO-system<strong>en</strong> wel e<strong>en</strong> punt van aandacht, aangezi<strong>en</strong> verontreiniging<strong>en</strong> verplaatst kunn<strong>en</strong> word<strong>en</strong><br />
door de onttrekk<strong>en</strong> <strong>en</strong> injecties.<br />
De temperatuur van het grondwater op e<strong>en</strong> bodemdiepte van 20-50 m –mv. is circa 13 °C.<br />
������������<br />
������¤���������������<br />
���������������������������������<br />
���
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
&$6( 678',( '(1 +$$* 0(7 )/23 1<br />
In deze bijlage staat achtergrondinformatie van hoofdstuk 5 van het hoofdrapport.<br />
De process<strong>en</strong> die voor <strong>en</strong>ergieverlies zorg<strong>en</strong>, zijn geanalyseerd <strong>en</strong> met e<strong>en</strong> e<strong>en</strong>voudig model<br />
met HST3D gevisualiseerd in bijlage 7.<br />
In het gebied van de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag is e<strong>en</strong> hoge conc<strong>en</strong>tratie KWO-system<strong>en</strong> waar te<br />
nem<strong>en</strong>. Het is de verwachting dat deze system<strong>en</strong> invloed op elkaar uitoef<strong>en</strong><strong>en</strong>. Het is één van de<br />
doelstelling<strong>en</strong> van dit onderzoek om de onderlinge beïnvloeding van deze system<strong>en</strong> te bepal<strong>en</strong>.<br />
Met het inzicht van e<strong>en</strong> e<strong>en</strong>voudig model in HST3D kan dit niet gedaan word<strong>en</strong>. Om wél deze<br />
onderlinge invloed te bepal<strong>en</strong> is e<strong>en</strong> uitgebreid model opgezet met HST3D. Echter er heeft zich<br />
e<strong>en</strong> aantal problem<strong>en</strong> voor gedaan met HST3D, zie bijlage 10, <strong>en</strong> is daarom het doorrek<strong>en</strong><strong>en</strong> van<br />
diverse sc<strong>en</strong>ario´s in HST3D niet mogelijk geblek<strong>en</strong>. De b<strong>en</strong>odigde rek<strong>en</strong>tijd door de grootte van<br />
het grid <strong>en</strong> de onmogelijkheid om de b<strong>en</strong>odigde verfijning<strong>en</strong> rondom de bronn<strong>en</strong> aan te br<strong>en</strong>g<strong>en</strong><br />
om het warmtetransport nauwkeurig door te rek<strong>en</strong><strong>en</strong>, was één van de belangrijkste oorzak<strong>en</strong>.<br />
Daarom is gekoz<strong>en</strong> berek<strong>en</strong>ing te do<strong>en</strong> in e<strong>en</strong> analytisch programma dat stroomban<strong>en</strong> kan doorrek<strong>en</strong><strong>en</strong>,<br />
om zo het thermisch invloedsgebied <strong>en</strong> de onderlinge beïnvloeding te bepal<strong>en</strong>. Zoals in<br />
hoofdstuk 3 is geanalyseerd, is de verandering van de doorlat<strong>en</strong>dheid vanwege temperatuursverandering<strong>en</strong><br />
vooral van invloed op de hydrologische effect<strong>en</strong> <strong>en</strong> zodo<strong>en</strong>de op de grondwaterstroming.<br />
Indi<strong>en</strong> temperatuurverandering<strong>en</strong> niet word<strong>en</strong> meeg<strong>en</strong>om<strong>en</strong> wordt hiermee e<strong>en</strong> fout<br />
geïntroduceerd. Dit zou effect kunn<strong>en</strong> hebb<strong>en</strong> op het warmtetransport. Onderzoek heeft echter<br />
uitgewez<strong>en</strong> dat verandering van de doorlat<strong>en</strong>dheid t<strong>en</strong> gevolge van temperatuurverandering<strong>en</strong><br />
nauwelijks invloed heeft op het thermisch r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t <strong>en</strong> dus op de koude <strong>en</strong> warme belvorming<br />
[Peeters, 2001].<br />
Het analytische programma FLOP3N [Veling, 1992] is gebruikt om verschill<strong>en</strong>de sc<strong>en</strong>ario´s door<br />
te rek<strong>en</strong><strong>en</strong> voor het studiegebied in D<strong>en</strong> Haag. FLOP3N kan niet omgaan met temperatuurverschill<strong>en</strong><br />
<strong>en</strong> meerdere tijdreeks<strong>en</strong>, daarom is e<strong>en</strong> aantal aannames gedaan.<br />
$DQQDPHV YRRU )/23 1<br />
Voor de modelberek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong> in FLOP3N zijn de volg<strong>en</strong>de aannames gedaan:<br />
- Per modelberek<strong>en</strong>ing wordt één seizo<strong>en</strong> doorgerek<strong>en</strong>d. De warme bronn<strong>en</strong> onttrekk<strong>en</strong><br />
grondwater <strong>en</strong> de koude bell<strong>en</strong> injecter<strong>en</strong>. In e<strong>en</strong> volg<strong>en</strong>de modelberek<strong>en</strong>ing wordt dit proces<br />
omgedraaid. FLOP3N is niet geschikt om onttrekkings- <strong>en</strong> injectiedebiet<strong>en</strong> in de tijd te variër<strong>en</strong>.<br />
- Temperatuursverschill<strong>en</strong> tuss<strong>en</strong> de bell<strong>en</strong> <strong>en</strong> het grondwater word<strong>en</strong> niet meeg<strong>en</strong>om<strong>en</strong>. Bij<br />
warmtestroming zijn aanzi<strong>en</strong>lijke verander<strong>en</strong> te verwacht<strong>en</strong> t<strong>en</strong> aanzi<strong>en</strong> van het stijghoogteverloop<br />
nabij de bron t<strong>en</strong> gevolge e<strong>en</strong> variatie in doorlat<strong>en</strong>dheid van het watervoer<strong>en</strong>d pakket<br />
door temperatuurverandering<strong>en</strong> [Peeters, 2001]. Omdat deze stijghoogteverandering alle<strong>en</strong><br />
zeer lokaal plaatsvindt (in de koude of warme bel), wordt aang<strong>en</strong>om<strong>en</strong> dat de grootte van<br />
warmtestroming hierdoor nauwelijks beïnvloed wordt. De doorlat<strong>en</strong>dheidscoëffici<strong>en</strong>t zoals die<br />
geldt aan het injectiefront is de doorlat<strong>en</strong>dheidscoëffici<strong>en</strong>t die geldt bij de natuurlijke grondwatertemperatuur.<br />
De doorlat<strong>en</strong>dheidscoëffici<strong>en</strong>t is nog niet veranderd door de temperatuur<br />
van het geïnjecteerde water.<br />
- E<strong>en</strong> constante grondwaterstroming vindt plaats <strong>en</strong> is 20 m/j in zuidoostelijke richting.<br />
- Thermische verliez<strong>en</strong> door conductie <strong>en</strong> dispersie word<strong>en</strong> niet meeg<strong>en</strong>om<strong>en</strong>. Het programma<br />
FLOP3N is niet geschikt deze te berek<strong>en</strong><strong>en</strong>.<br />
- E<strong>en</strong> constant debiet wordt geïnjecteerd <strong>en</strong> onttrokk<strong>en</strong>.<br />
������������<br />
������¤���������������<br />
���������������������������������<br />
���
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
- De locatie van het thermisch front wordt door middel van retardatie <strong>en</strong> stroomban<strong>en</strong> van het<br />
thermische front gegev<strong>en</strong>. Dit betek<strong>en</strong>t wanneer het injectiefront zich op tijdstip W�� � op afstand<br />
x van de bron begeeft, dat het thermisch front deze afstand pas op tijdstip<br />
������������<br />
������¤���������������<br />
���������������������������������<br />
�<br />
��<br />
F ⋅ Q<br />
W W���<br />
= ⋅ be-<br />
F�<br />
reikt.<br />
- Grondwater heeft e<strong>en</strong> homog<strong>en</strong>e kwaliteit. Dichtheidsstrom<strong>en</strong> door temperatuurverschill<strong>en</strong><br />
kunn<strong>en</strong> niet word<strong>en</strong> gemodelleerd.<br />
- Het watervoer<strong>en</strong>d pakket wordt homoge<strong>en</strong>, isotroop <strong>en</strong> horizontaal verondersteld.<br />
- Er zijn ge<strong>en</strong> verontreiniging<strong>en</strong> aanwezig.<br />
- In FLOP3N kunn<strong>en</strong> maximaal 50 putt<strong>en</strong> ingevoerd word<strong>en</strong>. Putt<strong>en</strong> die ver van het interessegebied<br />
afstaan zijn in e<strong>en</strong> onttrekkings- of injectieput sam<strong>en</strong>gevoegd. Hierdoor verandert lokaal<br />
het stijghoogtepatroon, maar voor het interessegebied zal deze verandering nauwelijks<br />
merkbaar zijn.<br />
6FHQDULR V<br />
Vanwege het grote aantal KWO-system<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag is het te tijdsint<strong>en</strong>sief<br />
om voor diverse sc<strong>en</strong>ario’s de onderlinge invloed van alle KWO-system<strong>en</strong> onderling te bepal<strong>en</strong>.<br />
In grote lijn<strong>en</strong> zal echter wel de invloed inzichtelijk word<strong>en</strong> gemaakt. Specifiek wordt gekek<strong>en</strong><br />
naar de invloed van de KWO-system<strong>en</strong> op de koude bron van het KWO-systeem van het Ministerie<br />
van Buit<strong>en</strong>landse Zak<strong>en</strong>. Dit systeem is als één van de eerste system<strong>en</strong> geïnstalleerd. Per<br />
KWO-systeem dat vervolg<strong>en</strong>s na het systeem van Buit<strong>en</strong>landse Zak<strong>en</strong> is geïnstalleerd, wordt de<br />
verandering van stroomban<strong>en</strong> vanaf de bronn<strong>en</strong> van de KWO-system<strong>en</strong> inzichtelijk gemaakt.<br />
Voor de bodemopbouw in het FLOP3N-model is gebruik gemaakt van de schematisatie zoals is<br />
weergegev<strong>en</strong> in bijlage 8 <strong>en</strong> 11. De grondwaterstroming is zuidoostelijk gericht <strong>en</strong> gesteld op 20<br />
m/j.<br />
Als eerste wordt e<strong>en</strong> modelberek<strong>en</strong>ing gedaan met de system<strong>en</strong> van Paleis van Justitie <strong>en</strong> het<br />
Ministerie van Buit<strong>en</strong>landse Zak<strong>en</strong> actief. In volg<strong>en</strong>de berek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong> wordt het KWO-systeem van<br />
LNV <strong>en</strong> daarna ook Babylon actief gesteld.<br />
Vervolg<strong>en</strong>s wordt ingezoomd op de koude bron van het Ministerie van Buit<strong>en</strong>landse zak<strong>en</strong>. Voor<br />
verschill<strong>en</strong>de onttrekkings- <strong>en</strong> injectiedebiet<strong>en</strong> van het systeem van Babylon wordt de onderlinge<br />
invloed tuss<strong>en</strong> de koude bronn<strong>en</strong> van beide system<strong>en</strong> bekek<strong>en</strong>.<br />
Bij de berek<strong>en</strong>de sc<strong>en</strong>ario´s wordt uitgegaan van de manier van effectberek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong> zoals aangev<strong>en</strong><br />
in e<strong>en</strong> groot aantal van de effectrapportages bij vergunningaanvrag<strong>en</strong>. Hierbij wordt uitgegaan<br />
van e<strong>en</strong> maximaal weekdebiet. Dit weekdebiet is het debiet wanneer 5 dag<strong>en</strong> lang 10 uur<br />
per dag het maximale debiet e<strong>en</strong> half jaar lang wordt onttrokk<strong>en</strong>. Het maximaal aangevraagde<br />
onttrekkingsdebiet per seizo<strong>en</strong> in de vergunningaanvraag is ook gebaseerd op deze situatie.<br />
De resultat<strong>en</strong> van de berek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong> in FLOP3N zijn geschikt gemaakt om in te voer<strong>en</strong> in ArcVIEW<br />
GIS 32. Na e<strong>en</strong> bepaalde tijdsduur zijn de uitkomst<strong>en</strong> van de berek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong> van de plaats van het<br />
thermisch front van de bronn<strong>en</strong> opgeslag<strong>en</strong>. Na 7, 21, 49, 105 <strong>en</strong> 183 dag<strong>en</strong> (e<strong>en</strong> half jaar) zijn<br />
de resultat<strong>en</strong> weggeschrev<strong>en</strong>. In de figur<strong>en</strong>, die met deze gegev<strong>en</strong>s gemaakt zijn, zijn de resultat<strong>en</strong><br />
te zi<strong>en</strong> als stipp<strong>en</strong> die steeds verder van de bronn<strong>en</strong> vandaan staan <strong>en</strong> het thermisch front<br />
lat<strong>en</strong> zi<strong>en</strong> op respectievelijk 7, 21, 49, 105 <strong>en</strong> 183 dag<strong>en</strong> injecter<strong>en</strong> of onttrekk<strong>en</strong>.<br />
6FHQDULR .:2 V\VWHHP 3DOHLV YDQ -XVWLWLH DFWLHI<br />
In dit sc<strong>en</strong>ario is alle<strong>en</strong> het systeem van het Paleis van Justitie actief. De thermische invloedsgebied<strong>en</strong><br />
zijn bepaald aan de hand van de vergunde debiet<strong>en</strong>. In werkelijkheid, zie tabel 5.1 van het<br />
hoofdrapport, wordt minder onttrokk<strong>en</strong>. De thermische invloedsgebied<strong>en</strong> van de ontrekkings- <strong>en</strong><br />
injectiedebiet<strong>en</strong> van het zomerseizo<strong>en</strong> zijn over ontrekkings- <strong>en</strong> injectiedebiet<strong>en</strong> van het winter-<br />
���
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
seizo<strong>en</strong> gelegd. In figuur 9.1 zijn de resultat<strong>en</strong> van de berek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong> te zi<strong>en</strong>. De verschill<strong>en</strong>de<br />
stipp<strong>en</strong> corresponder<strong>en</strong> met de verplaatsing van het thermisch front.<br />
Het is goed te zi<strong>en</strong> dat het<br />
systeem in onbalans is <strong>en</strong><br />
meer koude loost, zoals dit<br />
is bedoeld volg<strong>en</strong>s de vergunningaanvraag.<br />
In de winter is namelijk het<br />
thermisch invloedsgebied<br />
kleiner dan in de zomer.<br />
Naast de stipp<strong>en</strong> die de<br />
warme <strong>en</strong> koude bel weergegev<strong>en</strong>,<br />
zijn nog meer<br />
stipp<strong>en</strong> weergegev<strong>en</strong>. Deze<br />
stipp<strong>en</strong> zijn repres<strong>en</strong>tatief<br />
voor de invloed van het<br />
Paleis van Justitie op de<br />
verplaatsing van de bell<strong>en</strong><br />
van de bronn<strong>en</strong> van de<br />
KWO-system<strong>en</strong> die nog<br />
niet actief zijn.<br />
������������<br />
������¤���������������<br />
���������������������������������<br />
)LJXXU 7KHUPLVFK LQYORHGVJHELHG VFHQDULR<br />
Te zi<strong>en</strong> is dat tuss<strong>en</strong> de KWO-system<strong>en</strong> van het Ministerie van Buit<strong>en</strong>landse Zak<strong>en</strong> <strong>en</strong> Babylon<br />
<strong>en</strong> het Paleis van Justitie nauwelijks onderling beïnvloeding plaatsvindt. Immers de geringe verplaatsing<br />
van de toekomstige bell<strong>en</strong> is gering. Wel is onderlinge invloed tuss<strong>en</strong> het KWO systeem<br />
van LNV <strong>en</strong> Paleis van Justitie te verwacht<strong>en</strong>.<br />
6FHQDULR .:2 V\VWHPHQ 3DOHLV YDQ -XVWLWLH HQ 0LQLVWHULH %XLWHQODQGVH =DNHQ<br />
DFWLHI<br />
In dit sc<strong>en</strong>ario is naast het systeem van het Paleis van Justitie ook het systeem van het Ministerie<br />
van Buit<strong>en</strong>landse zak<strong>en</strong> meeg<strong>en</strong>om<strong>en</strong>. De resultat<strong>en</strong> zijn weergegev<strong>en</strong> in figuur 9.2.<br />
In figuur 9.2 is te zi<strong>en</strong> dat het<br />
KWO-systeem van het Paleis<br />
van Justitie nauwelijks invloed<br />
ondervindt van het KWOsysteem<br />
van het Ministerie<br />
van Buit<strong>en</strong>landse Zak<strong>en</strong>. De<br />
bell<strong>en</strong> van de toekomstige<br />
bronn<strong>en</strong> van het KWOsysteem<br />
van Babylon word<strong>en</strong><br />
wel verplaatst door het systeem<br />
van het Ministerie van<br />
Buit<strong>en</strong>landse zak<strong>en</strong>. Onderlinge<br />
invloed is hier te verwacht<strong>en</strong>.<br />
)LJXXU 7KHUPLVFK LQYORHGVJHELHG VFHQDULR<br />
���
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
6FHQDULR .:2 V\VWHPHQ 3DOHLV YDQ -XVWLWLH 0LQLVWHULH %XLWHQODQGVH =DNHQ HQ<br />
/19 DFWLHI<br />
In dit sc<strong>en</strong>ario is ook het systeem van LNV actief. De resultat<strong>en</strong> zijn weergegev<strong>en</strong> in figuur 9.3.<br />
In figuur 9.3 is te zi<strong>en</strong> dat<br />
de warme <strong>en</strong> koude bell<strong>en</strong><br />
van het KWO-systeem van<br />
LNV zich niet mooi rondom<br />
de bronn<strong>en</strong> vorm<strong>en</strong>. E<strong>en</strong><br />
onderlinge invloed met het<br />
KWO-systeem van het<br />
Paleis van Justitie is hiervan<br />
de oorzaak.<br />
De onderlinge invloed is<br />
het grootst tuss<strong>en</strong> de koude<br />
bron van LNV (K1) <strong>en</strong><br />
Paleis van Justitie (K3).<br />
Deze bronn<strong>en</strong> ligg<strong>en</strong> namelijk<br />
het dichtst bij elkaar<br />
<strong>en</strong> de grootste afwijking<br />
van de vorm van de koude<br />
bron van LNV t<strong>en</strong> opzichte<br />
van e<strong>en</strong> ronde vorm is te<br />
IL<br />
zi<strong>en</strong>.<br />
������������<br />
������¤���������������<br />
���������������������������������<br />
)LJXXU 7KHUPLVFK LQYORHGVJHELHG VFHQDULR<br />
Zoals is beschrev<strong>en</strong> in bijlage 5.1.2. zal e<strong>en</strong> stagnante zone ontstaan tuss<strong>en</strong> twee injectiebronn<strong>en</strong>.<br />
Tuss<strong>en</strong> de twee koude bell<strong>en</strong> zal e<strong>en</strong> stagnante zone ontstaan, waarin het grondwater niet<br />
of nauwelijks zal strom<strong>en</strong>. Advectief warmtetransport tuss<strong>en</strong> de twee bell<strong>en</strong> zal nauwelijks plaatsvind<strong>en</strong>.<br />
Het conductieproces kan in de loop van de jar<strong>en</strong> wel zorg<strong>en</strong> voor koppeling van de thermische<br />
invloedsgebied<strong>en</strong>. Aangezi<strong>en</strong> de injectietemperatur<strong>en</strong> van de koude bronn<strong>en</strong> (7°C <strong>en</strong><br />
6°C) beid<strong>en</strong> lager zijn dan de natuurlijke grondwatertemperatuur (12°C), zal dit effect positief zijn.<br />
De omtrek van de bell<strong>en</strong> neemt af, zo ook het contactoppervlak waarover verlies aan koude kan<br />
optred<strong>en</strong> door conductie. Het verlies aan koude neemt af. Het r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t van beide bell<strong>en</strong> zal<br />
licht to<strong>en</strong>em<strong>en</strong>.<br />
De warme bel van LNV (W1) wordt aangetrokk<strong>en</strong> door de koude bronn<strong>en</strong> van het KWO-systeem<br />
van het Paleis van Justitie (K1, K2, K3). Hierdoor ontstaat advectief warmtetransport tuss<strong>en</strong> de<br />
beide bronn<strong>en</strong>. De vorm van de bel verandert t<strong>en</strong> opzichte van e<strong>en</strong> ronde vorm. Het verlies aan<br />
warmte door conductie zal dan groter zijn. Het verlies aan warmte door dispersie richting de koude<br />
bell<strong>en</strong> zal ook to<strong>en</strong>em<strong>en</strong>, aangezi<strong>en</strong> e<strong>en</strong> grotere afstand wordt afgelegd door het thermisch<br />
front van de warme bel naar de koude bell<strong>en</strong> toe. De mate van dispersie is afhankelijk is van de<br />
grootte van de afgelegde weg van waterdeeltjes, zie hoofdstuk 4.1.3.<br />
In de loop van de jar<strong>en</strong> zal het verlies aan warmte van de warme bron van LNV de koude bronn<strong>en</strong><br />
van het Paleis van Justitie bereik<strong>en</strong>. M<strong>en</strong>ging van koude <strong>en</strong> warmte zal optred<strong>en</strong>. E<strong>en</strong> klein<br />
r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>tsverlies van de koude bronn<strong>en</strong> van het KWO-systeem van het Paleis van Justitie zal<br />
het gevolg zijn. Gezi<strong>en</strong> de afstand tuss<strong>en</strong> de warme bron <strong>en</strong> koude bronn<strong>en</strong> van respectievelijk<br />
het KWO-systeem van LNV <strong>en</strong> Paleis van Justitie zal dit r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>tsverlies verwaarloosbaar zijn<br />
t<strong>en</strong> opzichte van andere <strong>en</strong>ergieverliesprocess<strong>en</strong> die direct optred<strong>en</strong> bij de bell<strong>en</strong>.<br />
Indi<strong>en</strong> tev<strong>en</strong>s gekek<strong>en</strong> wordt naar de werkelijke onttrekking<strong>en</strong> van het KWO-systeem van het<br />
Paleis van Justitie blijkt dat de afgelop<strong>en</strong> jar<strong>en</strong> slechts 22% van het vergunde debiet is. Het thermische<br />
invloedsgebied van de koude bell<strong>en</strong> van Paleis van Justitie <strong>en</strong> de aantrekkingskracht op<br />
de warme bel van LNV zull<strong>en</strong> kleiner zijn dan in figuur 9.3 is aangegev<strong>en</strong>. De onderlinge invloed<br />
is in dit geval volledig te verwaarloz<strong>en</strong>.<br />
���
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
6FHQDULR DOOH V\VWHPHQ DFWLHI<br />
In dit sc<strong>en</strong>ario is ook het toekomstig KWO-systeem van Babylon actief. Alle mogelijke KWOsystem<strong>en</strong><br />
in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag die t<strong>en</strong> tijde van dit onderzoek bek<strong>en</strong>d zijn, zijn nu<br />
actief. De uitkomst<strong>en</strong> van de berek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong> zijn te vind<strong>en</strong> in figuur 9.4.<br />
Uit figuur 9.4 blijkt dat de<br />
bell<strong>en</strong> van het KWOsysteem<br />
van Babylon<br />
nauwelijks invloed hebb<strong>en</strong><br />
op de vorming van de bell<strong>en</strong><br />
van het KWO-systeem<br />
Paleis van Justitie of LNV.<br />
Wél is er e<strong>en</strong> duidelijke<br />
invloed op de bell<strong>en</strong> van<br />
het Mininsterie van Buit<strong>en</strong>landse<br />
Zak<strong>en</strong> waarneembaar.<br />
Om deze invloed<strong>en</strong><br />
inzichtelijker te mak<strong>en</strong> is<br />
ingezoomd op de koude<br />
bell<strong>en</strong> van Babylon <strong>en</strong> het<br />
Ministerie van<br />
Buit<strong>en</strong>landse Zak<strong>en</strong>.<br />
������������<br />
������¤���������������<br />
���������������������������������<br />
)LJXXU 7KHUPLVFK LQYORHGVJHELHG VFHQDULR<br />
,QJH]RRPGH VLWXDWLH 0LQLVWHULH YDQ %XLWHQODQGVH =DNHQ<br />
Figuur 9.5 laat de verandering<strong>en</strong> van de gevormde bell<strong>en</strong> van het KWO-systeem van het Ministerie<br />
van Buit<strong>en</strong>landse Zak<strong>en</strong> zi<strong>en</strong> van alle vorige sc<strong>en</strong>ario’s.<br />
In figuur 9.5 is te zi<strong>en</strong> dat<br />
de vorm van de geïnjecteerde<br />
koude bel van het<br />
systeem van Ministerie van<br />
Buit<strong>en</strong>landse Zak<strong>en</strong> nauwelijks<br />
verandert vanwege<br />
het actief mak<strong>en</strong> van het<br />
systeem van LNV. E<strong>en</strong><br />
verandering is wel te zi<strong>en</strong><br />
als het systeem van Babylon<br />
geactiveerd wordt. De<br />
koude bron van het Ministerie<br />
van Buit<strong>en</strong>landse<br />
Zak<strong>en</strong> wordt in zuidoostelijke<br />
richting weggeduwd.<br />
Dit betek<strong>en</strong>t ook dat tuss<strong>en</strong><br />
de koude bronn<strong>en</strong> verhoogde<br />
dispersie optreedt<br />
<strong>en</strong> dus m<strong>en</strong>ging.<br />
)LJXXU JHYRUPGH EHOOHQ PLQLVWHULH YDQ %XLWHQODQGVH =D<br />
NHQ YRRU GLYHUVH VFHQDULR V<br />
De temperatuur van het grondwater dat gem<strong>en</strong>gd wordt is van lagere temperatuur dan het<br />
natuurlijke grondwater. Door de koude bronn<strong>en</strong> van beide system<strong>en</strong> wordt één bel gevormd. Het<br />
totale contactoppervlak deze gezam<strong>en</strong>lijke bel zal kleiner zijn dan het contactoppervlak van de<br />
bell<strong>en</strong> onderling bij elkaar opgeteld, zie bijlage 5. Het <strong>en</strong>ergieverlies door conductie neemt af.<br />
E<strong>en</strong> klein r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>tsto<strong>en</strong>ame zal het gevolg zijn.<br />
��¤
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
De grondwaterbel die het<br />
volg<strong>en</strong>de seizo<strong>en</strong> wordt<br />
onttrokk<strong>en</strong>, kan ook per<br />
sc<strong>en</strong>ario word<strong>en</strong> weergegev<strong>en</strong><br />
voor de koude<br />
bronn<strong>en</strong> van het Ministerie<br />
van Buit<strong>en</strong>landse zak<strong>en</strong> <strong>en</strong><br />
Babylon. E<strong>en</strong>zelfde vorm<br />
ontstaat als bij de grondwater<br />
injectie in de winter.<br />
Dit is weergegev<strong>en</strong> in figuur<br />
9.6<br />
������������<br />
������¤���������������<br />
���������������������������������<br />
)LJXXU RQWWURNNHQ EHOOHQ PLQLVWHULH YDQ %XLWHQODQGVH =D<br />
NHQ YRRU GLYHUVH VFHQDULR V<br />
2SJHERXZGH EHOOHQ ELM 0LQLVWHULH %XLWHQODQGVH =DNHQ %DE\ORQ DDQ<br />
In de vorige paragraf<strong>en</strong> is geconcludeerd dat het r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>tverlies van de koude bronn<strong>en</strong> iets zal<br />
afnem<strong>en</strong> vanwege het afnem<strong>en</strong> van het <strong>en</strong>ergieverlies door conductie. Dit zal alle<strong>en</strong> zo zijn wanneer<br />
elk jaar precies hetzelfde debiet wordt onttrokk<strong>en</strong> <strong>en</strong> geïnjecteerd. E<strong>en</strong> ander punt van aandacht<br />
is het mom<strong>en</strong>t van het activer<strong>en</strong> van het KWO-systeem van Babylon. Uit de vorige figur<strong>en</strong><br />
is geblek<strong>en</strong> dat de vorm van de opgebouwde bel sterk verandert door het activer<strong>en</strong> van het<br />
KWO-systeem van Babylon. In figuur 9.7 is de vorm van de geïnjecteerde bel van de koude bron<br />
van het systeem van het Ministerie van Buit<strong>en</strong>landse Zak<strong>en</strong> weergegev<strong>en</strong> als het systeem van<br />
Babylon nog niet actief is (wintersituatie). Vervolg<strong>en</strong>s is de onttrokk<strong>en</strong> bel te zi<strong>en</strong> als dat seizo<strong>en</strong><br />
het systeem van Babylon geactiveerd is (zomersituatie).<br />
In figuur 9.7 is te zi<strong>en</strong> dat<br />
in dit geval de geïnjecteerde<br />
bel sterk verschilt van<br />
de onttrokk<strong>en</strong> bel. Het gevolg<br />
is dat het r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t<br />
van het KWO-systeem van<br />
Buit<strong>en</strong>landse Zak<strong>en</strong> dit<br />
seizo<strong>en</strong> sterk zal afnem<strong>en</strong>.<br />
Dit heeft weer tot gevolg<br />
dat meer grondwater moet<br />
word<strong>en</strong> onttrokk<strong>en</strong> om aan<br />
de koudevraag te voldo<strong>en</strong><br />
of om aan de <strong>en</strong>ergiebalans<br />
te voldo<strong>en</strong>.<br />
)LJXXU JHYRUPGH HQ RQWURNNHQ EHO PLQLVWHULH YDQ %XLWHQ<br />
ODQGVH =DNHQ %DE\ORQ DFWLHI LQ GH ]RPHU<br />
��¦
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
Wanneer in plaats van in de winter in de zomer het systeem van Babylon wordt aangezet, dan<br />
heeft dit gevolg<strong>en</strong> voor het r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t van de warme bron van het Ministerie van Buit<strong>en</strong>landse<br />
Zak<strong>en</strong>.<br />
Uit de analyses van de vorige alinea’s blijkt dat wanneer e<strong>en</strong> bron van e<strong>en</strong> nieuw systeem in de<br />
nabijheid van al e<strong>en</strong> bestaand wordt geplaatst, dit in het eerste seizo<strong>en</strong> waarschijnlijk e<strong>en</strong> r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>tsverlies<br />
optreedt bij het al bestaande KWO-systeem.<br />
Indi<strong>en</strong> vervolg<strong>en</strong>s elk seizo<strong>en</strong> hetzelfde onttrekkingsgedrag van beide bronn<strong>en</strong> plaatsvindt zal<br />
e<strong>en</strong> elk jaar seizo<strong>en</strong> hetzelfde hydraulisch ev<strong>en</strong>wicht ontstaan. De geïnjecteerde <strong>en</strong> ontrokk<strong>en</strong><br />
grondwaterbel zal ongeveer gelijk zijn het r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t van beide bronn<strong>en</strong> zal nag<strong>en</strong>oeg onveranderd<br />
blijv<strong>en</strong> per seizo<strong>en</strong>.<br />
Zijn grote verschill<strong>en</strong> in onttrekking<strong>en</strong> per seizo<strong>en</strong> of per jaar van één van de KWO-system<strong>en</strong> of<br />
van beide system<strong>en</strong>, dan is van e<strong>en</strong> dergelijk ev<strong>en</strong>wicht ge<strong>en</strong> sprake. De vorm van de geïnjecteerde<br />
onttrokk<strong>en</strong> bell<strong>en</strong> van beide system<strong>en</strong> zal van seizo<strong>en</strong> tot seizo<strong>en</strong> anders zijn. Dit heeft<br />
wél gevolg<strong>en</strong> voor het r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t van beide KWO-system<strong>en</strong>. De mate van het r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>tverschil<br />
hangt af van de grootte van de onttrekkingsverschill<strong>en</strong>.<br />
In het algeme<strong>en</strong> kan geconcludeerd word<strong>en</strong> dat e<strong>en</strong> KWO-systeem dat in de nabijheid van e<strong>en</strong><br />
ander KWO-systeem ligt door verschil in onttrekking<strong>en</strong> per seizo<strong>en</strong> niet alle<strong>en</strong> zelf e<strong>en</strong> r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>tsverschil<br />
ondervindt, maar dit ook bij het andere KWO-systeem introduceert.<br />
&RQFOXVLH RQGHUOLQJH EHwQYORHGLQJ .:2 V\VWHPHQ<br />
In de praktijk blijkt dat in D<strong>en</strong> Haag de meeste system<strong>en</strong> netto warmte loz<strong>en</strong>, oftewel in onbalans<br />
zijn. Daar<strong>en</strong>teg<strong>en</strong> wordt minder grondwater gebruikt dan van tevor<strong>en</strong> was verwacht. Dit wordt<br />
voornamelijk veroorzaakt door de ruime marges in onttrekkingsdebiet<strong>en</strong> die zijn aangehoud<strong>en</strong> bij<br />
het <strong>ontwerp</strong>.<br />
Toch lijkt op basis van berek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong> de onbalans bij KWO-system<strong>en</strong> ge<strong>en</strong> onderlinge problem<strong>en</strong><br />
op te lever<strong>en</strong>.<br />
Thermische interactie tuss<strong>en</strong> warme <strong>en</strong> koude bronn<strong>en</strong> van verschill<strong>en</strong>de KWO-system<strong>en</strong> treedt<br />
niet op door de relatief grote afstand tuss<strong>en</strong> de afzonderlijke system<strong>en</strong>, zelfs in het “drukke” c<strong>en</strong>trum<br />
van D<strong>en</strong> Haag.<br />
Tuss<strong>en</strong> alle<strong>en</strong> koude of alle<strong>en</strong> warme bronn<strong>en</strong> van diverse KWO-system<strong>en</strong> kan wel e<strong>en</strong> thermische<br />
interactie optred<strong>en</strong>. Het r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t van beide system<strong>en</strong> zal alle<strong>en</strong> licht to<strong>en</strong>em<strong>en</strong> als de<br />
temperatur<strong>en</strong> of bov<strong>en</strong> (bij warme bell<strong>en</strong>) of onder (bij koude bell<strong>en</strong>) de natuurlijke grondwatertemperatuur<br />
ligg<strong>en</strong>.<br />
Echter blijkt wel dat de installatie van e<strong>en</strong> nieuw KWO-systeem kortdur<strong>en</strong>d (gedur<strong>en</strong>de één seizo<strong>en</strong>)<br />
zal leid<strong>en</strong> tot e<strong>en</strong> r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>tsverlies bij bestaande system<strong>en</strong>. Op de lange termijn word<strong>en</strong><br />
ge<strong>en</strong> problem<strong>en</strong> met naburige system<strong>en</strong> verwacht, mits alle system<strong>en</strong> continu <strong>en</strong> synchroon dezelfde<br />
debiet<strong>en</strong> blijv<strong>en</strong> onttrekk<strong>en</strong>. Variër<strong>en</strong>de onttrekkings- <strong>en</strong> retourneringsdebiet<strong>en</strong> per seizo<strong>en</strong><br />
zull<strong>en</strong> namelijk wel leid<strong>en</strong> tot onderlinge beïnvloeding.<br />
$DQEHYHOLQJHQ EHwQYORHGLQJ .:2 V\VWHPHQ<br />
Om op basis van werkelijke onttrokk<strong>en</strong> <strong>en</strong> geretourneerde debiet<strong>en</strong> e<strong>en</strong> uitspraak te do<strong>en</strong> over<br />
het functioner<strong>en</strong> van geïnstalleerde system<strong>en</strong>, di<strong>en</strong><strong>en</strong> de provincies meer gegev<strong>en</strong>s hierover te<br />
achterhal<strong>en</strong>. Tezam<strong>en</strong> met deze gegev<strong>en</strong>s di<strong>en</strong><strong>en</strong> de hoeveelhed<strong>en</strong> opgeslag<strong>en</strong> <strong>en</strong> verbruikte<br />
<strong>en</strong>ergie te word<strong>en</strong> aangeleverd door de vergunninghouders.<br />
������������<br />
������¤���������������<br />
���������������������������������<br />
���
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
Het wordt aanbevol<strong>en</strong> voldo<strong>en</strong>de afstand tuss<strong>en</strong> koude <strong>en</strong> warme bronn<strong>en</strong> van verschill<strong>en</strong>de<br />
KWO-system<strong>en</strong> aan te houd<strong>en</strong>. Onderzoek heeft uitgewez<strong>en</strong> dat bij e<strong>en</strong> afstand van drie keer de<br />
thermische straal van e<strong>en</strong> onderlinge beïnvloeding tuss<strong>en</strong> de koude <strong>en</strong> warme bel nauwelijks<br />
sprake zal zijn [Zwart, 2002].<br />
Onderlinge invloed van KWO-system<strong>en</strong> kan negatief zijn. Dit is vooral mogelijk bij variaties in<br />
injecties <strong>en</strong> onttrekking<strong>en</strong> van KWO-system<strong>en</strong> per seizo<strong>en</strong> die niet synchroon lop<strong>en</strong> met die van<br />
system<strong>en</strong> in de buurt. Zeker in het eerste seizo<strong>en</strong> wordt e<strong>en</strong> onderlinge beïnvloed verwacht die<br />
tot e<strong>en</strong> r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>tsverlies kan leid<strong>en</strong>. Bij twijfel over de invloed van e<strong>en</strong> nieuw KWO-systeem bij<br />
e<strong>en</strong> vergunningaanvraag wordt aanbevol<strong>en</strong> aan de hand van e<strong>en</strong> checklist alle mogelijke vrag<strong>en</strong><br />
beantwoord te krijg<strong>en</strong>. Op deze checklist zoud<strong>en</strong> de volg<strong>en</strong>de punt<strong>en</strong> vermeld kunn<strong>en</strong> staan:<br />
- Is de onderlinge afstand tuss<strong>en</strong> de koude <strong>en</strong> warme bronn<strong>en</strong> van de twee system<strong>en</strong> groot<br />
g<strong>en</strong>oeg om thermische interactie te voorkom<strong>en</strong>?<br />
- Hoe groot is het r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>tsverlies t<strong>en</strong> gevolge van het verplaats<strong>en</strong> van de koude of warme<br />
bell<strong>en</strong> van het bestaande systeem door het aanzett<strong>en</strong> van het nieuwe systeem?<br />
- Hoe flexibel is het nieuwe systeem, oftewel hoe gaat het systeem om met verschill<strong>en</strong>de koude-<br />
<strong>en</strong> warmtevrag<strong>en</strong> per seizo<strong>en</strong>, zijn grote verschill<strong>en</strong> in onttrekkings- <strong>en</strong> retourneringsdebiet<strong>en</strong><br />
te verwacht<strong>en</strong>?<br />
- Wat zijn de verwachte extra pomp<strong>en</strong>ergiekost<strong>en</strong> bij het al bestaande systeem t<strong>en</strong> gevolge<br />
van stijghoogteverlaging<strong>en</strong> of -verhoging<strong>en</strong> door het nieuwe KWO-systeem?<br />
In verband met de <strong>en</strong>ergiebalans, is het van belang dat de overheid norm<strong>en</strong> stelt t<strong>en</strong> aanzi<strong>en</strong> van<br />
het temperatuurverloop waarmee bij het <strong>ontwerp</strong> rek<strong>en</strong>ing moet word<strong>en</strong> gehoud<strong>en</strong>. Het ligt voor<br />
de hand e<strong>en</strong> verloop te kiez<strong>en</strong> dat mede op basis van klimaatsvoorspelling is te verwacht<strong>en</strong> gedur<strong>en</strong>de<br />
de lev<strong>en</strong>sduur van het systeem.<br />
Aangezi<strong>en</strong> op basis van de huidige geringe hoeveelheid gegev<strong>en</strong>s al duidelijk is dat veel KWOsystem<strong>en</strong><br />
per saldo warmte loz<strong>en</strong>, verdi<strong>en</strong>t wellicht de werking van met name het bov<strong>en</strong>gronds<br />
systeem de aandacht. Wellicht is het mogelijk deze system<strong>en</strong> zo te ontwikkel<strong>en</strong> dat middels goed<br />
beheer <strong>en</strong> flexibele process<strong>en</strong> e<strong>en</strong> <strong>en</strong>ergiebalans is te realiser<strong>en</strong>, ongeacht de koude- <strong>en</strong> warmtevraag,<br />
waarbij per jaar de onttrokk<strong>en</strong> debiet<strong>en</strong> ongeveer gelijk zijn.<br />
������������<br />
������¤���������������<br />
���������������������������������<br />
���
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
352%/(0(1 0(7 +67 '<br />
Het werk<strong>en</strong> met ArgusONE <strong>en</strong> HST3D was tot dit onderzoek voor Witteve<strong>en</strong>+Bos onbek<strong>en</strong>d.<br />
Tijd<strong>en</strong>s de modellering zijn daarom wel wat problem<strong>en</strong> <strong>en</strong> knelpunt<strong>en</strong> naar vor<strong>en</strong> gekom<strong>en</strong>. In<br />
deze bijlage word<strong>en</strong> deze besprok<strong>en</strong><br />
/HHUWUDMHFW<br />
Met ArgusONE ler<strong>en</strong> werk<strong>en</strong> heeft veel tijd gekost. Aanvankelijk is begonn<strong>en</strong> met het prober<strong>en</strong> te<br />
begrijp<strong>en</strong> hoe kleine voorbeeld<strong>en</strong> voor HST3D werkt<strong>en</strong>. Vervolg<strong>en</strong>s is getracht e<strong>en</strong> aantal zak<strong>en</strong><br />
te verander<strong>en</strong> bij deze voorbeeld<strong>en</strong> om uiteindelijk zelf e<strong>en</strong> klein model op te zett<strong>en</strong>. E<strong>en</strong> aantal<br />
teg<strong>en</strong>gekom<strong>en</strong> knelpunt<strong>en</strong> is:<br />
- opbouw van de lag<strong>en</strong> <strong>en</strong> de te gebruik<strong>en</strong> parameters kunn<strong>en</strong> invoer<strong>en</strong> (zoals intrinsieke doorlat<strong>en</strong>dheid);<br />
- het gebruik van putt<strong>en</strong> hierin;<br />
- het importer<strong>en</strong> van grote hoeveelhed<strong>en</strong> data in één keer;<br />
- het gebruik<strong>en</strong> van meerdere tijdsperiod<strong>en</strong>;<br />
To<strong>en</strong> het opzett<strong>en</strong> van e<strong>en</strong> kleiner model in het algeme<strong>en</strong> goed ging, is geprobeerd e<strong>en</strong> groter<br />
model op te stell<strong>en</strong> voor de situatie in D<strong>en</strong> Haag, zie bijlage 11. Topografische kaart<strong>en</strong> zijn geschikt<br />
gemaakt voor het invoer<strong>en</strong> in ArgusONE <strong>en</strong> het model kon gemaakt word<strong>en</strong>.<br />
Hierbij ded<strong>en</strong> zich nieuwe problem<strong>en</strong> ded<strong>en</strong> zich echter voor.<br />
*URRWWH YDQ JHEUXLNWH $UUD\V<br />
Na het mak<strong>en</strong> van de invoerfile met de HST3D-GUI is geprobeerd het model in HST3D te draai<strong>en</strong>.<br />
E<strong>en</strong> foutmelding gaf aan dat het aantal toegewez<strong>en</strong> arrays niet groot g<strong>en</strong>oeg was. De matrix<br />
die het programma gebruikt om alle gegev<strong>en</strong>s te bewerk<strong>en</strong> was te beperkt. E<strong>en</strong> oplossing droeg<br />
zich aan in de handleiding van HST3D. Met gebruik van e<strong>en</strong> hulpprogramma DIMEN.EXE kon de<br />
fortrancode, waarmee de arraygrootte wordt toegek<strong>en</strong>d, veranderd word<strong>en</strong> voor elk model. Echter<br />
hiervoor is e<strong>en</strong> fortran77 compiler nodig die de sourcecode kan bewerk<strong>en</strong>. Na lang prober<strong>en</strong><br />
is het gelukt de arraygrootte aan te pass<strong>en</strong> <strong>en</strong> HST3D opnieuw te compiler<strong>en</strong>. Helaas bleek het<br />
nieuw gecompileerde HST3D programma niet geschikt voor de moderne p<strong>en</strong>tiumprocessor. Na<br />
speurwerk op internet <strong>en</strong> contact met dhr. K<strong>en</strong> Kipp, ontwikkelaar van de HST3D-GUI, is e<strong>en</strong><br />
nieuwe versie van HST3D bemachtigd die wel geschikt is. Deze versie maakt gebruik van dynamic<br />
arrays. Dit wil zegg<strong>en</strong> dat de b<strong>en</strong>odigde matrixgrootte automatisch wordt aangepast aan de<br />
grootte van het model. Deze versie bleek ook e<strong>en</strong> beperking te hebb<strong>en</strong>.<br />
6WDFN 2YHUIORZ<br />
Tijd<strong>en</strong>s het runn<strong>en</strong> van de nieuwe versie van HST3D kwam telk<strong>en</strong>s de foutmelding “stack overflow”.<br />
Dit foutmelding komt voort uit e<strong>en</strong> beperking van de sourcecode van het programma. De<br />
geheug<strong>en</strong>capaciteit die het programma mag gebruik<strong>en</strong> wordt door het computercode zelf toegewez<strong>en</strong>,<br />
maar is tot e<strong>en</strong> maximum beperkt. Dit kan aangepast word<strong>en</strong> door de sourcecode met<br />
nieuwe stacktoewijzing<strong>en</strong> opnieuw te compiler<strong>en</strong>. Echter de sourcecode van de nieuwe versie<br />
van HST3D voor windows was niet via internet te verkrijg<strong>en</strong>. Geleerd van eerdere ervaring zijn<br />
andere mogelijkhed<strong>en</strong> op internet voor het probleem onderzocht. Uiteindelijk is het mogelijk geblek<strong>en</strong><br />
via e<strong>en</strong> hulpprogramma van de nieuwste fortran95 compiler (EDITBIN.exe) nieuwe stackgroottes<br />
toe te k<strong>en</strong>n<strong>en</strong> zonder de sourcecode te hoev<strong>en</strong> gebruik<strong>en</strong>. Deze compiler bleek gelukkig<br />
aanwezig te zijn bij Witteve<strong>en</strong>+Bos. De computercode is geschikt gemaakt om het uitgebreide<br />
model te kunn<strong>en</strong> runn<strong>en</strong>.<br />
5HNHQWLMG YDQ KHW PRGHO<br />
De nieuwste zelfgemaakte versie van HST3D voldeed aan alle eis<strong>en</strong>. Het model draaide. De<br />
rek<strong>en</strong>tijd van het model was echter veel te groot. Ook na aanpass<strong>en</strong> van de randvoorwaard<strong>en</strong> <strong>en</strong><br />
������������<br />
������¤���������������<br />
���������������������������������<br />
���
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
het grid hebb<strong>en</strong> niet kunn<strong>en</strong> voorzi<strong>en</strong> in e<strong>en</strong> aanzi<strong>en</strong>lijke verkleining van deze rek<strong>en</strong>tijd. De rek<strong>en</strong>tijd<br />
van het model voor e<strong>en</strong> periode van 12 jaar wordt geschat op 5 dag<strong>en</strong> op e<strong>en</strong> p<strong>en</strong>tium4<br />
processor. Het model kalibrer<strong>en</strong> <strong>en</strong> valider<strong>en</strong> is te tijdsint<strong>en</strong>sief bevond<strong>en</strong> voor de periode die<br />
nog beschikbaar is om het onderzoek af te rond<strong>en</strong>. De grote rek<strong>en</strong>tijd is voornamelijk e<strong>en</strong> oorzaak<br />
van het per tijdstap koppel<strong>en</strong> van de grondwaterstromingsvergelijking aan de warmtetransportvergelijking<br />
<strong>en</strong> de verfijning van het grid rondom de bronn<strong>en</strong> om numerieke dispersie <strong>en</strong> oscillaties<br />
in de numerieke oplossing van het programma te beperk<strong>en</strong>, zie paragraaf 12.6. De verfijning<br />
van het grid werkt door in het hele model waardoor veel cell<strong>en</strong> ontstaan. Vooral de hydraulische<br />
berek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong> nam<strong>en</strong> erg veel tijd in beslag, omdat de randvoorwaard<strong>en</strong> per tijdstap door<br />
verandering van de temperatuur veranderd<strong>en</strong>.<br />
MODFLOW in combinatie met MT3D maakt net als HST3D gebruik van eindige differ<strong>en</strong>ties. Bij<br />
deze computercode wordt echter het stoftransport apart berek<strong>en</strong>d, na de hydraulische berek<strong>en</strong>ing<br />
heeft plaatsgevond<strong>en</strong>. E<strong>en</strong> interactie tuss<strong>en</strong> de twee berek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong> vindt dus niet plaats. De<br />
rek<strong>en</strong>tijd is hierdoor aanzi<strong>en</strong>lijk kleiner.<br />
Beslot<strong>en</strong> is om met e<strong>en</strong> kleinschalig model in HST3D effect<strong>en</strong> te bepal<strong>en</strong> <strong>en</strong> de resultat<strong>en</strong> hiervan<br />
toe te spits<strong>en</strong> op de situatie in D<strong>en</strong> Haag. Daarnaast is met e<strong>en</strong> analytisch programma<br />
FLOP3N inzicht verkreg<strong>en</strong> in stroomban<strong>en</strong> rondom putt<strong>en</strong>. Hiermee is ingeschat wat onderlinge<br />
invloed van meerdere KWO-system<strong>en</strong> zou kunn<strong>en</strong> zijn.<br />
%XJ LQ XLWYRHU ZHOO IORZV<br />
Tijd<strong>en</strong>s het bewerk<strong>en</strong> van de resultat<strong>en</strong> is e<strong>en</strong> ´bug´ gevond<strong>en</strong> in de computercode van HST3D.<br />
De geïnjecteerde <strong>en</strong> ontrokk<strong>en</strong> debiet<strong>en</strong> <strong>en</strong> warmte (in Joule) bij putt<strong>en</strong> werd verkeerd opgeteld.<br />
Hierdoor is e<strong>en</strong> onjuist thermisch invloedsgebied berek<strong>en</strong>d. Bov<strong>en</strong>di<strong>en</strong> is het ook niet mogelijk<br />
geweest r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t<strong>en</strong> van de putt<strong>en</strong> uit te rek<strong>en</strong><strong>en</strong>. Met de ontwikkelaar van de computercode<br />
van HST3D, dhr. K<strong>en</strong> Kipp, is hieromtr<strong>en</strong>t contact opg<strong>en</strong>om<strong>en</strong>. Hij heeft de computercode aangepast.<br />
Helaas is deze niet tijdig aangeleverd, zodat alle modelberek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong> niet opnieuw kond<strong>en</strong><br />
word<strong>en</strong> gedaan.<br />
1XPHULHNH RSORVVLQJVPHWKRGH HQ DUWHIDFWHQ<br />
De numerieke oplossingsmethode die is gekoz<strong>en</strong> is ´backward-in-space´ (ook wel upstream<br />
weighting g<strong>en</strong>oemd), BIS, <strong>en</strong> ´backward-in-time´ (impliciet), BIT. De combinatie van deze twee<br />
method<strong>en</strong> geeft altijd stabiele berek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong>. Numerieke dispersie kan wel ontstaan. Om de numerieke<br />
dispersie relatief klein te houd<strong>en</strong> t<strong>en</strong> opzichte van de fysische dispersie moet e<strong>en</strong> geschikt<br />
grid <strong>en</strong> grootte van de tijdstap word<strong>en</strong> gekoz<strong>en</strong>. Voor BIT in combinatie met BIS is de volg<strong>en</strong>de<br />
ordegrootte van de afbreekfout, bepal<strong>en</strong>d voor numerieke dispersie, geldig:<br />
1 1 2<br />
Y ∆ [ + Y ∆ W [Ri<strong>en</strong>tjes, 2001]<br />
2 2<br />
Om de invloed van numerieke dispersie te beperk<strong>en</strong> moet het volg<strong>en</strong>de criterium in acht word<strong>en</strong><br />
g<strong>en</strong>om<strong>en</strong> voor de ruimtelijke discretisatie:<br />
��� �� � 2<br />
[<br />
3H =<br />
α<br />
+<br />
[Kipp, 1987]<br />
Bij e<strong>en</strong> αL van 5 m moet de ∆x van e<strong>en</strong> gridcel in de omgeving van de bron, waar e<strong>en</strong> thermisch<br />
invloedsgebied zich zal ontwikkel<strong>en</strong> <strong>en</strong> dispersie van belang is, veel kleiner zijn dan 5m.<br />
Voor de grootte van de tijdstap is ook e<strong>en</strong> criterium geldig. HST3D heeft e<strong>en</strong> automatische tijdstap<br />
algoritme, waarbij rek<strong>en</strong>ing wordt gehoud<strong>en</strong> met dit criterium. Het programma rek<strong>en</strong>t zelf de<br />
tijdstap uit, zodat numerieke dispersie beperkt blijft.<br />
������������<br />
������¤���������������<br />
���������������������������������<br />
���
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
2QWVWDDQ YDQ DUWHIDFWHQ<br />
Zoals is geblek<strong>en</strong> heeft het gekoz<strong>en</strong> grid grote invloed op de modeluitkomst<strong>en</strong>. Als niet voldo<strong>en</strong>de<br />
wordt voldaan aan de criteria kan relatief grote numerieke dispersie het gevolg zijn, waardoor<br />
de modeluitkomst<strong>en</strong> niet betrouwbaar zijn. Artefact<strong>en</strong> kunn<strong>en</strong> dan ontstaan. Dit zijn de visuele<br />
modeluitkomst<strong>en</strong> waarvan de vorm (binn<strong>en</strong> dit onderzoek is dit de vorm van het thermisch invloedsgebied)<br />
sterk afwijkt van de verwachte vorm.<br />
De modeluitkomst<strong>en</strong> van HST3D van het thermisch invloedsgebied in bijlage 7 bevatt<strong>en</strong> ook artefact<strong>en</strong>.<br />
Dit is te zi<strong>en</strong> aan de vierkante vorm van <strong>en</strong> het ontstaan van ´vingers´ aan het thermisch<br />
invloedsgebied rondom e<strong>en</strong> put. E<strong>en</strong> ronde vorm rondom de put was de verwachting.<br />
Blijkbaar voldoet het grid niet voldo<strong>en</strong>de aan het criterium van de ruimtelijke discretisatie. Nieuwe<br />
berek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong> zull<strong>en</strong> gedaan moet<strong>en</strong> word<strong>en</strong> met e<strong>en</strong> fijner grid om artefactvorm<strong>en</strong> te beperk<strong>en</strong>.<br />
Dit houdt tev<strong>en</strong>s in dat de rek<strong>en</strong>tijd van het model groter wordt.<br />
�§������§���<br />
�£��������¥�§�������§�<br />
�§�¥�§��������§�����¢������§�����<br />
���
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
&$6(678',( '(1 +$$* 0(7 +67 '<br />
Alvor<strong>en</strong>s is beslot<strong>en</strong> niet verder te gaan met e<strong>en</strong> grootschalig model voor het hele gebied van de<br />
binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag met HST3D, zie voor red<strong>en</strong><strong>en</strong> bijlage 10, is wel e<strong>en</strong> model hiervoor<br />
gemaakt. In deze bijlage wordt de opzet van dit model gegev<strong>en</strong>. Het model zal voor gebruik aangepast<br />
moet<strong>en</strong> word<strong>en</strong> <strong>en</strong> zal gekalibreerd <strong>en</strong> gevalideerd moet<strong>en</strong> word<strong>en</strong>.<br />
0RGHOEHUHNHQLQJ PHW +67 '<br />
In bijlage 8 van het rapport is e<strong>en</strong> schematisatie van de bodem gegev<strong>en</strong>. Deze schematisatie kan<br />
zoals aangegev<strong>en</strong> in tabel 11.1 word<strong>en</strong> ingevoerd in HST3D. De doorlat<strong>en</strong>dheidcoëfficiënt<strong>en</strong> d<strong>en</strong><br />
zijn uit effectrapportages gehaald van diverse koude- warmteopslagsystem<strong>en</strong> in D<strong>en</strong> Haag. Deze<br />
doorlat<strong>en</strong>dheidcoëfficiënt<strong>en</strong> zijn vertaald naar intrinsieke doorlat<strong>en</strong>dheidcoëfficiënt<strong>en</strong> die ingevoerd<br />
di<strong>en</strong><strong>en</strong> te word<strong>en</strong> in HST3D, aangezi<strong>en</strong> de doorlat<strong>en</strong>dheid . van de temperatuur afhankelijk<br />
is <strong>en</strong> de intrinsieke doorlat<strong>en</strong>dheid niet. Voor de verticale doorlat<strong>en</strong>dheid bij watervoer<strong>en</strong>de<br />
pakkett<strong>en</strong> is aang<strong>en</strong>om<strong>en</strong> dat deze de helft is van de horizontale doorlat<strong>en</strong>dheid. Bij klei is aang<strong>en</strong>om<strong>en</strong><br />
dat dit e<strong>en</strong> vijfde is van de horizontale doorlat<strong>en</strong>dheid.<br />
7DEHO 6FKHPDWLVDWLH ERGHP YRRU +67 '<br />
1 Deklaag 0 tot 12 m 7 3,5 1,1*10 -11 84<br />
2 Scheid<strong>en</strong>de<br />
laag<br />
12 tot 17 m 0,015 0,003 2,3*10 -14 - 333<br />
3 1 e WVP deel 1 17 tot 21 m 15 7,5 2,3*10 -11 60 -<br />
4 1 e WVP deel 2 21 tot 38 m 35 17,5 5,4*10 -11 595 -<br />
5 1 e WVP deel 3 38 tot 55 m 35 17,5 5,4*10 -11 595 -<br />
6 Scheid<strong>en</strong>de<br />
laag<br />
55 tot 65 m 0,12 0,024 1,8*10 -13 - 83<br />
������<br />
���<br />
����� ¨ ������ �£� � ���<br />
�<br />
��� ©<br />
�§������§���<br />
�£��������¥�§�������§�<br />
�§�¥�§��������§�����¢������§�����<br />
���<br />
��� ��� ©<br />
���<br />
��� ��� ©<br />
� �<br />
��� � ©<br />
��¨<br />
��� � ��� ©<br />
Naar w<strong>en</strong>s kunn<strong>en</strong> meerdere lag<strong>en</strong> word<strong>en</strong> toegevoegd, om nauwkeuriger de vorm van de bell<strong>en</strong><br />
te kunn<strong>en</strong> berek<strong>en</strong><strong>en</strong>.<br />
7DEHO 6FKHPDWLVDWLH ERGHP YRRU +67 '<br />
������ ����� � ���<br />
�<br />
�� � �������<br />
���<br />
� - V P ƒ& P � ���<br />
V P � 1<br />
1 Deklaag 0,35 2,5*10 6 2,5 5 1,0*10 -8<br />
2 Scheid<strong>en</strong>de 0,35 2,0*10<br />
laag<br />
6 2,5 5 1,0*10 -8<br />
3 1 e WVP deel 1 0,35 2,5*10 6 2,5 5 1,0*10 -8<br />
4 1 e WVP deel 2 0,35 2,5*10 6 2,5 5 1,0*10 -8<br />
5 1 e WVP deel 3 0,35 2,5*10 6 2,5 5 1,0*10 -8<br />
6 Scheid<strong>en</strong>de<br />
laag<br />
0,35 2,0*10 6 2,5 5 1,0*10 -8<br />
'LVFUHWLVDWLH<br />
Om rek<strong>en</strong>tijd te bespar<strong>en</strong> is het grid opgebouwd van grof aan de rand<strong>en</strong> naar fijn bij de putt<strong>en</strong>.<br />
Bov<strong>en</strong>di<strong>en</strong> zal de thermische invloed minder ver merkbaar zijn dan de hydrologische invloed. De<br />
thermische randvoorwaard<strong>en</strong> zijn dichter bij het putt<strong>en</strong>veld geplaatst. Hierdoor wordt ook aanzi<strong>en</strong>lijke<br />
tijdwinst geboekt, omdat voor e<strong>en</strong> groot aantal cell<strong>en</strong> ge<strong>en</strong> thermische verandering<strong>en</strong><br />
behoev<strong>en</strong> te word<strong>en</strong> doorgerek<strong>en</strong>d. Het gebruikte grid voor het model, gebouwd in ArgusONE, is<br />
weergegev<strong>en</strong> in respectievelijk figuur 11.1 figuur 11.2 <strong>en</strong> figuur 11.3 Het fijnste grid is om de putt<strong>en</strong><br />
van het Ministerie van Buitanlandse zak<strong>en</strong> geplaatst. Dit kan gemakkelijk voor andere putt<strong>en</strong><br />
word<strong>en</strong> aangepast.<br />
���<br />
����<br />
�<br />
��� ©<br />
���
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
)LJXXU 0RGHOJHELHG ELQHQQVWDG 'HQ +DDJ PHW +67 '<br />
)LJXXU *ULG GHQVLW\ PRGHO<br />
�§������§���<br />
�£��������¥�§�������§�<br />
�§�¥�§��������§�����¢������§�����<br />
���
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
)LJXXU ,QJH]RRPG JULG ZHHUJDYH<br />
In figuur 11.3 zijn ook de locaties van de putt<strong>en</strong> te zi<strong>en</strong>. In e<strong>en</strong> MS-Excelsheet staan alle gegev<strong>en</strong>s<br />
van deze putt<strong>en</strong>. Deze gegev<strong>en</strong>s zijn onder andere x <strong>en</strong> y coördinat<strong>en</strong>, putdiameter <strong>en</strong> gegev<strong>en</strong>s<br />
die per tijdsperiode kunn<strong>en</strong> verschill<strong>en</strong> zoals debiet<strong>en</strong> <strong>en</strong> injectietemperatur<strong>en</strong>. Het is<br />
mogelijk om de gegev<strong>en</strong>s van alle putt<strong>en</strong> in één keer in te voer<strong>en</strong> in ArgusONE. Dit maakt het<br />
makkelijk om verschill<strong>en</strong>de sc<strong>en</strong>ario´s snel in te voer<strong>en</strong> door mutaties in het MS-Excelsheet door<br />
te voer<strong>en</strong>.<br />
Vanwege e<strong>en</strong> te grote rek<strong>en</strong>tijd is het model niet gekalibreerd <strong>en</strong> gevalideerd. Sc<strong>en</strong>ario´s zijn niet<br />
doorgerek<strong>en</strong>d.<br />
�§������§���<br />
�£��������¥�§�������§�<br />
�§�¥�§��������§�����¢������§�����<br />
���
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
%(6&+5,-9,1* +67 ' (1 )/23 1<br />
%HVFKULMYLQJ +67 '<br />
De modelleercode HST3D staat voor Heat and Solute Transport in 3 Dim<strong>en</strong>sions. Het programma<br />
simuleert de grondwaterstroming <strong>en</strong> de daaraan gekoppelde warmte- <strong>en</strong> stoftransport in drie<br />
dim<strong>en</strong>sies. HST3D kan gebruikt word<strong>en</strong> als e<strong>en</strong> ruimtelijke variabiliteit in de dichtheid of viscositeit<br />
aanwezig is. Warmtetransport kan met HST3D alle<strong>en</strong> gesimuleerd word<strong>en</strong> in verzadigde<br />
grondwatersystem<strong>en</strong>.<br />
%DVLVYHUJHOLMNLQJHQ<br />
Drie vergelijking<strong>en</strong> word<strong>en</strong> numeriek opgelost:<br />
1. De verzadigde grondwaterstromingsvergelijking.<br />
2. De warmtetransportvergelijking<br />
3. De stoftransportvergelijking.<br />
Deze drie vergelijking<strong>en</strong> zijn gekoppeld via de afhankelijkheid van het advectieve transport van<br />
het effectieve stromingspatroon via de afhankelijkheid van de vloeistofviscositeit van de temperatuur<br />
<strong>en</strong> de conc<strong>en</strong>tratie van opgeloste stoff<strong>en</strong> <strong>en</strong> de afhankelijkheid van de vloeistofdichtheid van<br />
de druk, de temperatuur <strong>en</strong> de conc<strong>en</strong>tratie van opgeloste stoff<strong>en</strong>. Hierdoor word<strong>en</strong> numerieke<br />
oplossing<strong>en</strong> verkreg<strong>en</strong> voor de:<br />
- druk<br />
- temperatuur<br />
- conc<strong>en</strong>tratie van de opgeloste stof<br />
Met behulp van de eindige elem<strong>en</strong>t<strong>en</strong> techniek wordt de discretisatie van de vergelijking<strong>en</strong> in tijd<br />
<strong>en</strong> ruimte vastgelegd in e<strong>en</strong> node-c<strong>en</strong>tered grid (hierbij is e<strong>en</strong> gridknooppunt in het c<strong>en</strong>trum van<br />
de cel gesitueerd.<br />
9HU]DGLJGH JURQGZDWHUVWURPLQJVYHUJHOLMNLQJ<br />
Enkele aannam<strong>en</strong> die gedaan zijn t<strong>en</strong> aanzi<strong>en</strong> van de verzadigde grondwaterstromingsvergelijking:<br />
- het poreuze medium is volledig verzadigd met grondwater;<br />
- grondwaterstroming kan word<strong>en</strong> beschrev<strong>en</strong> met de wet van Darcy;<br />
- het poreuze medium is sam<strong>en</strong>drukbaar;<br />
- de viscositeit van de vloeistof is e<strong>en</strong> functie van tijd <strong>en</strong> ruimte door afhankelijkheid van temperatuur<br />
<strong>en</strong> conc<strong>en</strong>tratie van opgeloste stoff<strong>en</strong>;<br />
- diffuus stoftransport veroorzaakt door dichtheidsverschill<strong>en</strong> wordt verwaarloosd vergelek<strong>en</strong><br />
met het advectief stoftransport;<br />
De druk is gekoz<strong>en</strong> als afhankelijke variabele voor grondwaterstroming, omdat het rek<strong>en</strong><strong>en</strong> in<br />
stijghoogt<strong>en</strong> niet geschikt is voor variabele verschill<strong>en</strong> in dichtheid <strong>en</strong> viscositeit. De grondwaterstroming<br />
zoals aangegev<strong>en</strong> in [Kipp, 1987]:<br />
∂(<br />
Qρ<br />
) κ<br />
*<br />
(12.1) = ∇ ⋅ ρ ( ∇ 3 + ρJ ) + Tρ<br />
∂W<br />
µ<br />
7DEHO 3DUDPHWHUEHVFKULMYLQJ ELM YHUJHOLMNLQJ<br />
�������¢�������� ������������<br />
�������¢�����<br />
3 vloeistofdruk Pa<br />
W tijd s<br />
Q porositeit van het medium -<br />
ρ dischtheid van de vloeistof<br />
in het medium<br />
�§������§���<br />
�£��������¥�§�������§�<br />
�§�¥�§��������§�����¢������§�����<br />
kg/m 3<br />
ρ dichtheid van e<strong>en</strong> vloeistof- kg/m 3<br />
�¥�
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
bron<br />
κ intrinsieke doorlat<strong>en</strong>dheid<br />
�������¢����� �������¢�������� ������������<br />
�§������§���<br />
�£��������¥�§�������§�<br />
�§�¥�§��������§�����¢������§�����<br />
van het medium<br />
µ viscosteit van de vloeistof kg/m/s<br />
J zwaartekrachtsversnelling m/s 2<br />
T flux-int<strong>en</strong>siteit van de vloeistofbron<br />
(positef is injectie)<br />
m 2<br />
m 3 /m 3 /s<br />
Vergelijking 12.1 koppelt de verandering in de totale vloeistofmassa met de inkom<strong>en</strong>de vloeistofflux.<br />
De effectieve grondwaterstromingssnelheid wordt verkreg<strong>en</strong> vanuit de Wet van Darcy:<br />
(12.2) Y = − ( ∇ 3 + ρ J)<br />
���<br />
κ<br />
Qµ<br />
:DUPWHWUDQVSRUWYHUJHOLMNLQJ<br />
De warmtetransportvergelijking is ook gebaseerd op e<strong>en</strong> aantal aannames:<br />
- thermische dispersie wordt veroorzaakt door hetzelfde mecahnisme als dispersie bij stoftransport;<br />
- thermische conductie via de vloeistof <strong>en</strong> het poreuze medium vindt parallel aan elkaar plaats;<br />
- thermische effect<strong>en</strong> van chemische reacties word<strong>en</strong> verwaarloosd;<br />
- er is e<strong>en</strong> ev<strong>en</strong>wicht tuss<strong>en</strong> vloeistof <strong>en</strong> poreus medium van druk <strong>en</strong> temperatuur;<br />
- één soort vloeistof kan voorkom<strong>en</strong> in het systeem (dus ge<strong>en</strong> water én olie);<br />
- de warmtetransportvergelijking is gebaseerd op het behoud van <strong>en</strong>ergie van de vloeistof <strong>en</strong><br />
het medium sam<strong>en</strong> voor e<strong>en</strong> volume e<strong>en</strong>heid in het gebied.<br />
6WRIWUDQVSRUWYHUJHOLMNLQJ<br />
Aannames voor stoftransport;<br />
- thermische diffusie wordt verwaarloosd;<br />
- diffusie door druk wordt verwaarloosd;<br />
- diffusie door de zwaartekracht, elektrische of ander veld<strong>en</strong> wordt verwaarloosd;<br />
- lineaire afbraak is het <strong>en</strong>ige reactie mechanisme,<br />
- lineaire ev<strong>en</strong>wichts sorptie (ad/absorptie) is het <strong>en</strong>ige interactie mechanisme tuss<strong>en</strong> de vloeistof<br />
<strong>en</strong> het medium;<br />
- ge<strong>en</strong> stof-bron of –put in de vloeistof of het medium aanwezig.<br />
De stof-massa-fractie (kg/kg) is gekoz<strong>en</strong> als afhankelijke variabele (conc<strong>en</strong>tratie van e<strong>en</strong> opgeloste<br />
stof), omdat het dichtheidsveld variabel is. Deze fractie wordt uitgedrukt als e<strong>en</strong> hoeveelheid<br />
per massa-e<strong>en</strong>heid van de vloeistof, wat wil zegg<strong>en</strong> e<strong>en</strong> massa-gebaseerde conc<strong>en</strong>tratie: kg<br />
opgeloste stof / kg vloeistof. Het nadeel van e<strong>en</strong> volume-gebaseerde conc<strong>en</strong>tratie (kg/m 3 ) is namelijk<br />
dat het niet constant is in e<strong>en</strong> vraibele dichtheidssituatie.<br />
Voor meer informatie over de computercode HST3D wordt verwez<strong>en</strong> naar de literatuur, zoals<br />
[Kipp, 1987] <strong>en</strong> [Kipp, 1997].<br />
�§�
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
%HVFKULMYLQJ )/23 1<br />
De modelleercode FLOP3N staat voor FLOw Pattern 3-dim<strong>en</strong>sional N-layers. De modelleercode<br />
simuleert de grondwaterstroming <strong>en</strong> daaraan gekoppelde beweging van waterdeeltjes (particle<br />
tracking). Om de algem<strong>en</strong>e grondwaterstromingsvergelijking op te loss<strong>en</strong> wordt de verticale gradiënt<br />
in watervoer<strong>en</strong>de pakkett<strong>en</strong> <strong>en</strong> horizontale gradiënt in scheid<strong>en</strong>de lag<strong>en</strong> niet verwaarloosd.<br />
$OJHPHQH JURQGZDWHUVWURPLQJVYHUJHOLMNLQJ<br />
Aannames die zijn gedaan om de algem<strong>en</strong>e grondwaterstromingsvergelijking op te loss<strong>en</strong> zijn:<br />
- de bodem wordt opgebouwd uit horizontale lag<strong>en</strong> die homoge<strong>en</strong> <strong>en</strong> horizontaal isotroop word<strong>en</strong><br />
verondersteld;<br />
- de bodemlag<strong>en</strong> kunn<strong>en</strong> word<strong>en</strong> gekarakteriseerd door horizontale <strong>en</strong> verticale doorlat<strong>en</strong>dhed<strong>en</strong>.<br />
In elke bodemlaag is de volledige 3-dim<strong>en</strong>sionale Laplace-vergelijking van kracht:<br />
(12.3)<br />
(12.4)<br />
⎡ ∂ ∂ ⎤ ∂<br />
N ⎢ N<br />
[ \<br />
⎥<br />
⎣∂ ∂ ⎦ ∂]<br />
JG<br />
JG T<br />
Y =<br />
Q<br />
�§������§���<br />
�£��������¥�§�������§�<br />
�§�¥�§��������§�����¢������§�����<br />
2 2 2<br />
, + 2 2 φ + , φ = 0 2<br />
� ��� �<br />
���<br />
�<br />
�<br />
,<br />
�<br />
� �<br />
7DEHO 3DUDPHWHUEHVFKULMYLQJ YHUJHOLMNLQJ HQ<br />
�������¢�������� �������¢����� ������������<br />
Q�<br />
N doorlat<strong>en</strong>dheidscoëfficiënt m/d<br />
L laagnummer -<br />
φ pot<strong>en</strong>tiaal m<br />
Y effectieve grondwaterstromingssnelheid m/d<br />
T specifieke grondwaterstromingssnelheid m/d<br />
effectieve porositeit -<br />
Randvoorwaard<strong>en</strong> kunn<strong>en</strong> word<strong>en</strong> opgesteld voor e<strong>en</strong> aantal specifieke hydrologische situaties<br />
om de partiële differ<strong>en</strong>tiaalvergelijking op te loss<strong>en</strong>. De oplossing wordt verkreg<strong>en</strong> door op de<br />
partiele differ<strong>en</strong>tiaalvergelijking e<strong>en</strong> algem<strong>en</strong>e Fourrier-transformatie toe te pass<strong>en</strong>, die is gebaseerd<br />
op e<strong>en</strong> oneidige reeks van eig<strong>en</strong>functies. Hierdoor ontstaat in plaats van de partiele differ<strong>en</strong>tiaalvergelijking<br />
e<strong>en</strong> oneindige reeks van ´gewone´ differ<strong>en</strong>tiaalvergelijking<strong>en</strong>. Deze ´gewone´<br />
differ<strong>en</strong>tiaalvergelijking<strong>en</strong> kunn<strong>en</strong> expliciet word<strong>en</strong> opgelost.<br />
Voor meer informatie over FLOP3N of de analytische oplossingsmethode van de partiele differ<strong>en</strong>tiaalvergelijking<br />
wordt verwez<strong>en</strong> naar [Veling, 1992].<br />
:DUPWHWUDQVSRUW<br />
Het is niet mogelijk om warmtetransport met FLOP3N te berek<strong>en</strong><strong>en</strong>. Het is wel mogelijk om de<br />
vorm van de thermische bel te berek<strong>en</strong><strong>en</strong> door e<strong>en</strong> retardatie toe te pass<strong>en</strong> op het injectiefront.<br />
De effect<strong>en</strong> van conductie <strong>en</strong> dispersie op de thermische bel kunn<strong>en</strong> niet word<strong>en</strong> meeg<strong>en</strong>om<strong>en</strong>.<br />
Daarom is het niet mogelijk het opwarm<strong>en</strong> of afkoel<strong>en</strong> van de bodem door deze process<strong>en</strong> te<br />
simuler<strong>en</strong>.<br />
�¥�
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
217:(531250(1 21775(..,1*6 (1 ,1),/75$7,(3877(1<br />
In hoofdstuk 2 van het hoofdrapport <strong>en</strong> bijlage 3 is al aandacht besteed aan het verstopp<strong>en</strong> van<br />
putt<strong>en</strong> bij onttrekking<strong>en</strong> <strong>en</strong> infiltratie van grondwater. In het verled<strong>en</strong> zijn norm<strong>en</strong> ontwikkeld om<br />
het verstopp<strong>en</strong> van putt<strong>en</strong> teg<strong>en</strong> te gaan. Er blek<strong>en</strong> grote verschill<strong>en</strong> tuss<strong>en</strong> de diverse norm<strong>en</strong><br />
te zitt<strong>en</strong> <strong>en</strong> de norm<strong>en</strong> blek<strong>en</strong> theoretisch slecht onderbouwd. De k<strong>en</strong>nis in volg<strong>en</strong>de paragraf<strong>en</strong><br />
is grot<strong>en</strong>deels ontle<strong>en</strong>d aan [IF Technology, 2001].<br />
De norm<strong>en</strong> die bestaan voor onttrekkingsbronn<strong>en</strong> gev<strong>en</strong> de maximale snelheid op de boorgatwand<br />
als functie van de doorlat<strong>en</strong>dheid van het materiaal van het watervoer<strong>en</strong>d pakket. Voor de<br />
bestaande norm<strong>en</strong> voor infiltratiebronn<strong>en</strong> speelt in veel gevall<strong>en</strong> de doorlat<strong>en</strong>dheid ge<strong>en</strong> rol.<br />
Inmiddels is in de literatuur veel k<strong>en</strong>nis te vind<strong>en</strong> over het gedrag van colloïd<strong>en</strong> (kleine deeltjes;<br />
onder andere klei <strong>en</strong> slib) in poreuze media. Colloïd<strong>en</strong> met bepaalde afmeting<strong>en</strong> word<strong>en</strong> goed<br />
afgefilterd, andere weer niet. De mate van affiltering hangt mede af van de stroomsnelheid.<br />
Het colloïdaal transport kan gebruikt word<strong>en</strong> om uit te rek<strong>en</strong><strong>en</strong> hoe snel aangroei van deeltjes<br />
plaatsvindt. Dit kan word<strong>en</strong> vertaald naar het optred<strong>en</strong> van verstopping<strong>en</strong> rondom e<strong>en</strong> bron. Volg<strong>en</strong>s<br />
de theorie is er, bij e<strong>en</strong> zekere deeltjesgrootte <strong>en</strong> e<strong>en</strong> zekere grootte van het zanddeeltje<br />
waar het colloïdaal zich aan hecht, e<strong>en</strong> minimale aanhechtingssnelheid bij e<strong>en</strong> zekere stroomsnelheid<br />
van het water. Als erg<strong>en</strong>s e<strong>en</strong> verstopping optreedt, <strong>en</strong> het debiet ter plaatse blijft constant,<br />
dan zal deze verstopping leid<strong>en</strong> tot e<strong>en</strong> snelheidsto<strong>en</strong>ame van het grondwater in de poriën<br />
Zolang de aanhechtingssnelheid afneemt met de to<strong>en</strong>em<strong>en</strong>de stroomsnelheid, is er weinig risico<br />
dat dit proces uit de hand loopt. Echter neemt de aanhechtingsnelheid toe met to<strong>en</strong>em<strong>en</strong>de<br />
stroomsnelheid dan zal het proces zichzelf versterk<strong>en</strong>, <strong>en</strong> kan e<strong>en</strong> snelle verstopping optred<strong>en</strong>.<br />
Om verstopping te voorkom<strong>en</strong> di<strong>en</strong>t de stroomsnelheid dus niet groter te word<strong>en</strong> dan de snelheid<br />
waarbij de aanhechting minimaal is. Dit proces geldt in principe voor onttrekkingsbronn<strong>en</strong> als<br />
voor infiltratiebronn<strong>en</strong><br />
1RUP YRRU RQWWUHNNLQJVEURQQHQ<br />
De <strong>ontwerp</strong>norm voor onttrekkingsbronn<strong>en</strong> is vooral afhankelijk van de deeltjesgrootte van de<br />
colloïde <strong>en</strong> van de korrelgrootte van het zand. De korrelgrootte van het zand wordt vertaald in de<br />
permeabiliteit.<br />
De uit meting<strong>en</strong> ontwikkelde norm voor onttrekkingsbronn<strong>en</strong> is als volgt:<br />
(13.1)<br />
����� N<br />
9 =<br />
12<br />
7DEHO 3DUDPHWHUEHVFKULMYLQJ YHUJHOLMNLQJ<br />
�������¢�������� ������������ ��� ���¢���������������������<br />
�������¢�����<br />
9�§��� snelheid op de boorgatwand m/h -<br />
N doorlat<strong>en</strong>dheidscoëffici<strong>en</strong>t m/d -<br />
1RUP YRRU LQILOWUDWLHEURQQHQ<br />
Verstopping<strong>en</strong> van infiltratiebronn<strong>en</strong> zijn uitgebreid onderzocht door Nederlandse waterleidingbedrijv<strong>en</strong><br />
in sam<strong>en</strong>werking met KIWA. Belangrijke aspect<strong>en</strong> inde theorie voor het verstopp<strong>en</strong> van<br />
infiltratiebronn<strong>en</strong> zijn:<br />
1. de MFI (Membraan Filter Index) is de beste parameter de gemet<strong>en</strong> kan word<strong>en</strong> aan het water<br />
dat geïnfiltreerd wordt om de verstoppingsnelheid te voorspell<strong>en</strong><br />
2. er is ge<strong>en</strong> direct theoretisch verband tuss<strong>en</strong> de verstoppingsnelheid <strong>en</strong> MFI, maar wel e<strong>en</strong><br />
meetbaar empirisch verband;<br />
3. de verstoppingsnelheid neemt kwadratisch toe met de snelheid op de boorgatwand. Het is<br />
dus w<strong>en</strong>selijk de stroomsnelheid zo laag mogelijk te houd<strong>en</strong><br />
�§������§���<br />
�£��������¥�§�������§�<br />
�§�¥�§��������§�����¢������§�����<br />
�¥�
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
4. infiltratieputt<strong>en</strong> voor oppervlaktewater word<strong>en</strong> in Nederland op grond van voorgaande veelal<br />
ontworp<strong>en</strong> op e<strong>en</strong> snelheid op de boorgatwand van 0,5 a 1 m/h, waarbij wordt uitgegaan van<br />
e<strong>en</strong> MFI van minder dan s/l 2 .<br />
ad 1: De Membraan Filter Index is e<strong>en</strong> testmethode voor het geïnfiltreerde water, waarbij e<strong>en</strong><br />
interpretatie wordt gedaan van het verloop van e<strong>en</strong> debiet door het membraan als functie van<br />
het totaal geïnfiltreerde volume. De MFI is de to<strong>en</strong>ame van de weerstand van de filterkoek die<br />
zich afzet op het membraanfilter per liter geïnfiltreerd water met e<strong>en</strong> temperatuur van 10°C <strong>en</strong><br />
onder e<strong>en</strong> constante drukval. Het membraan heeft e<strong>en</strong> filter met poriën van 0,45 µm. De MFI<br />
is ev<strong>en</strong>redig met de conc<strong>en</strong>tratie van e<strong>en</strong> standaard colloïde.<br />
Bij KWO is het infiltratiedebiet afhankelijk van de koude- <strong>en</strong> warmtevraag <strong>en</strong> fluctueert in veel<br />
gevall<strong>en</strong> sterk. Continu uitgaan van het maximale debiet is dan ook niet realistisch, hetge<strong>en</strong> betek<strong>en</strong>t<br />
dat bronn<strong>en</strong> dan ook niet hierop gedim<strong>en</strong>sioneerd di<strong>en</strong><strong>en</strong> te word<strong>en</strong>. In de norm voor infitratiedebiet<strong>en</strong><br />
is e<strong>en</strong> frequ<strong>en</strong>tieverdeling ondergebracht, resulter<strong>en</strong>d in hogere snelhed<strong>en</strong> op de<br />
boorgatwand. De maat voor het totaal volume <strong>en</strong> het maximale debiet is ondergebracht in het<br />
aantal vollastur<strong>en</strong>.<br />
De voorgestelde <strong>ontwerp</strong>norm voor infiltratiebronn<strong>en</strong> is naast de permeabiliteit vooral ook afhankelijk<br />
van het aantal equival<strong>en</strong>te vollastur<strong>en</strong> van de infiltratieput, de verstoppingsnelheid <strong>en</strong> de<br />
gemet<strong>en</strong> MFI. Deze <strong>ontwerp</strong>norm voor de snelheid op de boorgatwand kan gegev<strong>en</strong> word<strong>en</strong><br />
door:<br />
(13.2)<br />
Y<br />
�§������§���<br />
�£��������¥�§�������§�<br />
�§�¥�§��������§�����¢������§�����<br />
0,6<br />
⎛ N ⎞ Y<br />
= 1000⋅ ⎜ ⎟ ⋅<br />
⎝150 ⎠ 2⋅ 0) I ⋅X<br />
����� �������<br />
m<br />
7DEHO 3DUDPHWHUEHVFKULMYLQJ YHUJHOLMNLQJ<br />
�<br />
�������¢�������� ��� �������¢����� ������������ ���¢���������������������<br />
Y�����<br />
Y�<br />
0),���§�<br />
<strong>ontwerp</strong>snelheid m/h -<br />
N doorlat<strong>en</strong>dheidscoëffici<strong>en</strong>t m/d -<br />
specifieke verstoppingsnelheid m/j 0,1<br />
gemet<strong>en</strong> Membraan Filter Index s/l 2 X�§�<br />
2<br />
aantal equival<strong>en</strong>te vollastur<strong>en</strong> h/j -<br />
Wanneer de MFI niet bek<strong>en</strong>d is voor e<strong>en</strong> KWO kan word<strong>en</strong> uitgegaan van e<strong>en</strong> MFI van 2.<br />
Grondwater heeft over het algeme<strong>en</strong> e<strong>en</strong> MFI van lager dan twee. In sommige gevall<strong>en</strong> kom<strong>en</strong><br />
hogere MFI´s van 3 à 4 voor. Dit zal resulter<strong>en</strong> in e<strong>en</strong> frequ<strong>en</strong>ter onderhoud van de bronn<strong>en</strong>.<br />
Daarnaast wordt voorgesteld om de verstoppingsnelheid standaard e<strong>en</strong> waarde van 0,1 m/j toe<br />
te k<strong>en</strong>n<strong>en</strong>.<br />
Als rek<strong>en</strong>ing wordt gehoud<strong>en</strong> met e<strong>en</strong> frequ<strong>en</strong>tieverdeling, deellast<strong>en</strong>, dan is de norm voor de<br />
snelheid op de boorgatwand:<br />
(13.3)<br />
Y<br />
�¥�����<br />
=<br />
Y<br />
�����<br />
� � � �<br />
I ⋅ 0, 25 + I ⋅ 0,50 + I ⋅ 0,75 + I ⋅1,00<br />
2 2 2 2<br />
1 2 3 4<br />
7DEHO 3DUDPHWHUEHVFKULMYLQJ YHUJHOLMNLQJ<br />
�������¢�������� ������������ ��� ���¢���������������������<br />
�������¢�����<br />
vdeel <strong>ontwerp</strong>snelheid bij gebruik van deellast<strong>en</strong> m/h -<br />
vont <strong>ontwerp</strong>snelheid m/d -<br />
ft1 fractie van de tijd waarop het systeem op<br />
25% van de maximale capaciteit draait<br />
m/j -<br />
ft2 fractie van de tijd waarop het systeem op m/j -<br />
���
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
�������¢�������� ������������ ��� ���¢���������������������<br />
�������¢�����<br />
50% van de maximale capaciteit draait<br />
ft3<br />
ft4<br />
�§������§���<br />
�£��������¥�§�������§�<br />
�§�¥�§��������§�����¢������§�����<br />
fractie van de tijd waarop het systeem op<br />
75% van de maximale capaciteit draait<br />
fractie van de tijd waarop het systeem op<br />
100% van de maximale capaciteit draait<br />
m/j -<br />
m/j -<br />
De waard<strong>en</strong> van ft hang<strong>en</strong> af van het soort systeem dat geïnstalleerd di<strong>en</strong>t te word<strong>en</strong>. E<strong>en</strong><br />
KWO-systeem dat de volledig warmte- <strong>en</strong> koudevraag, ook tijd<strong>en</strong>s pieklast<strong>en</strong>, moet kunn<strong>en</strong> lever<strong>en</strong>,<br />
zal e<strong>en</strong> relatief lage ft4 hebb<strong>en</strong> t.o.v. ft1. Echter e<strong>en</strong> KWO-systeem dat voor het opvang<strong>en</strong><br />
van de <strong>en</strong>ergievraag tijd<strong>en</strong>s piekur<strong>en</strong> wordt voorzi<strong>en</strong> van e<strong>en</strong> conv<strong>en</strong>tionele installatie zal ft<br />
waard<strong>en</strong> hebb<strong>en</strong> die relatief dichter bij elkaar ligg<strong>en</strong>.<br />
De waard<strong>en</strong> van ft kunn<strong>en</strong> word<strong>en</strong> bepaald met e<strong>en</strong> belastingduurkromme, deze wordt ontwikkeld<br />
door de adviseur van het klimaatsysteem.<br />
�¥�
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
,1)250$7,( .:2 6
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
Siem<strong>en</strong>s fase III - Siem<strong>en</strong>s Fase III 75.000<br />
Zorg Onderzoek Nederland, 60.000<br />
Hoofddir RWS 288.000<br />
Prins<strong>en</strong>hof 1.200.000 600.000/600.000 365.000/400.000<br />
St. Nieuwspoort, Persc<strong>en</strong>trum 27.300 10.500/16.800 7000/11.200<br />
Fortis Vastgoed Ontw<br />
Haagse Hoge Huis 225.000 106.000/117.000 77.000/66.000<br />
ING - Haagse Poort 780.000 390.000/390.000 260.000/260.000<br />
Shell International BV 775.000 540.000/622.500 360.000/415.000<br />
Min LNV 1.230.000<br />
7DEHO YHUJXQGH GHELHWHQ .:2 V\VWHPHQ<br />
����� ���������������������¢� ��������������������������������������� ���¢��������������������� ��� ������� �¢�¢��� �¢���<br />
�������������<br />
����� � ����� ��� � � ����� ��� � � ����� ��� �<br />
�<br />
Stadhuiscomplex 212.784 6.864 429/286 196/317 16/8<br />
Kon. Bibl. Min. BuZa 74400 2.400 125/100 23/6,5<br />
Paleis van Justitie 171120 5.520 330/230 118/230 18/6<br />
VROM 250000 10.560 550/440 15/8,5<br />
Provinciehuis<br />
Nederlands Congressgebouw<br />
Siem<strong>en</strong>s Onroer<strong>en</strong>d Goed II 72000 2.640 110/110 16/8<br />
Siem<strong>en</strong>s fase III - Siem<strong>en</strong>s Fase III<br />
Zorg Onderzoek Nederland,<br />
Hoofddir RWS<br />
Prins<strong>en</strong>hof 200000 7.920 330/330 17/6<br />
St. Nieuwspoort, Persc<strong>en</strong>trum 10416 336 14/14 16/8<br />
Fortis Vastgoed Ontw<br />
Haagse Hoge Huis 83328 2.688 112/78 17,1/7,1<br />
ING - Haagse Poort 178,560 5.760 240/240 13,5/7<br />
Shell International BV 171120 5.520 230/230 14/6<br />
Min LNV<br />
7DEHO LQVWDOODWLHJHJHYHQV .:2 V\VWHPHQ<br />
����� ��� �� ��������¢�¢� � ����¢����� ����������� ����������������� ������ ������ �������������������¢�<br />
�������������<br />
� ���������� ���������� �£��� ��� ����� � ����� ���������������¢� � ���<br />
���<br />
Stadhuiscomplex 40/25-65 8004/3 125<br />
Kon. Bibl. Min. BuZa -/25-51 10001/1 223<br />
Paleis van Justitie -/25-51 8003/3 165<br />
VROM ??/25-65 8005/5 200<br />
Provinciehuis<br />
Nederlands Congressgebouw<br />
Siem<strong>en</strong>s Onroer<strong>en</strong>d Goed II -/25-50 7001/1<br />
Siem<strong>en</strong>s fase III - Siem<strong>en</strong>s Fase III<br />
Zorg Onderzoek Nederland,<br />
Hoofddir RWS<br />
Prins<strong>en</strong>hof 22/25-60 10003/3<br />
St. Nieuwspoort, Persc<strong>en</strong>trum 10/30-45 2501/1<br />
Fortis Vastgoed Ontw<br />
Haagse Hoge Huis 13/70-115 10002/2<br />
ING - Haagse Poort 25/25-60 8001/1 150<br />
Shell International BV 30/25-60 7002/2<br />
Min LNV<br />
�§������§���<br />
�£��������¥�§�������§�<br />
�§�¥�§��������§�����¢������§�����<br />
�¥�
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
7DEHO YHUJXQGH GHELHWHQ YHUVXV RQWWURNNHQ<br />
����� �����������¢� ������� ������� �����¢� ������� ������� �������<br />
�������������<br />
����� � ����� � ����� � ����� � ����� � ����� � �����<br />
�<br />
Stadhuiscomplex 473.000 348.560 426.640 603.790 495.250 745.120<br />
Kon. Bibl. Min. BuZa 400.000 206.295 77.998 107.000 265.444<br />
Paleis van Justitie 900.000 181.531 154.544 214.691 89.042 204.410<br />
VROM 1.550.000 330.150 465.464 131.970 434.833 581.883<br />
Provinciehuis 600.000 426.110 402.380 422.030 427.550 441.426<br />
Nederlands Congressgebouw 120.000 124.950 152.625 83.870 107.220 200.390<br />
Siem<strong>en</strong>s Onroer<strong>en</strong>d Goed II 110.000 38.681 68.570 60.854 70.531 96.544<br />
Siem<strong>en</strong>s fase III - Siem<strong>en</strong>s Fase III 75.000 5.804<br />
Zorg Onderzoek Nederland, 60.000 0 27.365 31.078 0 0<br />
Hoofddir RWS 288.000 239.880<br />
Prins<strong>en</strong>hof 1.200.000<br />
St. Nieuwspoort, Persc<strong>en</strong>trum 27.300 2.500 26.586<br />
Fortis Vastgoed Ontw<br />
Haagse Hoge Huis 225.000<br />
ING - Haagse Poort 780.000<br />
Shell International BV 775.000<br />
Min LNV 1.230.000<br />
7DEHO DDQZH]LJH UDSSRUWHQ .:2 V\VWHPHQ<br />
Stadhuiscomplex 1$ �<br />
1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 1$<br />
Kon. Bibl. Min. BuZa - 3 - A 2 A A A 1$ 1$ 1$ 1$<br />
Paleis van Justitie - - A A A A A A A A<br />
VROM - - - A A A 1$ A A A<br />
Provinciehuis - - - 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 1$<br />
Nederlands Congressgebouw - - - - 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 1$<br />
Siem<strong>en</strong>s Onroer<strong>en</strong>d Goed II - - - - 1$ 1$ 1$ 1$ 1$ 1$<br />
Siem<strong>en</strong>s fase III - Siem<strong>en</strong>s Fase III - - - - - - 1$ 1$ 1$ 1$<br />
Zorg Onderzoek Nederland, - - - - - - 1$ 1$ 1$ 1$<br />
Hoofddir RWS - - - - - - - 1$ 1$ 1$<br />
Prins<strong>en</strong>hof - - - - - - - - 1$ 1$<br />
St. Nieuwspoort, Persc<strong>en</strong>trum - - - - - - - - 1$ 1$<br />
Fortis Vastgoed Ontw - - - - - - - - 1$ 1$<br />
Haagse Hoge Huis - - - - - - - - - 1$<br />
ING - Haagse Poort - - - - - - - - - 1$<br />
Shell International BV - - - - - - - - - -<br />
Min LNV<br />
1. niet aanwezig<br />
2. aanwezig<br />
3. niet van toepassing<br />
- - - - - - - - - -<br />
������������� ����� 0HHWUDSSRUW<br />
�§������§���<br />
�£��������¥�§�������§�<br />
�§�¥�§��������§�����¢������§�����<br />
�¥�
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
:$7(57$)(/<br />
%ULHI<br />
����� �¥� �������� �������� �� �§���������� �������� ��<br />
20 februari 2004 ZZA4020-1<br />
Amber Kreleger<br />
Björn van de Weerdhof<br />
� ��������������������§� ������� ���§� �§������������ �<br />
Geachte …,<br />
�§������§���<br />
�£��������¥�§�������§�<br />
�§�¥�§��������§�����¢������§�����<br />
036 – 548 29 36 watertafel KWO<br />
In april 2003 hebb<strong>en</strong> Witteve<strong>en</strong>+Bos <strong>en</strong> de provincie Zuid-Holland e<strong>en</strong> watertafel georganiseerd<br />
voor vergunningverl<strong>en</strong>ers in het kader van de Grondwaterwet. Tijd<strong>en</strong>s deze watertafel hebb<strong>en</strong><br />
vergunningverl<strong>en</strong>ers van de verschill<strong>en</strong>de provincies met elkaar kunn<strong>en</strong> discussiër<strong>en</strong> over knelpunt<strong>en</strong><br />
die m<strong>en</strong> teg<strong>en</strong>komt bij het verl<strong>en</strong><strong>en</strong> van vergunning<strong>en</strong> in het kader van de Grondwaterwet.<br />
Uit de discussie is naar vor<strong>en</strong> gekom<strong>en</strong> dat er omtr<strong>en</strong>t koude-warmteopslag in de bodem<br />
nog veel vrag<strong>en</strong> bestaan.<br />
Bij de provincie Zuid-Holland kom<strong>en</strong> regelmatig vergunningaanvrag<strong>en</strong> binn<strong>en</strong> voor koudewarmteopslag<strong>en</strong><br />
<strong>en</strong> andere <strong>en</strong>ergiesystem<strong>en</strong>, die gebruik mak<strong>en</strong> van grondwater. Door de to<strong>en</strong>em<strong>en</strong>de<br />
vraag naar duurzame <strong>en</strong>ergiebronn<strong>en</strong>, will<strong>en</strong> steeds meer bedrijv<strong>en</strong> (maar ook particulier<strong>en</strong>)<br />
overschakel<strong>en</strong> op koude-warmteopslag in de bodem.<br />
Koude-warmteopslag in de bodem is daarom actueel. Binn<strong>en</strong> veel provincie zijn werkgroep<strong>en</strong><br />
opgericht die zich op het thema hebb<strong>en</strong> gestort. Ook interprovinciaal vindt hierover overleg<br />
plaats. De Nederlandse Ver<strong>en</strong>iging voor Ondergrondse Energieopslagsystem<strong>en</strong> (NVOE) heeft op<br />
10 maart 2005 e<strong>en</strong> themabije<strong>en</strong>komst georganiseerd over de thermische balans bij koudewarmteopslag.<br />
Uit monitoringsgegev<strong>en</strong>s van veel koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> blijkt namelijk<br />
dat veel system<strong>en</strong> warmte loz<strong>en</strong>. Dit is wettelijk niet toegestaan, maar hoe ernstig is deze warmtelozing?<br />
Bij deze themabije<strong>en</strong>komst war<strong>en</strong> ook verschill<strong>en</strong>de verteg<strong>en</strong>woordigers van provincies<br />
aanwezig.<br />
Met het oog op de toekomst is bij de vergunningverl<strong>en</strong>ers van de provincie Zuid-Holland e<strong>en</strong> andere<br />
belangrijke vraag opgerez<strong>en</strong>: Hoe gaan we in de toekomst om met aan de <strong>en</strong>e kant het<br />
ruimtebeslag van koude-warmteopslag<strong>en</strong> <strong>en</strong> aan de andere kant de w<strong>en</strong>s naar steeds meer<br />
duurzame <strong>en</strong>ergiebronn<strong>en</strong>? In het c<strong>en</strong>trum van D<strong>en</strong> Haag word<strong>en</strong> bijvoorbeeld koudewarmteopslagsystem<strong>en</strong><br />
gerealiseerd binn<strong>en</strong> het invloedsgebied van eerder aangelegd koudewarmteopslagsystem<strong>en</strong>.<br />
De system<strong>en</strong> kunn<strong>en</strong> elkaar gaan beïnvloed<strong>en</strong>, waardoor wellicht het<br />
r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>t van e<strong>en</strong> eerder systeem zal word<strong>en</strong> verminderd. Hier bestaat echter nog veel onduidelijkheid<br />
over <strong>en</strong> ook de Grondwaterwet biedt hiervoor ge<strong>en</strong> leidraad.<br />
De heer Spruit, hoofd van het bureau Bodem <strong>en</strong> Grondwater van de provincie Zuid-Holland zou<br />
hierover met collega’s van de andere provincies will<strong>en</strong> brainstorm<strong>en</strong>. Wij hebb<strong>en</strong> u hierover onlangs<br />
telefonisch b<strong>en</strong>aderd. U heeft aangegev<strong>en</strong> dat het thema ook bij uw provincie leeft <strong>en</strong> dat<br />
er behoefte is aan overleg met vakg<strong>en</strong>ot<strong>en</strong>. Daarom will<strong>en</strong> wij u graag uitnodig<strong>en</strong> voor de volg<strong>en</strong>de<br />
watertafel:<br />
.28'( :$507(236/$* ,1 '( %2'(0 (1 21'(5*521'6 58,07(%(6/$*<br />
9RRU YHUJXQQLQJYHUOHQHUV LQ KHW NDGHU YDQ GH *URQGZDWHUZHW<br />
datum: 25 mei 2005<br />
locatie: provinciehuis Utrecht<br />
�¥�
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
�§������§���<br />
�£��������¥�§�������§�<br />
�§�¥�§��������§�����¢������§�����<br />
tijd: 14.00 uur tot einde discussie (max. 17.00 uur)<br />
Wij verzoek<strong>en</strong> u bijgevoegde antwoordstrook in te vull<strong>en</strong> <strong>en</strong> deze naar het aangegev<strong>en</strong> faxnummer<br />
te fax<strong>en</strong> of naar het aangegev<strong>en</strong> adres te stur<strong>en</strong>. Indi<strong>en</strong> gew<strong>en</strong>st kunt u natuurlijk e<strong>en</strong> collega<br />
me<strong>en</strong>em<strong>en</strong>.<br />
Na ontvangst van uw aanmelding zull<strong>en</strong> wij u het programma toestur<strong>en</strong>. In ieder geval zull<strong>en</strong> e<strong>en</strong><br />
medewerker van Witteve<strong>en</strong>+Bos <strong>en</strong> de heer Spruit e<strong>en</strong> korte pres<strong>en</strong>tatie gev<strong>en</strong>. Mocht u ook<br />
graag e<strong>en</strong> korte pres<strong>en</strong>tatie will<strong>en</strong> gev<strong>en</strong>, dan verzoek<strong>en</strong> wij u contact op te nem<strong>en</strong> met mevrouw<br />
Kreleger. Zij zal dan met u bekijk<strong>en</strong> of het in te pass<strong>en</strong> is in het programma.<br />
Tev<strong>en</strong>s will<strong>en</strong> wij u verzoek<strong>en</strong> bijgevoegde beknopte <strong>en</strong>quête in te vull<strong>en</strong>. De resultat<strong>en</strong> van de<br />
<strong>en</strong>quête will<strong>en</strong> wij me<strong>en</strong>em<strong>en</strong> in de discussie of in de inleid<strong>en</strong>de pres<strong>en</strong>tatie. Van de bije<strong>en</strong>komst<br />
zull<strong>en</strong> notul<strong>en</strong> word<strong>en</strong> gemaakt, waarbij ook de resultat<strong>en</strong> van de <strong>en</strong>quête <strong>en</strong> de pres<strong>en</strong>taties<br />
word<strong>en</strong> gevoegd.<br />
Indi<strong>en</strong> u naar aanleiding van bov<strong>en</strong>staande nog vrag<strong>en</strong> heeft, kunt u contact opnem<strong>en</strong> met mevrouw<br />
Kreleger via 036 - 548 29 36 of met de heer Spruit via 070 - 441 71 69. In ieder geval hop<strong>en</strong><br />
wij u van harte welkom te het<strong>en</strong> op 25 mei.<br />
Hoogacht<strong>en</strong>d,<br />
ir. M.W. van Dong<strong>en</strong><br />
vestigingshoofd Witteve<strong>en</strong>+Bos D<strong>en</strong> Haag<br />
�¥�
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
(QTXrWH<br />
3URYLQFLDDO EHOHLG<br />
a. Zijn er in uw grondwaterbeheersplan / waterhuishoudingsplan richtlijn<strong>en</strong> opg<strong>en</strong>om<strong>en</strong> voor<br />
<strong>en</strong>ergieopslagsystem<strong>en</strong> die gebruik mak<strong>en</strong> van grondwater? Zo ja, welke richtlijn<strong>en</strong> zijn hiervan<br />
de belangrijkste (beknopt)?<br />
………………………………………………………………………………………………<br />
……………………………………………………………………………………………………………<br />
………<br />
……………………………………………………………………………………………………………<br />
………<br />
……………………………………………………………………………………………………………<br />
………<br />
b. Welke zijn de belangrijkste criteria in uw provincie die u hanteert voor het wel / niet toestaan<br />
van e<strong>en</strong> <strong>en</strong>ergieopslagopslag in e<strong>en</strong> bepaald pakket? (s.v.p. nummer<strong>en</strong> 1= meest belangrijk,<br />
5 minst belangrijk)<br />
……ligging zoet/zout-gr<strong>en</strong>svlak<br />
……bodem- <strong>en</strong> grondwaterverontreiniging<strong>en</strong><br />
……drinkwateronttrekking<strong>en</strong><br />
……maaiveldzetting<strong>en</strong><br />
……kwetsbare natuur<br />
……anders, namelijk ……………………….<br />
9HUJXQGH HQHUJLHRSVODJV\VWHPHQ<br />
a. Hoeveel <strong>en</strong>ergieopslagsystem<strong>en</strong> heeft uw provincie in de loop der jar<strong>en</strong> vergund?<br />
monobronn<strong>en</strong> ……<br />
recirculatiesystem<strong>en</strong> ……<br />
koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> ……<br />
overige, te wet<strong>en</strong><br />
……………………………………………………………………………………………….<br />
b. Voor welke toepassing word<strong>en</strong> deze system<strong>en</strong> het meeste gebruikt? (kantor<strong>en</strong>, ziek<strong>en</strong>huiz<strong>en</strong>,<br />
glastuinbouw<br />
etc)…….…………………………………………………………………………………………<br />
……………………………………………………………………………………………………………<br />
………<br />
……………………………………………………………………………………………………………<br />
………<br />
c. In welk watervoer<strong>en</strong>de pakket bevind<strong>en</strong> zich de meeste <strong>en</strong>ergieopslagsystem<strong>en</strong> <strong>en</strong> op welke<br />
diepte is dit ongeveer?<br />
………………………………………………………………………………………………..<br />
d. Vertoont het aantal aanvrag<strong>en</strong> per jaar e<strong>en</strong> stijg<strong>en</strong>de lijn? ja / nee, met name voor<br />
………………….<br />
*HwQVWDOOHHUGH HQHUJLHRSVODJV\VWHPHQ<br />
a. Hebb<strong>en</strong> zich t<strong>en</strong> aanzi<strong>en</strong> van geïnstalleerde <strong>en</strong>ergieopslagsystem<strong>en</strong> wel e<strong>en</strong>s calamiteit<strong>en</strong><br />
voorgedaan of is niet aan de grondwatervergunning voldaan? Zo ja, welke calamiteit<strong>en</strong> war<strong>en</strong><br />
dat <strong>en</strong> / of welke oorzaak ging hieraan vooraf?<br />
…………………………………………………………………………<br />
……………………………………………………………………………………………………………<br />
………<br />
……………………………………………………………………………………………………………<br />
………<br />
……………………………………………………………………………………………………………<br />
………<br />
�§������§���<br />
�£��������¥�§�������§�<br />
�§�¥�§��������§�����¢������§�����<br />
�§�
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
b. Zijn er binn<strong>en</strong> uw provincie gebied<strong>en</strong> waar <strong>en</strong>ergieopslagsystem<strong>en</strong> in hoge conc<strong>en</strong>tratie<br />
voorkom<strong>en</strong>? Zo ja, welk(e) gebied(<strong>en</strong>) is (zijn) dat?<br />
………………………………………………………………<br />
……………………………………………………………………………………………………………<br />
………<br />
……………………………………………………………………………………………………………<br />
………<br />
……………………………………………………………………………………………………………<br />
………<br />
c. In verband met vraag 3b: was bij de aanvraag van deze system<strong>en</strong> van tevor<strong>en</strong> bek<strong>en</strong>d dat<br />
deze elkaar kunn<strong>en</strong> beïnvloed<strong>en</strong>? Zo ja, in hoeverre is hiermee rek<strong>en</strong>ing gehoud<strong>en</strong> met het<br />
verl<strong>en</strong><strong>en</strong> van e<strong>en</strong> vergunning?<br />
………………………………………………………………………………………………<br />
……………………………………………………………………………………………………………<br />
………<br />
……………………………………………………………………………………………………………<br />
………<br />
……………………………………………………………………………………………………………<br />
………<br />
d. Zijn er in uw provincie ook gevall<strong>en</strong> bek<strong>en</strong>d waarin meerdere partij<strong>en</strong> gebruik mak<strong>en</strong> van één<br />
<strong>en</strong>ergieopslagsysteem? Zo ja, welke partij<strong>en</strong>?<br />
…………………………………………………………………<br />
……………………………………………………………………………………………………………<br />
………<br />
……………………………………………………………………………………………………………<br />
………<br />
0RQLWRULQJ HQ HYDOXDWLH<br />
a. Hoe vaak word<strong>en</strong> bij uw provincie de geïnstalleerde <strong>en</strong>ergieopslagsystem<strong>en</strong> regelmatig bezocht<br />
<strong>en</strong> gecontroleerd aan de vergunningsvoorschrift<strong>en</strong>?<br />
…………………………………………………………<br />
……………………………………………………………………………………………………………<br />
………<br />
……………………………………………………………………………………………………………<br />
………<br />
b. In hoeveel % (schatting) van de gevall<strong>en</strong> wordt niet aan de vergunning voldaan inzake<br />
onttrokk<strong>en</strong> <strong>en</strong> geretourneerde debiet<strong>en</strong> ……%<br />
thermische balans ……%<br />
verzilting ……%<br />
c. In verband met vraag 4c: welke acties zijn hierop ondernom<strong>en</strong> door de provincie?<br />
…………………<br />
……………………………………………………………………………………………………………<br />
………<br />
……………………………………………………………………………………………………………<br />
………<br />
7RHNRPVW<br />
a. Verwacht u de kom<strong>en</strong>de jar<strong>en</strong> e<strong>en</strong> to<strong>en</strong>ame in het aantal aanvrag<strong>en</strong>? Zoja, met name voor<br />
welke toepassing?<br />
……………………………………………………………………………………………………<br />
……………………………………………………………………………………………………………<br />
………<br />
b. Hoeveel <strong>en</strong>ergieopslagsystem<strong>en</strong> d<strong>en</strong>kt u dat er realiseerbaar zijn in uw provincie?<br />
……………………………………………………………………………………………………………<br />
………<br />
�§������§���<br />
�£��������¥�§�������§�<br />
�§�¥�§��������§�����¢������§�����<br />
�¥�
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
……………………………………………………………………………………………………………<br />
………<br />
c. Wat zull<strong>en</strong> volg<strong>en</strong>s u de grootste knelpunt<strong>en</strong> zijn in de toekomst aangaande <strong>en</strong>ergieopslag in<br />
de bodem?<br />
…………………………………………………………………………………………………………<br />
……………………………………………………………………………………………………………<br />
………<br />
……………………………………………………………………………………………………………<br />
………<br />
.HQQLV<br />
Van welk aspect van <strong>en</strong>ergieopslag in de bodem zou u meer k<strong>en</strong>nis will<strong>en</strong> verwerv<strong>en</strong> om e<strong>en</strong><br />
aanvraag voor <strong>en</strong>ergieopslag in de bodem nog beter te kunn<strong>en</strong> beoordel<strong>en</strong>?<br />
……………………………………………………………………………………………………………<br />
………<br />
……………………………………………………………………………………………………………<br />
………<br />
……………………………………………………………………………………………………………<br />
………<br />
�§������§���<br />
�£��������¥�§�������§�<br />
�§�¥�§��������§�����¢������§�����<br />
�¥�
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
8LWNRPVWHQ HQTXrWH<br />
)LJXXU %HODQJULMNVWH FULWHULD ELM .:2 YROJHQV SURYLQFLHV<br />
�§������§���<br />
�£��������¥�§�������§�<br />
�§�¥�§��������§�����¢������§�����<br />
17<br />
��������������������� ��������������������������<br />
infiltratietemperatuur<br />
11%<br />
kwetsbare natuur<br />
12%<br />
maaiveldzetting<strong>en</strong><br />
10%<br />
)LJXXU $DQWDO .:2 V\VWHPHQ SHU SURYLQFLH<br />
zoet/brak-gr<strong>en</strong>svlak<br />
10%<br />
drinkwateronttrekking<strong>en</strong><br />
37%<br />
brak/zout-gr<strong>en</strong>svlak<br />
7%<br />
bodem- <strong>en</strong><br />
grondwaterverontreiniging<strong>en</strong><br />
13%<br />
$DQWDO HQHUJLHRSVODJV\VWHPHQ LQ 1HGHUODQG<br />
89<br />
126<br />
8 9 13<br />
in totaal 394 system<strong>en</strong>*<br />
46<br />
66<br />
10<br />
10<br />
ge<strong>en</strong> gegev<strong>en</strong>s van OV <strong>en</strong> ZL<br />
*ge<strong>en</strong> gegev<strong>en</strong>s van OV <strong>en</strong> ZL<br />
DR<br />
FL<br />
FR<br />
GL<br />
GR<br />
LI<br />
NB<br />
NH<br />
UT<br />
ZH<br />
���
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
60<br />
80<br />
)LJXXU 3HUFHQWDJH YDQ SURYLQFLHV GLH JUDDJ ppQ EHOHLG ]LHW SHU RQGHUGHHO<br />
7DEHO 0RQLWRULQJVDFWLHV SHU SURYLQFLH<br />
provincie bezoek <strong>en</strong>/ of controle voorschrift<strong>en</strong> acties<br />
Dr<strong>en</strong>te jaarlijks HH-traject, herzi<strong>en</strong>ing vergunning<br />
Flevoland afhankelijk van systeem, overleg <strong>en</strong> dreiging intrekk<strong>en</strong> vergun-<br />
paar x per jaar tot nooit ning<br />
Friesland ge<strong>en</strong> protocol, verwachting 1<br />
x per 2 à 3 jaar<br />
verzoek aanvull<strong>en</strong>de gegev<strong>en</strong>s<br />
Gelderland sporadisch aanpassing jaaropgav<strong>en</strong>/formulier<strong>en</strong> +<br />
controle<br />
Groning<strong>en</strong> 1 a 2 x per jaar overleg<br />
Limburg jaarlijks nieuwe vergunningaanvraag<br />
Noord Brabant 1 x per 4 jaar overleg<br />
Noord Holland vrijwel nooit nog ge<strong>en</strong><br />
Utrecht onregelmatig bestuurlijke waarschuwing of gedoogbeschikking<br />
Zuid-Holland tot nu toe éénmalige actie<br />
begin 2005<br />
HH-traject <strong>en</strong> aanpassing vergunning<br />
�§������§���<br />
�£��������¥�§�������§�<br />
�§�¥�§��������§�����¢������§�����<br />
40<br />
30<br />
80<br />
(pQ EHOHLG" MD<br />
50<br />
50<br />
80<br />
gr<strong>en</strong>z<strong>en</strong> melding/vergunning<br />
invloed zoet/zout<br />
waterwingebied<strong>en</strong><br />
waterbeschermingsgebied<strong>en</strong><br />
boringvrije zones<br />
infiltratietemperatuur<br />
leges / heffing<strong>en</strong><br />
onderlinge afstand<br />
*ge<strong>en</strong> gegev<strong>en</strong>s van OV <strong>en</strong> ZL<br />
�¥�
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
� �§������������<br />
�£¢�� ����¡<br />
�¥� �����<br />
� � �<br />
¤ ��������<br />
�£¢�� ¢������ ����¡<br />
'LVFXVVLH ELMHHQNRPVW SURYLQFLHKXLV 8WUHFKW<br />
�§������§���<br />
�£��������¥�§�������§�<br />
�§�¥�§��������§�����¢������§�����<br />
Koude-warmteopslag <strong>en</strong> ondergronds ruimtegebruik<br />
Watertafel D<strong>en</strong> Haag<br />
26 mei 2005<br />
14:00<br />
Provinciehuis Utrecht<br />
ZZ4020-1<br />
�������� �� ����<br />
�§�¦¥��������¨§��§�����§�<br />
Amber Kreleger<br />
����� �¥���§�������¨§<br />
¥ �������������<br />
§��§����<br />
27 mei 2005<br />
2SHQLQJ HQ ZHONRPVWZRRUG<br />
De heer Van Dong<strong>en</strong>, vestigingshoofd Witteve<strong>en</strong>+Bos (W+B) D<strong>en</strong> Haag op<strong>en</strong>t de vergadering <strong>en</strong><br />
heet iedere<strong>en</strong> van harte welkom. De aanwezig<strong>en</strong> wordt gevraagd zich kort voor te stell<strong>en</strong> <strong>en</strong> aan<br />
te gev<strong>en</strong> welke k<strong>en</strong>nis ze met zich mee br<strong>en</strong>g<strong>en</strong> <strong>en</strong> welke k<strong>en</strong>nis ze hop<strong>en</strong> op te do<strong>en</strong> bij de discussie.<br />
E<strong>en</strong> inv<strong>en</strong>tarisatie hiervan:<br />
provincie<br />
Limburg (LB) De heer Van der Veer geeft aan nog weinig k<strong>en</strong>nis te bezitt<strong>en</strong> aangaande KWO.<br />
Limburg k<strong>en</strong>t slechts 10 system<strong>en</strong>.<br />
Noord-Brabant (NB) De heer Maess<strong>en</strong> houdt zich qua vergunningverl<strong>en</strong>ing alle<strong>en</strong> bezig met KWO <strong>en</strong><br />
wil graag gevoed word<strong>en</strong> met punt<strong>en</strong> t.a.v. beleidsvorming. Hij is lid van de IPOwerkgroep<br />
standaardisering voorschrift<strong>en</strong> KWO.<br />
Overijssel (OV) De heer Gro<strong>en</strong>hof is juridisch medewerker GWW <strong>en</strong> voorzitter van de IPOwerkgroep<br />
standaardisering voorschrift<strong>en</strong> KWO. Hij hoopt dat in de discussie punt<strong>en</strong><br />
word<strong>en</strong> aangedrag<strong>en</strong> waarmee meer richting kan word<strong>en</strong> gev<strong>en</strong> aan het beleid.<br />
Overijssel (OV) Mevrouw Kruseman komt in haar werk nog niet veel knelpunt<strong>en</strong> teg<strong>en</strong> aangaande<br />
ruimtegebruik <strong>en</strong> KWO, maar kan zich voorstell<strong>en</strong> dat dit in de toekomst ook in<br />
Overijssel e<strong>en</strong> knelpunt zal word<strong>en</strong>. Zij vraagt zich met name af welke kaders er<br />
dus di<strong>en</strong><strong>en</strong> te word<strong>en</strong> gesteld.<br />
Gelderland (GL) De heer Visser is lid van de IPO-werkgroep standaardisering voorschrift<strong>en</strong> KWO.<br />
Hij heeft al bij verschill<strong>en</strong>de bije<strong>en</strong>komst<strong>en</strong> pres<strong>en</strong>taties gehoud<strong>en</strong> aangaande de<br />
<strong>en</strong>ergiebalans <strong>en</strong> kan de aanwezig<strong>en</strong> hier indi<strong>en</strong> nodig meer over vertell<strong>en</strong>.<br />
Fryslân (FR) De heer Van Bur<strong>en</strong> vraagt zich met name af hoe het beleid aangaande KWO <strong>en</strong><br />
de vergunningsvoorschrift<strong>en</strong> kunn<strong>en</strong> word<strong>en</strong> afgestemd op de vrag<strong>en</strong> vanuit<br />
handhaving.<br />
Utrecht (UT) De heer Groters is lid van de IPO-werkgroep standaardisering voorschrift<strong>en</strong> KWO.<br />
Binn<strong>en</strong> de provincie is tev<strong>en</strong>s e<strong>en</strong> werkgroep ‘Milieuprestaties’ opgericht, waar hij<br />
bij is betrokk<strong>en</strong>. Hij uit zijn zorg over de grote groei in KWO <strong>en</strong> vraagt zich af wanneer<br />
er te veel system<strong>en</strong> zijn.<br />
Noord-Holland (NH) De heer Vogel geeft aan dat de provincie bezig is e<strong>en</strong> nieuw WHP op te stell<strong>en</strong>,<br />
waarin ook het beleid t<strong>en</strong> aanzi<strong>en</strong> van KWO met name wordt g<strong>en</strong>oemd. Hij hoopt<br />
in de discussie nog punt<strong>en</strong> te vind<strong>en</strong> om in het WHP mee te nem<strong>en</strong>. Hij maakt<br />
zich met name zorg<strong>en</strong> om de grote conc<strong>en</strong>tratie aan KWO-system<strong>en</strong> op bepaalde<br />
locaties in de provincie.<br />
Noord-Holland (NH) De heer Huits maakt zich zorg<strong>en</strong> om het vastlop<strong>en</strong> van de vergunningverl<strong>en</strong>ing<br />
t<strong>en</strong> aanzi<strong>en</strong> van KWO, aangezi<strong>en</strong> er steeds meer aanvrag<strong>en</strong> binn<strong>en</strong>kom<strong>en</strong> <strong>en</strong> het<br />
beleid nog hiat<strong>en</strong> <strong>en</strong> onduidelijkhed<strong>en</strong> bevat. Hij vraagt zich af of de gebruiksmogelijkhed<strong>en</strong><br />
van de bodem te optimaliser<strong>en</strong> zijn.<br />
�¥�
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
Zuid-Holland (ZH) De heer Spruit <strong>en</strong> de heer De Knegt gev<strong>en</strong> aan dat de provincie mom<strong>en</strong>teel e<strong>en</strong><br />
nieuw GBP opstelt, met daarin ook beleid t<strong>en</strong> aanzi<strong>en</strong> van KWO. De provincie<br />
staat positief teg<strong>en</strong>over KWO, maar komt teg<strong>en</strong>woordig, door de to<strong>en</strong>ame in aanvrag<strong>en</strong>,<br />
bij de vergunningverl<strong>en</strong>ing knelpunt<strong>en</strong> teg<strong>en</strong>. De heer Spuit geeft nog aan<br />
het verder als zeer waardevol te beschouw<strong>en</strong> dat iedere<strong>en</strong> nu bij elkaar is gekom<strong>en</strong>.<br />
Hij zou will<strong>en</strong> voorstell<strong>en</strong> vaker met elkaar contact te onderhoud<strong>en</strong>.<br />
TU Delft De heer Van de Weerdhof is in de afstudeerfase van zijn studie Watermanagem<strong>en</strong>t<br />
aan de TU. Hij doet e<strong>en</strong> afstudeeronderzoek bij Witteve<strong>en</strong>+Bos aangaande<br />
onderlinge beïnvloeding van KWO-system<strong>en</strong> <strong>en</strong> hoopt bij de discussie inzicht<strong>en</strong> te<br />
verkrijg<strong>en</strong> die hij mee kan nem<strong>en</strong> in zijn onderzoek.<br />
TU Delft De heer Olsthoorn is professor aan de TU <strong>en</strong> werkzaam bij Waterleidingbedrijf<br />
Amsterdam. Hij is de afstudeerbegeleider van de heer Van de Weerdhof. Hij<br />
vraagt zich af of bij de provincies k<strong>en</strong>nis aanwezig is over de microbiologische <strong>en</strong><br />
microchemische effect<strong>en</strong> bij KWO.<br />
W+B Mevrouw Kreleger is werkzaam als geohydroloog. Sinds ruim 2 jaar behandelt zij<br />
in opdracht van de provincie Zuid-Holland vergunningaanvrag<strong>en</strong> voor grondwateronttrekking<strong>en</strong>,<br />
waaronder KWO.<br />
W+B De heer van Dong<strong>en</strong> is naast zijn werkzaamhed<strong>en</strong> als vestigingshoofd betrokk<strong>en</strong><br />
bij project<strong>en</strong> aangaande ruimtelijke ord<strong>en</strong>ing <strong>en</strong> planvorming. In dit werkveld komt<br />
hij met name bij duurzame bedrijv<strong>en</strong>terrein<strong>en</strong> KWO teg<strong>en</strong>.<br />
3UHVHQWDWLH .:2 LQ =XLG +ROODQG<br />
Mevrouw Kreleger van W+B geeft e<strong>en</strong> pres<strong>en</strong>tatie aangaande KWO in de provincie Zuid-Holland.<br />
Kopieën van de sheets zijn als bijlage aan dit verslag toegevoegd. De heer Maess<strong>en</strong> vraagt zich<br />
af of de besparing van 0,4 PJ (0,4*10 15 J) per jaar aan primaire <strong>en</strong>ergie niet te hoog is ingeschat.<br />
Mevrouw Kreleger geeft aan dat dit berek<strong>en</strong>d is door IF Technology. (Narek<strong>en</strong>ing levert het volg<strong>en</strong>de<br />
op: in Zuid-Holland wordt circa 10 miljo<strong>en</strong> m 3 per jaar verpompt voor KWO. Bij e<strong>en</strong> soortelijke<br />
warmte voor water van 4,18*10 6 J/m 3 /°C betek<strong>en</strong>t dit e<strong>en</strong> hoeveelheid van 0,4*10 14 J/°C. Bij<br />
e<strong>en</strong> temperatuursverschil (=¨7 7infiltratie, winter - Tinfiltratie, zomer) van 10°C betek<strong>en</strong>t dit e<strong>en</strong> hoeveelheid<br />
van 0,4 PJ per jaar).<br />
5HVXOWDWHQ HQTXrWH<br />
W+B heeft de provincies e<strong>en</strong> <strong>en</strong>quête voorgelegd met e<strong>en</strong> aantal vrag<strong>en</strong> aangaande KWO. Mevrouw<br />
Kreleger geeft in e<strong>en</strong> korte pres<strong>en</strong>tatie de resultat<strong>en</strong>. De resultat<strong>en</strong> zijn als bijlage aan dit<br />
verslag toegevoegd.<br />
'LVFXVVLH DDQ GH KDQG YDQ NHUQYUDJHQ<br />
Op basis van de <strong>en</strong>quêtes <strong>en</strong> aan de hand van de vrag<strong>en</strong> die lev<strong>en</strong> bij Zuid-Holland heeft W+B<br />
e<strong>en</strong> aantal kernvrag<strong>en</strong> opgesteld voor de discussie. De heer van Dong<strong>en</strong> vraagt de aanwezig<strong>en</strong><br />
of zij nog e<strong>en</strong> vraag zoud<strong>en</strong> will<strong>en</strong> toevoeg<strong>en</strong>. Noord-Holland is b<strong>en</strong>ieuwd naar de definitie van<br />
thermische balans / <strong>en</strong>ergiebalans. De heer Olsthoorn vraagt zich af of er nog e<strong>en</strong> vraag gew<strong>en</strong>st<br />
is over microchemische/biologische effect<strong>en</strong>. De heer Huits wil vervolg<strong>en</strong>s wel wet<strong>en</strong> of er provincies<br />
zijn die protocoll<strong>en</strong> voor de monitoring van microbiologische effect<strong>en</strong> hebb<strong>en</strong> opgesteld.<br />
De heer van Dong<strong>en</strong> vraagt de aanwezig<strong>en</strong> of er e<strong>en</strong> voorkeur is voor e<strong>en</strong> beginvraag of e<strong>en</strong><br />
bepaalde volgorde. Op deze manier kunn<strong>en</strong> binn<strong>en</strong> de tijd in ieder geval de belangrijkste vrag<strong>en</strong><br />
word<strong>en</strong> behandeld. Er is ge<strong>en</strong> voorkeur, maar de heer Visser stelt voor om in ieder geval als eerste<br />
de vraag over de waterschapp<strong>en</strong> af te handel<strong>en</strong>. Hieronder wordt e<strong>en</strong> sam<strong>en</strong>vatting gegev<strong>en</strong><br />
van de discussie per kernvraag.<br />
E<strong>en</strong> aantal ‘grondwatertak<strong>en</strong>’ zal in de toekomst word<strong>en</strong> overgedrag<strong>en</strong> aan de waterschapp<strong>en</strong>,<br />
wat betek<strong>en</strong>t dit voor <strong>en</strong>ergieopslagsystem<strong>en</strong>?<br />
�§������§���<br />
�£��������¥�§�������§�<br />
�§�¥�§��������§�����¢������§�����<br />
�¥�
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
De heer Visser geeft aan dat al beslot<strong>en</strong> is dat KWO niet wordt overgedrag<strong>en</strong> aan de waterschapp<strong>en</strong>.<br />
Volg<strong>en</strong>s de heer Spruit was dit tot 6 wek<strong>en</strong> geled<strong>en</strong> nog niet duidelijk. Hij heeft onlangs<br />
te hor<strong>en</strong> gekreg<strong>en</strong> dat de staatssecretaris heeft beslot<strong>en</strong> dat de onttrekking<strong>en</strong> voor de<br />
drinkwatervoorzi<strong>en</strong>ing, KWO’s <strong>en</strong> grote industriële onttrekking<strong>en</strong> bij de provincies blijv<strong>en</strong> De heer<br />
Gro<strong>en</strong>hof geeft aan dat voor industriële onttrekking<strong>en</strong> groter dan 500.000 m 3 per jaar de provincies<br />
het bevoegd gezag blijv<strong>en</strong>. De heer Van der Veer verduidelijkt dat eig<strong>en</strong>lijk alle integrale<br />
afweging<strong>en</strong> (waar meerdere belang<strong>en</strong> bij spel<strong>en</strong>, zo ook drinkwateronttrekking<strong>en</strong>) bij de provincies<br />
zull<strong>en</strong> blijv<strong>en</strong>.<br />
&RQFOXVLH KHW JH]DJ EOLMIW YRRU GH JHQRHPGH FDWHJRULHsQ YRRUORSLJ ELM GH SURYLQFLHV GXV GH<br />
RYHUGUDFKW YDQ RYHULJH JURQGZDWHUWDNHQ ]DO JHHQ HIIHFW KHEEHQ RS GH YHUJXQQLQJYHUOHQLQJ LQ]D<br />
NH .:2<br />
Is het mogelijk om op basis van r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>tsverlies bij ‘de buurman’ e<strong>en</strong> vergunning voor KWO te<br />
weiger<strong>en</strong>?<br />
Volg<strong>en</strong>s de heer Van der Veer is dit de kern van vergunningverl<strong>en</strong>ing. Iemand die e<strong>en</strong> vergunning<br />
heeft, heeft eig<strong>en</strong>lijk e<strong>en</strong> ‘claim’ op het gebruik van zijn invloedsgebied. E<strong>en</strong> nieuwe KWO<br />
dat gebruik maakt van dit invloedsgebied kan dus word<strong>en</strong> geweigerd.<br />
Volg<strong>en</strong>s de heer Maess<strong>en</strong> is r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>tsverlies sowieso e<strong>en</strong> punt van weigering.<br />
De heer Vogel <strong>en</strong> de heer Visser zijn het daar niet mee e<strong>en</strong>s, je moet immers e<strong>en</strong> belang<strong>en</strong>afweging<br />
mak<strong>en</strong>. Belangrijker is de vraag: hoeveel r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>tsverlies sta je toe?<br />
De heer Maess<strong>en</strong> beantwoordt dat elk verlies al e<strong>en</strong> punt tot weigering is. T<strong>en</strong>zij er natuurlijk e<strong>en</strong><br />
overe<strong>en</strong>komst kan word<strong>en</strong> geslot<strong>en</strong> tuss<strong>en</strong> de betrokk<strong>en</strong> partij<strong>en</strong>. Bijvoorbeeld dat de nieuwe<br />
aanvrager de kost<strong>en</strong> van het r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>tsverlies vergoedt voor de al aanwezige KWO.<br />
De heer Van Dong<strong>en</strong> vraagt zich vervolg<strong>en</strong>s af of het r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>tsverlies van te vor<strong>en</strong> al goed in<br />
kost<strong>en</strong> is om te rek<strong>en</strong><strong>en</strong>.<br />
Volg<strong>en</strong>s de heer Maess<strong>en</strong> is dit nog niet goed mogelijk. E<strong>en</strong> andere optie zou kunn<strong>en</strong> zijn dat<br />
rondom bestaande / vergunde KWO’s e<strong>en</strong> beschermingsgebied wordt ingesteld (zoals bij drinkwateronttrekking<strong>en</strong>).<br />
De heer Van Bur<strong>en</strong> b<strong>en</strong>adrukt dat in ieder geval nog altijd e<strong>en</strong> belang<strong>en</strong>afweging di<strong>en</strong>t te word<strong>en</strong><br />
gemaakt, aangezi<strong>en</strong> r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>tsverlies niet als weigergrond in de Grondwaterwet is opg<strong>en</strong>om<strong>en</strong>.<br />
De heer Gro<strong>en</strong>hof wil de discussie beëindig<strong>en</strong> met de opmerking dat alle grondwaterbelang<strong>en</strong><br />
van derd<strong>en</strong> zijn afgedekt in de Grondwaterwet onder artikel 41 <strong>en</strong> 42. Aangezi<strong>en</strong> de werking van<br />
KWO-system<strong>en</strong> staat of valt bij het onttrekk<strong>en</strong> <strong>en</strong> retourner<strong>en</strong> van grondwater, is r<strong>en</strong>dem<strong>en</strong>stsverlies<br />
wel degelijk gedekt in de Grondwaterwet.<br />
De heer Van der Veer voegt hieraan toe dat het net zo werkt als bij reguliere vergunningaanvrag<strong>en</strong><br />
<strong>en</strong> dat dit is opg<strong>en</strong>om<strong>en</strong> in artikel 34. (N.B.: hoofdstuk IV van de Grondwaterwet behandelt<br />
schadevergoeding<strong>en</strong> aan bij het grondwater betrokk<strong>en</strong> belang<strong>en</strong>. Hierin zijn zowel artikel 34 als<br />
41 <strong>en</strong> 42 opg<strong>en</strong>om<strong>en</strong>.)<br />
De heer Visser geeft aan dat Gelderland mom<strong>en</strong>teel e<strong>en</strong> onderzoek uitvoert naar interfer<strong>en</strong>tierisico’s.<br />
Uit het onderzoek blijkt dat de risico’s op lange termijn klein zull<strong>en</strong> zijn, maar dat lokaal wel<br />
risico’s kunn<strong>en</strong> optred<strong>en</strong>. Gelderland schrijft nu voor dat bij de realisatie van duurzame bedrijv<strong>en</strong>terrein<strong>en</strong><br />
de eerste aanvrager voor KWO aan zal moet<strong>en</strong> ton<strong>en</strong> welke claim zijn systeem legt op<br />
de omgeving <strong>en</strong> wat dit betek<strong>en</strong>t voor ev<strong>en</strong>tuele toekomstige KWO-system<strong>en</strong>.<br />
De heer Van Bur<strong>en</strong> speelt advocaat van de duivel <strong>en</strong> vraagt zich af of iemand die in de toekomst<br />
KWO wil toepass<strong>en</strong> ook bezwaar kan mak<strong>en</strong> teg<strong>en</strong> e<strong>en</strong> dergelijke ‘claim’. De heer Gro<strong>en</strong>hof zegt<br />
dat deze bed<strong>en</strong>king ongegrond is. Het <strong>en</strong>ige dat werkt is gewoon eerder e<strong>en</strong> aanvraag indi<strong>en</strong><strong>en</strong>,<br />
waardoor je recht hebt om e<strong>en</strong> bed<strong>en</strong>king in te di<strong>en</strong><strong>en</strong>.<br />
&RQFOXVLH HHQ YHUJXQQLQJ NDQ ZRUGHQ JHZHLJHUG PDDU EHWHU LV KHW ULVLFR YLD EHOHLG WH PLQLPDOL<br />
VHUHQ 2IWHZHO PDDN JRHG EHOHLG<br />
Op welke manier kan de provincie gezam<strong>en</strong>lijk gebruik van KWO-system<strong>en</strong> het beste stimuler<strong>en</strong>?<br />
De heer Groters vertelt dat bij nieuwe bedrijv<strong>en</strong>terrein<strong>en</strong> al clustering mogelijk is. Hiervoor ligt het<br />
initiatief voornamelijk bij de geme<strong>en</strong>te, aangezi<strong>en</strong> zij het stempel ‘duurzaam’ gev<strong>en</strong>. De clustering<br />
van KWO maakt eig<strong>en</strong>lijk deel uit van de planvorming bij e<strong>en</strong> bedrijv<strong>en</strong>terrein of woonwijk.<br />
De heer Visser omschrijft het als ‘parkmanagem<strong>en</strong>t’.<br />
�§������§���<br />
�£��������¥�§�������§�<br />
�§�¥�§��������§�����¢������§�����<br />
�¥�
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
De heer Maess<strong>en</strong> geeft aan dat je als provincie niet de middel<strong>en</strong> hebt om clustering te verplicht<strong>en</strong>.<br />
Je kan beter als provincie de betreff<strong>en</strong>de geme<strong>en</strong>te prober<strong>en</strong> te overtuig<strong>en</strong> van het belang<br />
van clustering.<br />
De heer Visser zegt dat de geme<strong>en</strong>te inderdaad de eerste stap zal moet<strong>en</strong> zett<strong>en</strong> via bestemmingsplann<strong>en</strong><br />
<strong>en</strong> dergelijke.<br />
De heer Van Dong<strong>en</strong> vraagt waarom clustering de voorkeur biedt bov<strong>en</strong> afzonderlijke system<strong>en</strong>.<br />
De heer Huits beantwoordt dat bij clustering ge<strong>en</strong> interfer<strong>en</strong>tie bestaat tuss<strong>en</strong> verschill<strong>en</strong>de system<strong>en</strong><br />
<strong>en</strong> dat op deze manier optimaal gebruik kan word<strong>en</strong> gemaakt van de ondergrond.<br />
De heer Groters haalt e<strong>en</strong> voorbeeld aan van clustering van KWO in Hout<strong>en</strong>. In het gebied is<br />
ge<strong>en</strong> gas aanwezig. Op initiatief van Eneco is e<strong>en</strong> geclusterd KWO-systeem ontwikkeld, waarbij<br />
bedrijv<strong>en</strong> indi<strong>en</strong> gew<strong>en</strong>st kunn<strong>en</strong> ‘aanhak<strong>en</strong>’.<br />
&RQFOXVLH YDQXLW EHOHLG *URQGZDWHUZHW LV YHHO PRJHOLMN PDDU EHVWHPPLQJSODQQHQ ]LMQ HLJHQOLMN<br />
HHQ EHWHU LQVWUXPHQW RP FOXVWHULQJ WH EHYRUGHUHQ +LHUWRH ]RXGHQ GH SURYLQFLHV GH JHPHHQWHQ<br />
NXQQHQ VWLPXOHUHQ HQ DGYLVHUHQ<br />
Op welke punt<strong>en</strong> aangaande KWO zoud<strong>en</strong> de provincies onderling hun vergunningsvoorschrift<strong>en</strong><br />
kunn<strong>en</strong> afstemm<strong>en</strong>?<br />
De heer Gro<strong>en</strong>hof geeft aan dat het eindrapport van de IPO-werkgroep ‘Standaardisering voorschrift<strong>en</strong><br />
KWO’ gereed is. In dit rapport zijn voorschrift<strong>en</strong> opg<strong>en</strong>om<strong>en</strong> voor KWO’s waarbij ge<strong>en</strong><br />
belang<strong>en</strong> van derd<strong>en</strong> in het geding zijn. Overbodige voorschrift<strong>en</strong> zijn verwijderd. De provincies<br />
kunn<strong>en</strong> afhankelijk van provinciaal beleid wijziging<strong>en</strong> aanbr<strong>en</strong>g<strong>en</strong>.<br />
De heer Huits vraagt zich af of je dan niet net zo goed mete<strong>en</strong> algem<strong>en</strong>e regels voor KWO kan<br />
opstell<strong>en</strong>, zodat ze buit<strong>en</strong> de vergunningplicht vall<strong>en</strong>.<br />
De heer Gro<strong>en</strong>hof zegt dat dat niet verstandig zou zijn, aangezi<strong>en</strong> de meeste provincies nog weinig<br />
beleid hebb<strong>en</strong> ontwikkeld t<strong>en</strong> aanzi<strong>en</strong> van KWO. Bov<strong>en</strong>di<strong>en</strong> is KWO nog relatief nieuw <strong>en</strong><br />
nog altijd in ontwikkeling. Het werk voor de provincies is dus voorlopig nog niet klaar.<br />
&RQFOXVLH YHHO DIVWHPPLQJ LV PRJHOLMN PDDU HU EOLMIW UXLPWH RYHU YRRU HLJHQ DDQYXOOLQJHQ SHU<br />
SURYLQFLH<br />
Wat is thermische balans / <strong>en</strong>ergiebalans?<br />
De heer Olsthoorn geeft aan dat thermische balans eig<strong>en</strong>lijk e<strong>en</strong> verkeerde term is. Beter is het<br />
om van <strong>en</strong>ergiebalans te sprek<strong>en</strong>. E<strong>en</strong> balans in temperatuur zegt namelijk niet zo veel als je niet<br />
weet hoeveel grondwater wordt verpompt. De aanwezig<strong>en</strong> besluit<strong>en</strong> dat verder gesprok<strong>en</strong> wordt<br />
van <strong>en</strong>ergiebalans in plaats van thermische balans.<br />
De heer Visser legt uit dat e<strong>en</strong> systeem <strong>en</strong>ergetisch in balans is als alle <strong>en</strong>ergie die in het <strong>en</strong>e<br />
seizo<strong>en</strong> wordt opgeslag<strong>en</strong> in het volg<strong>en</strong>de seizo<strong>en</strong> wordt gebruikt. Aangezi<strong>en</strong> dit in één jaar niet<br />
altijd mogelijk is, wordt vaak gekek<strong>en</strong> naar e<strong>en</strong> periode van bijvoorbeeld 5 jaar.<br />
De heer Van der Veer is het hier niet mee e<strong>en</strong>s. Hij zegt dat elk systeem per definitie in onbalans<br />
is, aangezi<strong>en</strong> op de <strong>en</strong>e locatie warmte wordt geloosd <strong>en</strong> op e<strong>en</strong> andere locatie koude. Bov<strong>en</strong>di<strong>en</strong><br />
stroomt e<strong>en</strong> deel van de in de bodem gebrachte warmte of koude met het grondwater mee,<br />
waardoor het niet meer beschikbaar is voor het volg<strong>en</strong>de seizo<strong>en</strong>.<br />
Na inv<strong>en</strong>tarisatie blijk<strong>en</strong> de andere provincies de definitie te hanter<strong>en</strong> van de heer Visser. De<br />
heer Van der Veer heeft echter wel gelijk dat lokaal gezi<strong>en</strong> warmte of koude wordt geloosd <strong>en</strong> dat<br />
de effect<strong>en</strong> op de omgeving hierop di<strong>en</strong><strong>en</strong> te word<strong>en</strong> beoordeeld. Dit staat echter los van de<br />
<strong>en</strong>ergiebalans.<br />
Bij het opnem<strong>en</strong> van voorschrift<strong>en</strong> t<strong>en</strong> aanzi<strong>en</strong> van de <strong>en</strong>ergiebalans: hoeveel onbalans mag<br />
word<strong>en</strong> toegestaan?<br />
De provincies Zuid-Holland <strong>en</strong> Fryslân staan koudelozing toe. De heer Van Bur<strong>en</strong> geeft aan dat<br />
hij liever heeft dat aanvragers ruim rek<strong>en</strong><strong>en</strong> op e<strong>en</strong> koudelozing, dan dat net aan van e<strong>en</strong> <strong>en</strong>ergiebalans<br />
wordt uitgegaan. In het laatste geval is de kans op warmtelozing namelijk groter.<br />
De heer Visser <strong>en</strong> de heer Maess<strong>en</strong> gev<strong>en</strong> aan dat vanuit het duurzaamheidsbeginsel e<strong>en</strong> <strong>en</strong>ergiebalans<br />
wordt geëist. In Gelderland <strong>en</strong> Noord-Brabant wordt daarom ook ge<strong>en</strong> koude-lozing<br />
toegestaan.<br />
�§������§���<br />
�£��������¥�§�������§�<br />
�§�¥�§��������§�����¢������§�����<br />
�¥�
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
De heer Maess<strong>en</strong> onderbouwt deze eis ook met het feit dat de eis om e<strong>en</strong> <strong>en</strong>ergiebalans ervoor<br />
zal zorg<strong>en</strong> dat het systeem beter zal word<strong>en</strong> beheerd.<br />
De heer Gro<strong>en</strong>hof zegt dat hij de ervaring heeft dat KWO‘s met name <strong>en</strong>ergetisch in balans zull<strong>en</strong><br />
zijn bij minder extreme klimatologische omstandighed<strong>en</strong>. Om aan de balans-eis te kunn<strong>en</strong><br />
voldo<strong>en</strong> zull<strong>en</strong> pand<strong>en</strong> daarom altijd daarnaast ook gebruik moet<strong>en</strong> mak<strong>en</strong> van e<strong>en</strong> conv<strong>en</strong>tioneel<br />
systeem, zodat ook in extremere klimatologische omstandighed<strong>en</strong> de <strong>en</strong>ergiebalans wordt<br />
gehaald.<br />
Duidelijk is dat bov<strong>en</strong>gronds maatregel<strong>en</strong> di<strong>en</strong><strong>en</strong> te word<strong>en</strong> g<strong>en</strong>om<strong>en</strong>, wanneer de <strong>en</strong>ergiebalans<br />
ondergronds is verstoord. Er wordt geopperd dat in de vergunningsvoorschrift<strong>en</strong> moet word<strong>en</strong><br />
opg<strong>en</strong>om<strong>en</strong> dat mechanism<strong>en</strong> di<strong>en</strong><strong>en</strong> te word<strong>en</strong> geïnstalleerd, die bij onbalans in werking kunn<strong>en</strong><br />
tred<strong>en</strong>.<br />
Duidelijkheid over hoeveel onbalans is toegestaan is er niet. De heer Visser zegt dat in de vergunning<br />
in principe e<strong>en</strong> balans di<strong>en</strong>t te word<strong>en</strong> geëist <strong>en</strong> dat het vervolg<strong>en</strong>s aan de handhavers<br />
is om te bepal<strong>en</strong> wanneer ze handhav<strong>en</strong>d gaan optred<strong>en</strong>.<br />
&RQFOXVLH GH SURYLQFLHV YHUVFKLOOHQ YDQ PHQLQJ RYHU HQHUJLH RQEDODQV %LM VRPPLJHQ LV NRXGH<br />
OR]LQJ WRHJHVWDDQ WHUZLMO DQGHUHQ HHQ EDODQV HLVHQ +RHYHHO YDQ GH]H EDODQV LQ GH SUDNWLMN PDJ<br />
ZRUGHQ DIJHZHNHQ LV DDQ GH KDQGKDYHUV<br />
In hoeverre staat de eis om <strong>en</strong>ergiebalans e<strong>en</strong> duurzaam systeem in de weg?<br />
De aanwezig<strong>en</strong> zijn het er over e<strong>en</strong>s dat deze eis e<strong>en</strong> duurzaam systeem niet in de weg hoeft te<br />
staan. Voorwaarde is wel dat het beleid <strong>en</strong> het beheer goed moet<strong>en</strong> zijn. Het moet niet zo zijn dat<br />
het <strong>en</strong>ergiegebruik expres hoog wordt gehoud<strong>en</strong> om het KWO-systeem r<strong>en</strong>dabel te houd<strong>en</strong>.<br />
Hierbij valt bijvoorbeeld te d<strong>en</strong>k<strong>en</strong> aan het op<strong>en</strong> zett<strong>en</strong> van ram<strong>en</strong> in de winter om de in de zomer<br />
opgeslag<strong>en</strong> warmte kwijt te rak<strong>en</strong>. De r<strong>en</strong>tabiliteit is hiermee ondergeschikt aan de <strong>en</strong>ergiebalans.<br />
Zijn er protocoll<strong>en</strong> beschikbaar voor het met<strong>en</strong> van de microbiologische / microchemische effect<strong>en</strong>?<br />
Noord-Brabant heeft onlangs e<strong>en</strong> ‘monitoringsprotocol’ opgesteld, dat thans in gebruik is g<strong>en</strong>om<strong>en</strong><br />
bij één systeem. Gelderland heeft dit protocol overg<strong>en</strong>om<strong>en</strong>. Het belang van de monitoring<br />
is tr<strong>en</strong>ds te ontdekk<strong>en</strong> <strong>en</strong> niet zo zeer de absolute conc<strong>en</strong>traties te controler<strong>en</strong>. Aangezi<strong>en</strong> nog<br />
onbek<strong>en</strong>d is welke parameters moet<strong>en</strong> word<strong>en</strong> gemet<strong>en</strong>, zijn de norm<strong>en</strong> van de drinkwaterbedrijv<strong>en</strong><br />
overg<strong>en</strong>om<strong>en</strong>. Daarnaast is e<strong>en</strong> verkorte lijst met extra belangrijke parameters opgesteld.<br />
Mevrouw Kreleger vraagt of er al resultat<strong>en</strong> bek<strong>en</strong>d zijn. De heer Maess<strong>en</strong> zegt dat er al wel gegev<strong>en</strong>s<br />
zijn, maar dat deze nog niet zijn geanalyseerd. Wellicht is er over e<strong>en</strong> aantal jaar meer<br />
duidelijkheid.<br />
De heer Huits vraagt zich af wat de beste monstername-methode is. De heer Maess<strong>en</strong> geeft aan<br />
dat de provincie het protocol heeft lat<strong>en</strong> opstell<strong>en</strong> door KIWA. Hij gaat er dan ook vanuit dat de<br />
monsters op e<strong>en</strong> goede manier zull<strong>en</strong> word<strong>en</strong> g<strong>en</strong>om<strong>en</strong>. De heer Olsthoorn geeft aan dat de<br />
beste manier is om e<strong>en</strong> plaatje in het filter te hang<strong>en</strong>. Ev<strong>en</strong>tuele bacteriekolonies zett<strong>en</strong> zich<br />
hierop af. Dit plaatje kan vervolg<strong>en</strong>s onder de microscoop word<strong>en</strong> geanalyseerd.<br />
5RQGYUDDJ<br />
De heer Van Dong<strong>en</strong> rondt de discussie af <strong>en</strong> vraagt de aanwezig<strong>en</strong> wat zij mee zull<strong>en</strong> nem<strong>en</strong><br />
naar hun provincie.<br />
De heer Van der Veer gaat inv<strong>en</strong>tariser<strong>en</strong> in hoeverre in Limburg gebied<strong>en</strong> kunn<strong>en</strong> word<strong>en</strong> gereserveerd<br />
voor KWO.<br />
De heer Maess<strong>en</strong> vond de discussie heel waardevol <strong>en</strong> stelt voor om vaker bij elkaar te kom<strong>en</strong>.<br />
De heer Van Dong<strong>en</strong> vraagt of Noord-Brabant dan het initiatief hiervoor wil nem<strong>en</strong>.<br />
De heer Gro<strong>en</strong>hof geeft aan dat tijd<strong>en</strong>s het schrijv<strong>en</strong> van het IPO-rapport veel vrag<strong>en</strong> naar bov<strong>en</strong><br />
zijn gekom<strong>en</strong>, maar dat uit deze discussie blijkt dat er nog veel meer vrag<strong>en</strong> lev<strong>en</strong>. Dit maakt<br />
duidelijk dat er meer uitgangspunt<strong>en</strong> in het beleid di<strong>en</strong><strong>en</strong> te word<strong>en</strong> vastgesteld. Hij zal hier in<br />
IPO-verband zeker op terugkom<strong>en</strong>.<br />
De heer Visser geeft aan dat tijd<strong>en</strong>s het opzett<strong>en</strong> van de IPO-werkgroep weinig animo was bij<br />
andere provincies. Hij is blij dat dat nu toch wel anders blijkt te zijn.<br />
�§������§���<br />
�£��������¥�§�������§�<br />
�§�¥�§��������§�����¢������§�����<br />
�¥�
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
De heer Van Bur<strong>en</strong> heeft veel ideeën opgedaan <strong>en</strong> indrukk<strong>en</strong> gekreg<strong>en</strong>, die hij zeker met zijn<br />
collega’s binn<strong>en</strong> de provincie zal del<strong>en</strong>.<br />
De heer Groters vindt het nuttig om te wet<strong>en</strong> dat alle provincies met KWO bezig zijn. Dit maakt<br />
duidelijk dat het beleid zoveel mogelijk di<strong>en</strong>t te word<strong>en</strong> afgestemd. Ook concludeert hij dat de<br />
provincies eig<strong>en</strong>lijk al ontzett<strong>en</strong>d veel kunn<strong>en</strong>.<br />
Voor mevrouw Kruseman zijn de zak<strong>en</strong> waar zij gevoelsmatig teg<strong>en</strong> aanliep concreter geword<strong>en</strong>.<br />
Zij zou zich graag bezig will<strong>en</strong> houd<strong>en</strong> met het ‘smart’ formuler<strong>en</strong> van het beleid, zodat aanvragers<br />
voor KWO beter wet<strong>en</strong> waar ze aan toe zijn.<br />
De heer Vogel vindt vooral dat de discussie hem heeft gevoed met punt<strong>en</strong> waar hij zelf nooit zo<br />
bij stil heeft gestaan. Hij heeft op deze manier nieuwe invalshoek<strong>en</strong> gekreg<strong>en</strong>.<br />
Voor de heer Huits maakt deze discussie wederom duidelijk dat het e<strong>en</strong> belangrijk thema is <strong>en</strong><br />
dat er e<strong>en</strong> mooie taak is weggelegd voor de provincies.<br />
De heer Spruit hoopt dat de discussie in IPO-verband voortgezet zal word<strong>en</strong>. Hij zou graag het<br />
IPO-rapport over de standaardisering van de voorschrift<strong>en</strong> ontvang<strong>en</strong>. E<strong>en</strong> volg<strong>en</strong>de discussiebije<strong>en</strong>komst<br />
zou hij toejuich<strong>en</strong>, want op deze manier kunn<strong>en</strong> de provincies naar meer uniformiteit<br />
<strong>en</strong> consist<strong>en</strong>t beleid strev<strong>en</strong>.<br />
De heer De Knegt geeft aan dat er weliswaar niet veel oplossing<strong>en</strong> zijn voorgedrag<strong>en</strong>, maar dat<br />
de discussie zelf zeer waardevol was. Veel stof om over na te d<strong>en</strong>k<strong>en</strong>.<br />
De heer Van de Weerdhof vond het e<strong>en</strong> interessante middag. Zijn afstudeeronderwerp richt zich<br />
met nam<strong>en</strong> op de technische aspect<strong>en</strong> van KWO, maar hij zal zeker punt<strong>en</strong> uit de discussie in<br />
zijn onderzoek me<strong>en</strong>em<strong>en</strong>.<br />
De heer Olsthoorn vond met name de juridische kant van het verhaal interessant, maar ook de<br />
discussie over de <strong>en</strong>ergiebalans. Hij zal sam<strong>en</strong> met de heer Van de Weerdhof nagaan of dit laatste<br />
onderwerp in het onderzoek kan word<strong>en</strong> uitgediept.<br />
Mevrouw Kreleger vond het verhelder<strong>en</strong>d dat behalve Zuid-Holland ook andere provincies het<br />
KWO-beleid aan het ontwikkel<strong>en</strong> zijn <strong>en</strong> dat sommige provincies al zeer bruikbare weg<strong>en</strong> in zijn<br />
geslag<strong>en</strong>. Zij b<strong>en</strong>adrukt nogmaals hoe waardevol zij het vindt dat de vergunningverl<strong>en</strong>ers met<br />
elkaar om de tafel zitt<strong>en</strong>.<br />
De heer van Dong<strong>en</strong> legt uit dat hij van huis uit meer met ruimtelijke ord<strong>en</strong>ing bezig houdt dan<br />
met grondwater. Hij vind met name de inpassing van KWO in bedrijv<strong>en</strong>terrein<strong>en</strong> interessant <strong>en</strong><br />
zal zich gaan verdiep<strong>en</strong> in de mogelijkhed<strong>en</strong> van ‘parkmanagem<strong>en</strong>t’. T<strong>en</strong>slotte bedankt hij alle<br />
aanwezig<strong>en</strong> voor hun komst <strong>en</strong> hun bijdrage aan de discussie.<br />
7RW VORW<br />
Informatie over het IPO-rapport aangaande standaardisering van vergunningsvoorschrift<strong>en</strong> voor<br />
KWO is te verkrijg<strong>en</strong> bij de heer Gro<strong>en</strong>hof, provincie Overijssel.<br />
Informatie over het geclusterde KWO-systeem in Hout<strong>en</strong> is te verkrijg<strong>en</strong> bij de heer Groters, provincie<br />
Utrecht.<br />
�§������§���<br />
�£��������¥�§�������§�<br />
�§�¥�§��������§�����¢������§�����<br />
�§�
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
� �§������������<br />
�£¢�� ����¡<br />
%,-((1.2067 192( µ7+(50,6&+( %$/$16¶<br />
��� ¤¥��£¥§�¥�¥�������<br />
����� �¥�<br />
©<br />
����¡ �£¢�� ¢������<br />
�§������§���<br />
�£��������¥�§�������§�<br />
�§�¥�§��������§�����¢������§�����<br />
Nut <strong>en</strong> noodzaak van e<strong>en</strong> thermische balans bij KWO<br />
Bije<strong>en</strong>komst NVOE, ´Thermische balans´<br />
10 maart 2005<br />
ZZIW4000<br />
�������� �� ����<br />
�§�¦¥��������¨§��§�����§�<br />
Björn van de Weerdhof<br />
����� �¥���§�������¨§<br />
¥ �������������<br />
§��§����<br />
�¥�¥�������<br />
��������§� �£¢��<br />
�¥� �����<br />
16 maart 2005<br />
Witteve<strong>en</strong>+Bos Björn van de Weerdhof<br />
Witteve<strong>en</strong>+Bos Integraal waterbeheer<br />
��� ¤¥����¨§����<br />
,QWURGXFWLH<br />
Op 10 maart 2005 is door de Nederlandse Ver<strong>en</strong>iging voor Ondergrondse Energieopslagsystem<strong>en</strong><br />
(NVOE) e<strong>en</strong> bije<strong>en</strong>komst gehoud<strong>en</strong> over de thermische balans bij koude- <strong>en</strong><br />
warmteopslagsystem<strong>en</strong>. Door e<strong>en</strong> aantal sprekers is het thema ingeleid, waarna in groep<strong>en</strong><br />
e<strong>en</strong> discussie over het onderwerp aan de hand van e<strong>en</strong> aantal stelling<strong>en</strong> is gehoud<strong>en</strong>.<br />
(QHUJLH LQ %DODQV"<br />
De eerste speker was dhr. Ing. C.N. Visser van de provincie Gelderland. Dhr. Visser heeft<br />
KWO vanuit de optiek van de provincie besprok<strong>en</strong>. De provincie Gelderland staat op<strong>en</strong><br />
voor KWO <strong>en</strong> heeft als doelstelling het huidige aantal KWO-system<strong>en</strong> van 50 te lat<strong>en</strong> to<strong>en</strong>em<strong>en</strong><br />
tot 250 gerealiseerde system<strong>en</strong> in 2010. De vergunningeis<strong>en</strong> voor e<strong>en</strong> KWO gaan<br />
uit van e<strong>en</strong> duurzaamheidbeginsel, er mag gemiddeld over e<strong>en</strong> aantal jar<strong>en</strong> ge<strong>en</strong> koude of<br />
warmte netto word<strong>en</strong> toegevoegd aan de bodem, e<strong>en</strong> tolerantiemarge in acht g<strong>en</strong>om<strong>en</strong>.<br />
Door vergunning<strong>en</strong> met voorschrift<strong>en</strong> <strong>en</strong> naleving word<strong>en</strong> belang<strong>en</strong> van omgeving <strong>en</strong> gebruiker<br />
beschermd.<br />
1XW HQ QRRG]DDN YDQ GH WKHUPLVFKH EDODQV<br />
De tweede spreker was dhr. Ir. M.M. van Aarss<strong>en</strong>, IF Technology. Dhr. Van Aarss<strong>en</strong> heeft<br />
e<strong>en</strong> interessant verhaal gehoud<strong>en</strong> of het hebb<strong>en</strong> van e<strong>en</strong> thermische balans wel nuttig <strong>en</strong><br />
noodzakelijk is. Hij heeft zijn twijfels geuit waarom e<strong>en</strong> thermische balans vanuit de gebruiker,<br />
het ondergrondse ruimtebeslag <strong>en</strong> milieubelang<strong>en</strong> nodig zou moet<strong>en</strong> zijn. Belangrijkste<br />
opmerking<strong>en</strong> war<strong>en</strong>: ´het hebb<strong>en</strong> van e<strong>en</strong> <strong>en</strong>ergiebalans vraagt vaak meer <strong>en</strong>ergie<br />
om deze te bereik<strong>en</strong> <strong>en</strong> alle opgewekte <strong>en</strong>ergie komt uiteindelijk toch in het milieu terecht´,<br />
énergiebalans leidt tot e<strong>en</strong> groter ondergronds ruimtegebruik, waarbij de hydraulische<br />
invloed vele mal<strong>en</strong> groter is dan de thermische´. Zijn conclusie was dat het zinvol lijkt om<br />
het aspect van de thermische <strong>en</strong>ergiebalans in e<strong>en</strong> breder perspectief te beschouw<strong>en</strong>.<br />
*HERXZLQVWDOODWLHV HQ WKHUPLVFKH EDODQV<br />
Dhr. Ir. H. Broekhuiz<strong>en</strong> heeft vervolg<strong>en</strong>s e<strong>en</strong> pres<strong>en</strong>tatie gehoud<strong>en</strong> over het bereik<strong>en</strong> van<br />
e<strong>en</strong> thermische balans vanuit de gebouwkant. Door betere modelberek<strong>en</strong>ing<strong>en</strong> <strong>en</strong> vernuftigere<br />
<strong>ontwerp</strong><strong>en</strong>, die door hun flexibiliteit beter moet<strong>en</strong> inspel<strong>en</strong> op verandering<strong>en</strong> van<br />
externe factor<strong>en</strong>, is e<strong>en</strong> <strong>en</strong>ergiebalans beter te bereik<strong>en</strong>. Dit neemt echter wel extra investering<strong>en</strong><br />
met zich mee. Daarnaast is het noodzakelijk dat het bronsysteem goed te regel<strong>en</strong><br />
�¥�
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
�¥�¥�������<br />
��������§� �£¢��<br />
�¥� �����<br />
��� ¤¥����¨§����<br />
�§������§���<br />
�£��������¥�§�������§�<br />
�§�¥�§��������§�����¢������§�����<br />
is <strong>en</strong> dat monitoring van de systeemprestaties plaatsvindt.<br />
2SVODJV\VWHPHQ HQ WKHUPLVFKH EDODQV<br />
Als laatste heeft dhr. Ir. J.J. Buit<strong>en</strong>huis, DWA installatie- <strong>en</strong> <strong>en</strong>ergieadvies, het thema ingeleid<br />
met e<strong>en</strong> pres<strong>en</strong>tatie over het installatiesysteem van KWO-system<strong>en</strong>. Hij stelde dat de<br />
koude- <strong>en</strong> warmtevraag van e<strong>en</strong> gebouw vaak niet goed in kaart word<strong>en</strong> gebracht. E<strong>en</strong><br />
landelijk opgezette database vanuit de praktijk is nodig om dit in de toekomst beter te kunn<strong>en</strong><br />
do<strong>en</strong>. Daarnaast moet beter gerek<strong>en</strong>d word<strong>en</strong>. Ook functioneert in e<strong>en</strong> aantal gevall<strong>en</strong><br />
het gebouwinstallatiesysteem niet voldo<strong>en</strong>de of ontbreekt het aan e<strong>en</strong> goed beheer<br />
daarvan. Concluder<strong>en</strong>d zei hij dat logica <strong>en</strong> e<strong>en</strong>duidigheid moet kom<strong>en</strong> in eis<strong>en</strong> <strong>en</strong> meetvoorschrift<strong>en</strong><br />
<strong>en</strong> de zekerheid van handhaving m.b.t. de thermische balans, wat het correct<br />
functioner<strong>en</strong> van KWO-system<strong>en</strong> zal bevorder<strong>en</strong> <strong>en</strong> de gerealiseerde <strong>en</strong>ergiebesparing zal<br />
vergrot<strong>en</strong>.<br />
'LVFXVVLH<br />
Na de inleid<strong>en</strong>de pres<strong>en</strong>taties is het gezelschap opgedeeld in vijf groep<strong>en</strong>. De groep<strong>en</strong><br />
war<strong>en</strong> de overhed<strong>en</strong>, de boorbedrijv<strong>en</strong>, de gebruikers, de adviesbureaus <strong>en</strong> de installateurs.<br />
De belangrijkste discussiepunt<strong>en</strong> war<strong>en</strong> of de thermische balans e<strong>en</strong> primair belang<br />
is <strong>en</strong> bij wie de verantwoordelijkheid ligt van het hal<strong>en</strong> van e<strong>en</strong> thermische balans. Als<br />
laatste was er de stelling of de NVOE het aangewez<strong>en</strong> platform is om richtlijn<strong>en</strong> voor de<br />
thermische balans op te stell<strong>en</strong> <strong>en</strong> deze landelijk geaccepteerd te krijg<strong>en</strong>.<br />
Bij de adviseurs, waarbij ik was ingedeeld, is e<strong>en</strong> heftige discussie losgebarst<strong>en</strong> over het<br />
nut van de thermische balans, e<strong>en</strong>duidigheid is niet bereikt. Ik b<strong>en</strong> van m<strong>en</strong>ing dat het<br />
bereik<strong>en</strong> van e<strong>en</strong> thermische balans niet noodzakelijk is, maar dat er regelgeving moet<br />
kom<strong>en</strong> op de injectietemperatur<strong>en</strong> <strong>en</strong> het thermisch invloedsgebied. Het thermisch invloedsgebied<br />
kan vergelek<strong>en</strong> word<strong>en</strong> met het hydraulische invloedsgebied. Bij e<strong>en</strong> grondwateronttrekking<br />
ontstaat op gegev<strong>en</strong> mom<strong>en</strong>t e<strong>en</strong> ev<strong>en</strong>wicht op <strong>en</strong>ige afstand van de<br />
bron door natuurlijke aanvulling (invloedsgebied), zo zal ook e<strong>en</strong> ev<strong>en</strong>wicht ontstaan voor<br />
de thermische balans door natuurlijke aanvulling of onttrekking van warmte door de bodem<br />
of de atmosfeer. Bov<strong>en</strong>di<strong>en</strong> wordt door e<strong>en</strong> thermische balans te eis<strong>en</strong> het principe van<br />
KWO van <strong>en</strong>ergiebesparing <strong>en</strong> beperking van de CO2-uitstoot ondermijnt. Extra <strong>en</strong>ergie<br />
moet word<strong>en</strong> toegevoegd om de balans te hal<strong>en</strong>, resulter<strong>en</strong>d in e<strong>en</strong> vergrote CO2-uitstoot.<br />
I.p.v. de overtollige koude of warmte in de bodem te loz<strong>en</strong> wordt dit probleem slechts verplaats<br />
naar e<strong>en</strong> ander medium, de lucht, waarbij ook nog e<strong>en</strong>s extra <strong>en</strong>ergie gebruikt<br />
wordt om dit te realiser<strong>en</strong>.<br />
&RQWDFWHQ<br />
Na de discussie heb ik nog met e<strong>en</strong> aantal interessante person<strong>en</strong> gesprok<strong>en</strong>. Met de inleid<strong>en</strong>de<br />
sprekers Martijn van Aarss<strong>en</strong>, Hans Broekhuiz<strong>en</strong> <strong>en</strong> Hans Buit<strong>en</strong>huis heb ik kort<br />
gesprok<strong>en</strong> over hun werkzaamhed<strong>en</strong> <strong>en</strong> ervaring<strong>en</strong>. Aad Melgerd, directeur van AMIC e<strong>en</strong><br />
adviseur op gebouwinstallatiesystem<strong>en</strong>, <strong>en</strong> dhr. R. Theuns van MOS Grondwatertechniek,<br />
e<strong>en</strong> bronn<strong>en</strong>boorbedrijf, stond<strong>en</strong> op<strong>en</strong> voor nadere telefonische toelichting over hun vakgebied.<br />
Als laatste heb ik nog gesprok<strong>en</strong> met Peter Burggraaf <strong>en</strong> Jolanda van Sant<strong>en</strong> van<br />
de afdeling handhaving van de provincie Zuid-Holland over hun bezoek<strong>en</strong> aan KWOsystem<strong>en</strong><br />
in de afgelop<strong>en</strong> maand<strong>en</strong> <strong>en</strong> hun bevinding<strong>en</strong> hieromtr<strong>en</strong>t.<br />
&RQFOXVLH<br />
Afsluit<strong>en</strong>d is te zegg<strong>en</strong> dat het e<strong>en</strong> interessante dag was met goede discussies <strong>en</strong><br />
�¥�
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
�¥�¥�������<br />
��������§� �£¢��<br />
�¥� �����<br />
��� ¤¥����¨§����<br />
�§������§���<br />
�£��������¥�§�������§�<br />
�§�¥�§��������§�����¢������§�����<br />
moeting<strong>en</strong> met person<strong>en</strong> die voor mij van belang kunn<strong>en</strong> zijn bij mijn afstudeeronderzoek.<br />
Bov<strong>en</strong>di<strong>en</strong>, gezi<strong>en</strong> de doelstelling<strong>en</strong> van de provincie Gelderland, is er de kom<strong>en</strong>de jar<strong>en</strong><br />
e<strong>en</strong> voldo<strong>en</strong>de marktpot<strong>en</strong>tieel voor adviseurdi<strong>en</strong>st<strong>en</strong> voor KWO-system<strong>en</strong> te verwacht<strong>en</strong>,<br />
waarbij Witteve<strong>en</strong>+Bos wellicht e<strong>en</strong> rol als adviseur kan gaan vervull<strong>en</strong>.<br />
���
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
/,-67 *(%58,.7( 6
Bijlag<strong>en</strong> rapport : <strong>Meervoudige</strong> <strong>ontwerp</strong>- <strong>en</strong> effect<strong>en</strong>studie van koude-warmteopslagsystem<strong>en</strong> in de binn<strong>en</strong>stad van D<strong>en</strong> Haag<br />
λ�<br />
λ�<br />
grondwater<br />
warmtegeleidingcoëfficiënt<br />
medium (conductie)<br />
J/s/m/°C<br />
warmtegeleidingscoeffici<strong>en</strong>t<br />
korrels<br />
J/m/s/°C<br />
µ dynamische viscositeit water<br />
kg/ms<br />
P aantal warme of koude<br />
bronn<strong>en</strong><br />
-<br />
Q porositeit -<br />
1 Newton kg*m/s 2<br />
������������� ����� ������� ��� ����������� �<br />
Q� effectieve porositeit -<br />
3 maximaal vermog<strong>en</strong> kW<br />
4 maximaal debiet m 3 /h<br />
T darcysnelheid m/d<br />
Q instroming per tijdse<strong>en</strong>heid, m/d<br />
�§������§���<br />
�£��������¥�§�������§�<br />
�§�¥�§��������§�����¢������§�����<br />
per volume e<strong>en</strong>heid<br />
ρ soortelijke dichtheid kg/m 3<br />
5�<br />
ρ�<br />
U straal m<br />
Retardatiefactor -<br />
5 afstand tuss<strong>en</strong> warme bronn<strong>en</strong><br />
of koude bronn<strong>en</strong><br />
m<br />
dichtheid water kg/m 3<br />
ρ� F� =Cf= warmtecapaciteit<br />
vloeistof<br />
J/m 3 /°C<br />
U� � � straal injectiefront m<br />
ρ� dichtheid grond kg/m 3<br />
� U�<br />
��� U� � ���<br />
thermische straal m<br />
thermische straal van e<strong>en</strong><br />
individuele bron<br />
m<br />
σ standaardverdeling conductie<br />
m<br />
6 Sink/source term kg/m 3 6�<br />
��� 9�¨���¨�<br />
/s<br />
specifieke bergingscoëffici<strong>en</strong>t<br />
1/m<br />
W tijd s<br />
7 temperatuur °C<br />
∆7 temperatuurverschil onttrokk<strong>en</strong><br />
<strong>en</strong> geretourneerde<br />
grondwater<br />
°C<br />
temperatuurgradiënt<br />
wateropslagbehoefte<br />
-<br />
m 3<br />
∇7<br />
Y gemiddelde snelheid van<br />
het water<br />
m/d<br />
9 volume geïnfiltreerde vloeistof<br />
m 3<br />
9� volume cilinder m 3<br />
9� e<strong>en</strong>heidsvolume grond m 3<br />
Y��� � effectieve grondwaterstromingsnelheid<br />
m/s<br />
�¥�