Twaalf jaar geleden begonnen ingenieurs Filip Jorissen en Damien Picard aan de KU Leuven een onderzoeksproject om efficiënter te verwarmen met betonkernactivering. Nu is hun digital twin een start-up, Builtwins, waarmee ze allerlei gecombineerde verwarmings- en verluchtingssystemen beter aansturen en zo energie en geld besparen.
Filip Jorissen, jullie bouwen een digital twin van een gebouw, om de verwarming beter te doen werken.
'We werken aan de koeling, verwarming en ventilatie van grote gebouwen - en soms ook nog aan de zonwering. We zoeken hoe die zo energiezuinig mogelijk kunnen samenwerken voor hetzelfde comfort aan een zo laag mogelijke energiekost.'
'Een typisch gebouw heeft een stooklijn die naargelang de buitentemperatuur bepaalt welke temperatuur de vloerverwarming moet hebben. Wij daarentegen maken een virtuele kopie van de werkelijkheid, een digital twin. We nemen dat serieus en modelleren elke component dat van belang is: elke klep, elke warmtepomp, elke ventilatiegroep.'
'De regelsignalen van het gebouw: warmtepomp aan of uit, welke klep staat open, welke is toe,… hebben we in een wiskundige doos gestopt. Daar doen we honderden testjes op. Het model gaat voorspellen wat de temperatuur in het gebouw is, op basis van de regelingen. Die informatie gebruiken we nadien om het gebouw aan te sturen.'
Waar komt het systeem vandaan?
'Wij zijn nu bijna twee jaar bezig met de Builtwins, maar al twaalf jaar met het onderzoek. Wij hebben een doctoraat gedaan aan de ingenieursfaculteit, departement werktuigkunde. Toen we begonnen was de aansturing gefocust op betonkernactivering.'
'Bij betonkernactivering verwarmt men het gebouw met de betonplaten in de vloeren tussen de verdiepen. Zo kan je op een lage temperatuur verwarmen, want je hebt een groot warmtewisselend oppervlak. Gecombineerd met een geothermisch boorveld kan de warmtepomp zes keer meer warmte produceren dan dat je er energie en elektriciteit in moet insteken. Het enige probleem is dat die betonkernactivering heel traag is. Het duurt lang eer het opgewarmd is, en eer het afkoelt. Dus je moet anticiperen. Als binnen twee uur de zon gaat schijnen, moet je nu al aan het koelen zijn. De bestaande regelstrategieën kunnen daar niet mee om, dus er moest een andere oplossing komen.'
Maar uw systeem werkt ook voor andere verwarming?
'Installaties voor de verwarming, ventilatie en koeling van grotere gebouwen worden steeds complexer met combinaties van verschillende technieken, verschillende soorten energieproductie en opslag: warmtepomp, warmtekrachtkoppeling, geothermie… Die installaties werken vaak inefficiënt omdat de regeling tekort schiet om alles optimaal te laten samenwerken.'
'Ook de dynamische elektriciteitsprijzen vinden stilletjes hun ingang. 's Nachts kunnen voorverwarmen wordt daardoor plots interessant. Dat kunnen wij heel efficiënt regelen.'
'Ik heb al in het begin van mijn onderzoek gezegd dat ik impact wil hebben en wil kunnen bijdragen aan de maatschappij. Wij hebben iets dat je wereldwijd kan inschakelen zonder al te veel moeite. Er loopt nu heel veel mis in gebouwen. Als we veel energiezuiniger kunnen leven met hetzelfde comfort en voor dezelfde prijs, krijgen we mensen gemotiveerd.'
