Warmteoverdracht drinkwaterleidingen

Door opwarming van de bodem rond een drinkwaterleiding kan de temperatuur van het drinkwater oplopen tot boven de 25 °C, waardoor het water niet meer voldoet aan de eisen van het Drinkwaterbesluit. Dit komt incidenteel plaatselijk voor tijdens een hittegolf, maar kan mogelijk eerder optreden als er een warmteleiding of elektriciteitskabel in de buurt van de waterleiding ligt. De combinatie van een langere periode met warm weer en naburige warmtebron kan kritisch zijn in dit verband.

De verwachting is dat de aanleg van warmteleidingen in de ondergrond sterk zal toenemen in verband met geplande stadsverwarmingsprojecten en met de sterke groei van Warmte-koude opslag (WKO) in Nederland.

De grootste opwarmrisico’s kan men verwachten bij leidingen met relatief grote verblijftijd van drinkwater, dus bij de distributieleidingen naar de eindgebruikers.

Beheersen van ongewenste opwarming van drinkwaterleidingen

Drinkwaterleidingen kunnen ongewenst opwarmen door hittegolven, warmteleidingen en elektriciteitskabels. In dit project wordt een ontwerp-rekenmodel ontwikkeld. Voor nieuwe situaties leidt deze methodiek tot aanbevolen afstanden tussen waterleidingen en warmteleidingen of elektriciteitskabels. Voor bestaande situaties wordt het rekenmodel zodanig opgezet dat het in een vervolgtraject ook operationeel gebruikt kan worden in een (early-warning) voorspellingssysteem om de drinkwatertemperatuur en –kwaliteit te beheersen en tijdig maatregelen te kunnen nemen om te hoge temperaturen te voorkomen.

Modelleren van drinkwatertemperatuur in het net onder invloed van elektriciteitskabels en warmtenetwerken

Dit toegepaste onderzoeksproject wordt uitgevoerd door Deltares en KWR, waarbij veldmetingen, uitgevoerd bij betrokken waterbedrijven gebruikt worden voor validatie.

Ten eerste wordt 2D-modellering van de bodem rondom een drinkwaterleiding met warmtebelasting vanaf het maaiveld en vanuit een naburige parallelle warmteleiding (of elektriciteitskabel) uitgevoerd. De warmtebelasting vlak onder het maaiveld is afkomstig van het 1D-bodem-opwarm-model, dat in het TKI Calorics project ontwikkeld is. De resultaten van het 1D Calorics model en het 2D-model worden vergeleken. Daarna wordt het WANDA Heat model (Deltares) uitgebreid met een dynamische modellering van de bodemschil in 2, 3 of 4 delen, waardoor de dynamische opwarming en afkoeling van deze bodemschil rond de waterleiding correct gemodelleerd kan worden onder invloed van warmtefluxen vanaf het maaiveld en een zijdelingse warmteflux vanuit een warmteleiding of elektriciteitskabels. Reeds beschikbare veldmetingen worden gebruikt om de verbeterde modellering te toetsen. Indien nodig zal een beperkte en gerichte meetcampagne opgezet worden.

Adviseren over minimaal afstanden tussen drinkwaterleidingen en warmteleidingen dan wel hoogspanningskabels

Op basis van de gevalideerde modellen worden aanbevelingen gedaan voor verbetering van de ontwerpmethodiek met betrekking tot minimaal aanbevolen afstanden tussen drinkwaterleidingen en warmteleidingen dan wel elektriciteitskabels.

Dit is de basis voor een concept Nederlandse Technische Afspraak (NTA) waarmee de resultaten landelijk kunnen worden toegepast.