Energiebesparende maatregelen

Door de COVID-19 maatregelen zijn veel activiteiten op de Campus de afgelopen periode geannuleerd. Ondanks dat dit heel erg jammer is, hebben ze bij er bij Vrijhof Techniek een positieve draai aan gegeven door de tijd te gebruiken om de oude halogeenlampen in de theaterzalen te vervangen voor LED verlichting. Hierbij is men in het Amphitheater begonnen met het vervangen van alle basis toneelverlichting; in plaats van hoogvermogen spots, waarbij voor elke toepassing een ander kleurfilter geplaatst moest worden, zijn er nu laagvermogen rood – groen – blauw – amber LED spots in gebruik genomen om het toneel in elke gewenste kleur te kunnen zetten, zonder telkens de kleurfilters te moeten vervangen. Daarnaast zijn zogenaamde ‘moving heads’ geïnstalleerd waardoor het nu mogelijk is om op afstand een lamp naar elke gewenste positie te draaien.

De oude halogeen verlichting ligt echter nog gebruiksklaar in de opslag van het theater. Er zullen altijd situaties komen waarbij het wenselijk is om de nieuwe LED verlichting aan te vullen met conventionele verlichting om speciale lichteffecten en/of posities te kunnen creëren. Een voorbeeld kan zijn dat men specifiek vanaf links een groene lamp wil hebben en vanaf rechts een rode, die vervolgens samen een oranje vlek op de vloer creëren. Dit valt met meerkleuren LED natuurlijk ook prima te maken, maar is dan niet meer voor algemeen gebruik beschikbaar tijdens het optreden; de lampen hebben immers die specifieke taak toegewezen gekregen.

Deze modernisering in de theaterzalen van de UT is niet alleen duurzamer, maar ook nog eens gemakkelijker en veiliger in gebruik. Een ander voordeel is dat de LED verlichting niet alleen veel energiezuiniger is, maar dat er ook nog eens veel minder lampen nodig zijn om alle kleurstellingen te kunnen maken. Hieronder kun je een overzicht vinden van de oude en nieuwe situatie, uitgaande van 3 clusters rood/groen/blauw tegenlicht. Omdat de Agora een grotere speelvloer heeft, is hier een extra cluster nodig.

De koudecirkel is een groot vat van 10 meter diep en 36 meter breed waarin ruim 10 miljoen liter koud water opgeslagen wordt. Dit water wordt overdag gebruikt om de aangesloten gebouwen en onderzoeksapparatuur te koelen. De koelmachines koelen het water voornamelijk ’s nachts omdat het te overbruggen temperatuurverschil dan kleiner is, dit bespaart veel energie.

Daarnaast bespaart dit kosten doordat het nachttarief lager is dan het dagtarief. De koele nacht samen met luchtgekoelde koelmachines zorgen ervoor dat het water afkoelt tot ongeveer 8 à 10 graden Celsius. Het koude water is zwaarder en wordt onderin aan het vat toegevoegd. Water dat door het gebouw heen is gepompt komt terug met ongeveer 18 graden Celsius en wordt bovenin het vat toegevoegd. Door het grote temperatuurverschil ontstaat er een 'thermocline'. Deze warme en koude lagen blijven daardoor van elkaar gescheiden. Het warme water isoleert dus als het ware de koude laag water. De koudecirkel heeft een koelcapaciteit van 11 MegaWatt, wat gelijk staat aan de capaciteit van ruim 70.000 koelkasten. De koudecirkel fungeert ook als een opslagbuffer in het geval van een grote brand. Momenteel zijn de gebouwen de Horst, Carré, het Nanolab, de Waaier, de Ravelijn, Hal B, de Zilverling, het Hogedruklab, het Seinhuis en het Teehuis aangesloten op de koudecirkel. 

Deze 10 miljoen liter water moet gezuiverd moet worden om corrosie en aanslag op de koelsystemen te voorkomen. Deze zuivering gebeurt door middel van een helofytenfilter. Een helofytenfilter is een filter dat met behulp van helofyten afvalwater zuivert tot een kwaliteit die onschadelijk is voor het milieu. Helofyten zijn planten die boven water groeien maar met hun wortels in zeer natte grond groeien en kunnen zelf zuurstof naar hun wortels transporteren. 

Achter de Horst liggen twee velden met grind, zand en worteldoek waarop rietplanten zijn geplant. Het vuile water stroomt aan één kant het veld in en zakt door het grind. In de bodem worden de afvalstoffen omgezet in voedingstoffen voor de planten in het filter. Het water dat het filter verlaat is schoon genoeg om weer terug de koudecirkel in te gaan.

De UT heeft verschillende koelmachines om het water dat de gebouwen en onderzoeksapparatuur koelt koud genoeg te maken. De in 2014 in gebruik genomen centrifugale koelmachine is een geavanceerd apparaat. Dit apparaat heeft een capaciteit van 2,8 Megawatt. De centrifugale koelmachine heeft warmtewisselaars op het dak staan om de warmte die de koelmachine produceert kwijt te kunnen. Bij een buitentemperatuur van 8 graden werkt de koelmachine 'gratis' want dan koelen de warmtewisselaars (condensors) voldoende en is er geen mechanische koeling nodig. Dit wordt free-to-air cooling genoemd. Als je kijkt naar de Coëfficiënt of Performance is deze koelmachine extreem goed. Een COP van 3,5 betekent dat er van 1kWh 3,5kWh koude voor geproduceerd wordt. De centrifugaal koelmachine haalt een COP van 7-10. Met de warmtewisselaars op het dak kan de koelmachine de warmte die het produceert kwijt. Gezamenlijk wordt dan een COP van 7 gehaald, dat is bovengemiddeld. De oudere koelmachines hoeven alleen in gebruik te zijn wanneer het heel warm is en dan voornamelijk 's nachts omdat het koelen van de koudere avond/nacht lucht minder energie kost dan de warmere lucht van overdag.

In de gebouwen Carré, Nanolab, Zuidhorst en Meander halen warmtewisselaars energie uit rookgassen. Een condensor in de uitlaat van de stoomketel verwarmt het water in een grote waterbak. Zo wordt het koude drinkwater voorverwarmd met warmte die anders door de schoorsteen zou verdwijnen. Ook wordt zo kalkafzetting en corrosievorming (roest) teruggedrongen en dit levert dan weer een beter rendement op.

De luchtbehandelingskast van gebouw de Spiegel is voorzien van een warmteterugwinsysteem. Afgevoerde binnenlucht is in de winter veel warmer dan de buitenlucht. Een warmtewisselaar draagt de warmte van de afgevoerde (binnen)lucht over aan de instromende koudere buitenlucht. Warmteverlies wordt op deze manier tegengegaan. In de zomer kan dit proces omgekeerd worden uitgevoerd.

Het vraaggestuurd maken van installaties zorgt ervoor dat niet meer energie verbruikt wordt dan strikt noodzakelijk. CO2- en warmtesensoren monitoren de kwaliteit en op basis daarvan wordt de lucht toe- en afvoer ingeregeld. Een voorbeeld: In een van de gebouwen op de campus was het altijd warm. Dat kwam doordat water met een temperatuur van 90C voor de verwarming het hele jaar door de (toevoer)leidingen stroomde. Door de doorgevoerde aanpassingen, stroomt nu alleen heet water door de leidingen als er behoefte is aan warmte: wanneer de verwarming aan gaat.

Studieruimtes en collegezalen worden alleen verwarmd of gekoeld als deze in gebruik zijn en worden vooraf hiervoor verwarmd. Het klimaatbeheersingssysteem haalt hiervoor informatie op uit verschillende reserverings- en rooster-/planningssystemen. Zo worden studieruimtes alleen verlicht als ze geboekt zijn en als er geen reservering geplaatst is, wordt de ruimte niet verwarmd.

Om warmteverlies van het zwembadwater tegen te gaan, worden de zwembaden afgedekt als deze niet in gebruik zijn. Voor het instructiebad zijn zelfs solar lamellen toegepast. Deze lamellen houden de uitgaande warmte tegen en laten inkomende warmte (door zonnestralen die erop schijnen) door.

Warm zwembad- en douchewater door zonnecollectoren

Het zwembad en douche water wordt opgewarmd door 40 zonnecollectoren. De panelen liggen op het dak van de kleedkamer, op de bestaande boiler en op het dakterras.

Zonneboilers voor Sportcentrum

Het Sportcentrum heeft twee zonneboilers met een gezamenlijke capaciteit van 52 GJ op jaarbasis. Met gasgestookte bijverwarming van 1280 m3/jaar (vergelijkbaar met het energieverbruik van één huishouden over een heel jaar) wordt voldaan aan de behoefte.

Wanneer een lamp vervangen moet worden, wordt het vervangen met LED. Indien mogelijk wordt er een beweegmelder toegekend (in laboratoria vanwege veiligheid niet). Hiervoor is jaarlijks een budget gereserveerd in het onderhoudsplan.

De buitenverlichting op de UT is de afgelopen jaren overgeschakeld op dimbare ledverlichting. Zo'n 80% van de lantaarnpalen is nu LED. Per weg, kruising, fietspad of parkeerplaats kan de lichtsterkte ingesteld worden. De verlichting hoeft niet altijd op 100% staan. Veiligheid is hier het belangrijkste aspect, maar door aanpassingen in de intensiteit wordt energie bespaard en voorkomen we onnodige lichtvervuiling.

Het komt voor dat uit gewoonte verlichting aanstaat waar het eigenlijk niet nodig is. Bijvoorbeeld in de dakopbouw, de technische ruimte, van gebouw Carré stond 24 uur per dag de verlichting aan. Dit is aangepast dat deze nu automatisch aan en uitgeschakeld wordt. Ook in het trappenhuis van Ravelijn is de verlichting aangepast. Het trappenhuis moet 24 uur/dag verlicht zijn, maar door van de twee armaturen er slechts één aan te laten wordt voldaan aan de veiligheidseisen en wordt energie bespaard. Dergelijke maatregelen hebben zichtbaar effect op het energieverbruik voor openbare verlichting.

Een klimaatgevel is een glazen façade die als een tweede schil om een gebouw geplaatst wordt. In 2000 is dit bij gebouw Spiegel gerealiseerd. De zon warmt de lucht in de laag tussen de façade en het gebouw op. Dit creëert een warmtebuffer waardoor in de winter minder verwarmd hoeft te worden en het in het voor- en naseizoen behaaglijk blijft. Aan de bovenkant van de façade zitten kleppen. Wanneer de temperatuur buiten 20C is, en de buitentemperatuur ook tenminste 20C, staan deze kleppen open. Het ventileren gaat op natuurlijke wijze: warme lucht stijgt en koelere lucht kan aan de onderkant de gevel instromen. Daarnaast is er zonwering om zoveel mogelijk warmte buiten te houden op warme, zonnige dagen.

CO2-sensoren sturen de luchtverversing aan. Wanneer de CO2-waarde onder de norm blijft, bijvoorbeeld als een ruimte niet in gebruik is, wordt er minder nieuwe lucht toegevoerd als dat niet nodig is. Dit resulteert in minder onnodig energieverbruik. CO2-sensoren beïnvloeden ook het comfort door het binnenklimaat te reguleren (De arbo norm is 1200ppm, terwijl 800 optimaal is).

Door inzichtelijk te maken wat het verbruik is van diverse apparaten, gaan mensen er bewuster mee om. Op de UT zijn allerlei gebruiksapparaten uitgerust met sensoren.

Het doel van deze pilot was om te onderzoeken of Internet of Things devices kunnen worden ingezet bij nieuwbouw en renovaties. Belimo energy valves kunnen een regelklep die verbonden zit aan het Bacnet IP netwerk aansturen, monitoren, bemeteren en bewaken. Deze pilot is succesvol getest in T1300 van de Horst.

Gebruikerscomfort tegen minimaal energieverbruik en zichtbaar en meetbaar maken van klimaatkwaliteit en verbruikte energie. Dat waren de uitgangspunten van een pilot met een nieuwe regel- en optimalisatiestrategie. Deze pilot draait succesvol in een aantal gebouwen op de campus: Waaier (zaal 2) en Vrijhof (Audiozaal, Amphitheater en Agora). Het comfort is merkbaar verbeterd en de tochtklachten zijn verdwenen.

Voor het opslaan van warmte en koude worden Phase Change Materials, een soort thermische accu's, ingezet. In PCM wordt energie opgeslagen voor gebruik op een later moment. PCM’s gedragen zich hier als thermische accu’s en zijn zodoende zeer geschikt om als warmte/koude buffer te fungeren.

In de kelder van Zilverling staat een luchtbehandelingskast die bestaat uit een water-koelbatterij, een PCM-koelbatterij, een toevoerventilator en een afzuigventilator. Phase Change Materials (faseovergangmaterialen) zijn niet brandbare anorganische thermische zouten waarvan de faseverandering van vast naar vloeibaar en andersom wordt gebruikt om warmte/koude op te slaan en af te staan. Door warmte opname uit de omgeving smelt het materiaal en wanneer de warmte weer wordt afgegeven stolt het materiaal.

Een zuurkast is een afgezogen omkasting met verstelbare werkopening (schuifraam) zodat de gebruiker zo min mogelijk wordt blootgesteld aan schadelijke stoffen. Wanneer de zuurkast op de maximale stand staat en de afzuiging vereist is wordt er afgezogen met 650m3, wanneer de kast op de minimale stand staat 250m3. Deze vraaggestuurde afzuiging is in 2018 in Carre gerealiseerd.

Op de vernieuwde Technohal liggen 624 zonnepanelen op de zijbeuk daken (deels gefinancierd uit een SDE subsidie). 

Daarnaast zijn er op de Oosthorst 120 zonnepanelen geplaatst.

Het SlimPark op de UT-campus bestaat uit een zonnedak dat elektrische auto's onder het dak oplaadt. Het is zowel een levend laboratorium als een demonstratielocatie om het optimale gebruik van zonne-energie voor het opladen van elektrische auto's te bestuderen. SlimPark demonstreert de essentie van een microgrid. We wekken zonne-energie op, gebruiken deze energie lokaal voor het opladen en slaan het overschot op in een batterij.