Warmtepompen dragen bij aan energetisch én comfortabel binnenklimaat in nieuwe vleugel MercachemSyncom

Dankzij de bouw van een nieuwe vleugel bij hoofdkantoor KKB1 in Nijmegen in 2018 heeft chemisch laboratorium MercachemSyncom weer voldoende ruimte om te groeien. Bovendien is een nieuwe werkplek gecreëerd voor de circa 40 medewerkers, die daarvoor hun syntheses uitvoerden in een nevenvestiging op de universiteitscampus in Nijmegen. Nieuwbouw KKB2 omvat laboratoriumruimtes, kantoor- en vergaderruimtes, magazijn-, opslag- en archiefruimtes, een ontvangstruimte, personen-/goederenliften en een verbindingsbrug naar de bestaande bouw. KKB1 en KKB2 zijn beiden ontworpen door Adviesbureau Becks, waarbij het adviesbureau tekende voor de gebouwgebonden W- en E-installaties. Van het ontwerp tot en met de aanbesteding en vergunningsaanvragen en inclusief de directievoering op de bouw. 

Nieuwbouw KKB2 omvat laboratoriumruimtes, kantoor- en vergaderruimtes, magazijn-, opslag- en archiefruimtes, een ontvangstruimte, personen-/goederenliften en een verbindingsbrug naar de bestaande bouw.

MercachemSyncom is een Nederlandse Contract Research Organisatie. Met haar scheikundige expertise ondersteunt zij farmaceutische en biotechnologische bedrijven wereldwijd in hun zoektocht naar nieuwe medicijnen. “Een perfecte afstemming van design, ergonomie én binnenklimaat zijn hiervoor onontbeerlijk”, vertelt Bart van den Heuvel, Engineer bij Adviesbureau Becks. “Om hier optimaal invulling aan te geven, hebben wij in nauwe samenwerking met MercachemSyncom het Programma van Eisen voor de nieuwbouw en de ervaringen uit de bestaande bouw beoordeeld en geactualiseerd. Speciale aandacht werd besteed aan de integratie van de zuurkasten in het ventilatiesysteem. Ook golden er specifieke vocht-, temperatuur-, geluids- en comforteisen. Om contaminatie in de laboratoriumruimtes te voorkomen, was een goede drukhiërarchie essentieel.”

Alle laboratoriumruimtes worden 24/7 op onderdruk gehouden, waarbij meer lucht wordt afgezogen dan wordt toegevoerd, vertelt hij. “Omdat de zuurkasten bij het open- en dichtgaan de luchthuishouding sterk beïnvloeden, gebeuren ventilatie en bevochtiging volledig vraaggestuurd.”

Met het 4-pijps warmtepompsysteem van Western Airconditioning kan gelijktijdig gekoeld én verwarmd worden.

Gelijktijdig koelen en verwarmen

In aanvulling op het Programma van Eisen heeft Adviesbureau Becks een ruimtelijke inventarisatie gemaakt, waarbij per ruimte het gebruik en bijbehorende interne warmtelast, luchtdebieten, etc. inzichtelijk zijn gemaakt. “Uit deze inventarisatie is o.a. gebleken dat de processen en installaties in de laboratoria een hoge warmtelast veroorzaken (tot wel 470 W/m² in één specifieke labruimte), die voor een groot deel moet worden weggekoeld. Ook in de wintermaanden, wanneer in de kantoorruimtes juist een warmtevraag heerst. Om hier goed invulling aan te geven, zijn we op zoek gegaan naar een opwekkingsinstallatie die deze energie kan overdragen. Deze oplossing werd gevonden in het 4-pijps warmtepompsysteem van Western Airconditioning, waarmee gelijktijdig gekoeld én verwarmd kan worden.” Western Airconditioning dacht actief mee over de fijne afstemming in dit project, werd door Adviesbureau Becks voorgeschreven in het bestek en kreeg de levering van een 4-pijps lucht/water-warmtepomp gegund. Ook heeft de firma uit Hoevelaken een 2-pijps lucht/water-warmtepomp mogen leveren, waarmee energetisch verwarmd óf gekoeld kan worden.

Optimale energie-efficiëntie

Behalve aan de klimaatcondities werden hoge eisen gesteld aan het energieverbruik, vertelt Van den Heuvel. “Uitgangspunt in ons ontwerp was om de vrijgekomen warmte uit de laboratoria niet zomaar af te geven aan de buitenlucht, maar om deze duurzaam terug te winnen. Een deel van de lucht wordt hierom afgezogen en uitgewisseld door de luchtbehandelingskasten, terwijl het andere deel wordt benut door de 4-pijps warmtepomp. Een optimale energie-efficiëntie is het resultaat.” 

De 4-pijps lucht/water-warmtepomp heeft een koelvermogen van 105 kW in zomerbedrijf en een verwarmingsvermogen van 107 kW in winterbedrijf, vertelt François van Gorkom, Accountmanager bij Western Airconditioning. “Het rendement van de warmtepomp is hoog, met een EER van 3,5 voor koelen en een COP van 3,9 voor verwarmen. Maar het hoogste rendement (TER) wordt verkregen als de vrijgekomen warmte uit het koelproces wordt afgestaan aan het circuit van het warme water. Dan wordt een rendement van 7,62 gehaald.” Beide warmtepompen zijn gekoppeld aan een warm en koud buffervat. Circulatiepompen dragen zorg voor een vraaggestuurde afgifte van warmte en koude aan de afgiftesystemen.

Plaatsing van de warmtepompinstallatie.

Geen onderbreking van het verwarmingsproces

“Zowel de 4-pijps als de 2-pijs warmtepompen beschikken over twee gescheiden koudemiddelcircuits die niet alleen zorgen voor een lagere koudemiddelinhoud per circuit, maar ook voor een optimale betrouwbaarheid”, vertelt Van Gorkom. “De koudemiddelcircuits functioneren onafhankelijk van elkaar. In een wintersituatie kan slechts één circuit per keer in de ontdooicyclus gaan, waardoor te allen tijde warmte kan worden doorgeleverd aan het systeem. Onderbreking van het verwarmingsproces is dus niet aan de orde.” Bovendien hebben de warmtepompen zeer lage aanloopstromen en een minimaal elektrisch verbruik. Een uitkomst, volgens Van Gorkom en Van den Heuvel, omdat de geleverde elektra vanuit het nutsbedrijf beperkt was.

Inmiddels is de nieuwbouw een jaar in gebruik. Alle gebouwgebonden installaties worden zorgvuldig door Adviesbureau Becks gemonitord en waar nodig nog geoptimaliseerd, om te borgen dat MercachemSyncom daadwerkelijk ontvangt wat hen aan de voorkant is beloofd.