NHS Southend

Ambitieuze Net Zero-doelstellingen

Het NHS Southend-ziekenhuis maakt deel uit van de NHS Foundation Trust in Mid and South Essex (MSE). De trust heeft ambitieuze doelstellingen als het gaat om het koolstofarm maken van het gebouwenbestand, en streeft ernaar om tegen 2025 met minstens 10% koolstofarm te zijn. Het drie verdiepingen tellende Cardigan Building, onderdeel van het NHS Southend ziekenhuiscomplex, is het eerste gebouw dat geoptimaliseerd is met behulp van de Hysopt Software. Het gebouw, een zorginstelling met 700 bedden die onder meer kraamkamers, operatiekamers, afdelingen en een IC-eenheid huisvest, bedient een bevolking van ongeveer 340.000 mensen.

De Trust was al op zoek naar een warmtepompoplossing voor de productie van warm water en koeling als demonstratieproject met een laag koolstofgehalte. Het gebouw zelf is een op zichzelf staand gebouw met een eigen ketelhuis, een watersysteem op lage temperatuur en gasmeting. Het bestaande systeem heeft in zijn bijna 27 jaar bestaan nooit grote updates gekregen. "Het gebouw leek daarom een goede kandidaat om te worden gebruikt als proof of concept voor validatie met de Hysopt Digital Twin”, getuigt Manoj Chohan, hoofd duurzaamheid bij MSE.

‍

Het gebruik van Hysopt's Digital Twin

De Hysopt Optimisation Software werd gebruikt als proof of concept voor de oorspronkelijk voorgestelde warmtepompinstallatie, door een Digital Twin van de bestaande installatie te creëren. De resultaten wezen op hoge bedrijfstemperaturen, lage delta-T's en een hoog pompverbruik als gevolg van hydraulische onevenwichtigheden. Manoj legt uit: "In dit stadium wilden we een fabrikant van elektrische warmtepompen inschakelen. Hysopt was niet alleen in staat om het bestaande distributiesysteem te modelleren, maar ook commentaar te geven op hun aanbevelingen.”

Na de beoordeling van de huidige installatie en het voorgestelde ontwerpconcept voor de warmtepompinstallatie. De Hysopt Digital Twin-software liet het volgende zien:

• Slechts een derde van de koeling die bij de productie van warm water voor huishoudelijk gebruik werd geweigerd, zou worden teruggewonnen om het gebouw in de zomer te helpen koelen.
• De algemene seizoensgebonden prestatiecoëfficiënt was veel lager dan verwacht (3,3 in plaats van >5 voorgesteld door de leverancier). Dit wijst op een duidelijke prestatiekloof tussen beloofde en werkelijke systeemprestaties.
• De voorgestelde warmtepompoplossing zou een totale koolstof- en kostenreductie van 14% opleveren, maar met een ROI van 36 jaar!

Belangrijke kanttekening! De lagere prestaties worden niet veroorzaakt door de warmtepomp zelf, maar door de manier waarop deze hydraulisch in de bestaande installatie zou worden geïmplementeerd.

‍

"Over het algemeen hebben ingenieurs, ontwerpadviseurs of mensen zoals ik de neiging om " like for like " te vervangen.” Dat is het concept, dat is de theorie... en dat blijft bij jou. Met de Hysopt Digital Twin kunt u wetenschappelijk onderbouwde kennis en bewijs leveren om voorgestelde opties te rechtvaardigen of in twijfel te trekken. Voor mij is de toegevoegde waarde dat je geïnformeerd wordt, zodat je iets dergelijks kunt uitdagen of erover kunt discussiëren en dingen kunt invoeren die je anders niet zou doen, of het hele systeem kunt omzetten”, legt Manoj Chohan, hoofd duurzaamheid bij MSE, uit.

‍

"Keuze” ter tafel brengen

Er zijn alternatieve opties toegevoegd aan de reeds gecreëerde Digital Twin van het systeem. De mogelijkheid om de verwarmingsinstallatie te upgraden van een constant naar een variabel debiet werd gemodelleerd en er werd een reeks optimalisatieopties aangeboden. De nieuwe simulatie van het verwarmings- en koelsysteem van het Cardigan-gebouw (vóór de toepassing van warmtepompen) toonde een potentieel van 16% koolstofbesparingen en 21% jaarlijkse energiekostenbesparingen. Dit alles met een ROI van 5 jaar, vanwege de aanzienlijk lagere CAPEX-investeringen! Hoe? Omdat deze optie alleen bestond uit het vervangen van een reeks pompen en kleppen en het herprogrammeren van het energiebeheersysteem van het gebouw — niet de toepassing van een warmtepomp.

‍

"We zijn een ziekenhuis. We moeten ervoor zorgen dat de milieuomstandigheden niet in gevaar worden gebracht. We kunnen niet zeggen dat we een kleinere pomp hebben geplaatst, waardoor we minder energiekosten hebben, maar de helft van het gebouw heeft in de zomer problemen met de comfortomstandigheden. Het Hysopt-ontwerpmodel is behoorlijk innovatief, vanwege de techniek en wetenschap die erachter zitten. Neem het concept, het ontwerp en de fysieke installatie... neem het dan zes maanden en neem dan de lessen mee naar andere gebouwen in de toekomst.”

‍

Warmtepompen: ja of nee?

Het verbeteren van de bestaande installatie door de bestaande hydraulische installatie te optimaliseren, was de logische eerste stap om koolstofbesparingen te realiseren binnen een beperkt budget. Op deze manier wordt het Cardigan Building optimaal voorbereid op een toekomstige integratie van warmtepompen dankzij aanzienlijk lagere bedrijfstemperaturen. Deze zullen het mogelijk maken om niet alleen warmtepompen te integreren voor warm water voor huishoudelijk gebruik, maar ook voor ruimteverwarming, waardoor een kans wordt gecreëerd om veel meer koolstof te besparen!

‍

Een stap verder gaan

De klimaatdoelstellingen van de NHS zijn ambitieus. John Henry, directeur Specialist Services bij MSE, legt uit: "We willen graag vooruitgang boeken op het gebied van innovatie, niet alleen op het gebied van koolstof- en energiereductie, maar ook in de klinische praktijk en verschillende andere technologische gebieden. We willen voorop lopen op het gebied van koolstofarm zijn, en ik heb een plan om vooruitgang te boeken in een ziekenhuis met een laag of nul koolstofgehalte, en om op dat vlak koploper te zijn. We hebben Southend Hospital als ons eerste model genomen.”

Manoj vult aan: "Voor mij is het het opstellen van plannen en apparatuur die zijn ontworpen volgens het technische concept van Hysopt, en uiteindelijk de apparatuur installeren die de benodigde service levert... en dat alles zonder compromissen.” Hij legt uit; "We hebben een groen plan om tegen 2050 netto nul te zijn, dat is afgestemd op nationale programma's. De NHS heeft het iets strakker en ambitieuzer verwoord en kijkt naar 2040 om emissies te beïnvloeden op scope 1 en 2, en uiteindelijk 2045 voor de hele scope 3-toeleveringsketen”.

‍

"Wat dit werk met Hysopt en de bijbehorende optimalisatiesoftware heeft opgeleverd, heeft ons weer controle gegeven over ons ontwerp en de inbedrijfstelling, en naar mijn mening moet Trusts de rol van geïnformeerde klant terugwinnen”, besluit John Henry, Director of Specialist Services bij MSE.