Renovering og varmepumper Smart grid og lavtemperaturfjernvarme

Transkript

1 December 2012 Renovering og varmepumper Smart grid og lavtemperaturfjernvarme Teknologisk Institut Energi og Klima 1

2 Renovering og varmepumper Smart grid og lavtemperaturfjernvarme Lars Olsen Energi og Klima Teknologisk Institut December

3 Indholdsfortegnelse Resumé... 4 Indledning Analyse af afbrydelighed Beskrivelse af bygningsmodel Resultater af beregninger Varmeakkumulering i buffertank Andre undersøgelser Samlet vurdering Analyse af lavtemperaturfjernvarme Lavtemperaturfjernvarme Fremløbstemperaturer og legionella Forsyningsmuligheder Løsninger på legionellaproblem Referencer Bilag 1. Forudsætninger og resultater fra beregninger Bilag 2. Temperaturfordeling i beregningsmodeller Bilag 3. Fordeling af varmetilførsel i beregningsmodeller

4 Resumé I rapporten er mulighederne for at anvende varmepumper ved energimæssig renovering af enfamiliehuse analyseret i forhold til at opnå en mere fleksibel elanvendelse som passer i en smart grid løsning. Der er foretaget beregninger med BSim-programmet af udvalgte bygningsmodeller af et enfamiliehus for at bestemme hvor meget varme det er muligt at lagre i den termiske masse i bygningskonstruktionerne. Der er set på varmelagring i to eller fire timer ved enten at stoppe varmepumpen eller ved at sænke setpunktstemperaturen med 2 K. Tilsvarende er der beregnet konsekvenser af at forcere varmetilførslen til bygningen. Mulighederne for at anvende en egentlig akkumuleringstank til at lagre varme er også vurderet. I rapporten er muligheder for at anvende varmepumper i forbindelse med lavtemperaturfjernvarme også diskuteret og vurderet. De lave varmtvandstemperaturer medfører risiko for legionellaproblemer. Der ses på mulighederne for at fjerne risikoen i forbindelse med det varme brugsvand ved enten at varme dette op til en tilstrækkelig høj temperatur eller sikre, at der kun forekommer små vandvolumener med stillestående vand. Undersøgelserne peger på, at der vil være gode muligheder for at udnytte varmelagring i bygningskonstruktionerne til varmelagring ved at tillade relativt beskedne ændringer af rumtemperaturerne i størrelsesordenen 1 2 K. Anvendelse af deciderede vandbeholdere til varmelagring vil være en mulighed, men må forventes at give en dårligere økonomi end ved varmelagring i bygningskonstruktionerne. Sammenlignes de to teknologier kan det siges, at varmelagring i bygningskonstruktionerne kræver en accept af beboerne, mens varmelagring i separate vandbeholdere vil have større installations- og driftsmæssige omkostninger bl.a. pga. varmetab fra beholderne. Der er peget på løsninger, hvor varmepumper kan anvendes i forbindelse med lavtemperaturfjernvarme til at hæve temperaturen af det varme brugsvand til de ønskede temperaturer. Derved kan også eventuelle legionellaproblemer reduceres. Der er også peget på, at anvendelse af varmevekslere og små vandvoluminer kan vise sig at være løsningen på legionellaproblemet. 4

5 Indledning Nærværende rapport er bestilt og finansieret af Energistyrelsen. Formålet med rapporten er, i forbindelse med udarbejdelse af en strategi for renovering af bygninger, dels at kunne vurdere mulighederne for at udnytte smart grid i enfamiliehuse ved hjælp af varmepumper og dels at analysere problematikken omkring opvarmning af varmt brugsvand i forbindelse med lavtemperaturfjernvarme. Smart grid konceptet giver mulighed for øget fleksibilitet i elforbruget, idet der skabes et dynamisk samspil mellem elsystem og forbrugere gennem måling, styring og automatik i elnettet og hos forbrugerne. Det vil der være behov for, når der fremover vil være en øget andel af vindmølle- og solcellebaseret strøm. Dette giver en meget mere svingende produktion af el end tidligere, ligesom der sjældent er balance mellem produktion og forbrug. For at kunne benytte smart grid konceptet på en hensigtsmæssig måde skal der være et væsentligt elforbrug, da det kan være vanskeligt få tilstrækkeligt økonomisk incitament ved lille elforbrug. Det er derfor ønskeligt at se specielt på enfamiliehuse, hvis der foretages opvarmning ved hjælp af varmepumper, idet der her vil være et relativt stort elforbrug. I de kommende år kan der forventes installeret et stort antal varmepumper i Danmark især i bygninger, som ikke har eller kan få installeret fjernvarme. Fleksibilitet kan opnås ved at styre varmepumperne, så de enten tilfører varme til et varmelager, eller stoppes så der alene afgives varme fra et varmelager. Princippet i styringen kan enten være i form af signaler fra elforsyningsselskabet som styrer den enkelte varmepumpe eller i form af prissignaler for den nærmeste efterfølgende periode som giver mulighed for, at en lokalt placeret styreboks kan regulere varmepumpen efter de forventede elpriser. Det er derfor relevant at se på løsninger, som muliggør afbrydelighed eller forceret aftag af el i et antal timer. Det kan gøres ved, at der er mulighed for varmelagring enten ved hjælp af en akkumuleringstank eller ved at udnytte bygningskonstruktionernes indbyggede mulighed for varmelagring. Krav til en varmelagringsmulighed kan evt. inkluderes i kravene i Bygningsreglementet for at sikre tilstrækkelige muligheder afbrydelighed af el i forbindelse med opvarmning. En anden problemstilling, som analyseres i rapporten, er mulighederne for anvendelse af lavtemperaturfjernvarme. Ved at udnytte fx overskudsvarme fra virksomheder, der ofte vil have en relativt lav temperatur i forhold til traditionel fjernvarme, kan det også være muligt at forsyne eksisterende enfamiliehuse på store grunde og nye boligområder med fjernvarme. Problemstillingerne ved en lav fjernvarmetemperatur er, at de eksisterende installationer ikke er dimensioneret til de lave fremløbstemperaturer, og at der kan være en problemstilling med legionella, der trives ved lave fremløbstemperaturer. Hvis det ikke er muligt at løse legionellaproblematikken, kan varmepumper benyttes til at hæve temperaturerne af det varme brugsvand, så problemer med legionella undgås. 5

6 1. Analyse af afbrydelighed 1.1 Beskrivelse af bygningsmodel For at undersøge mulighederne for afbrydelighed er der foretaget beregninger af en modelbygning der svarer til et enfamiliehus. Bygningens udformning er varieret på forskellige parametre for at finde effekten af afbrydelse af varmetilførslen i forskellige bygningstyper og på forskellige tidspunkter. Bygningsmodellen er vist på fig. 1 og illustrerer et enfamilehus. Fig. 1 Beregningsmodel af enfamilehuse i BSim beregninger. De vigtigste forudsætninger i modellen er vist i tabel 1 samt i tabel 1 i bilag 1. Enfamliehuset er i et plan med en række rum. Det opvarmede etageareal er 122 m 2. Bygningens termiske zoner er opdelt i stuen, soveværelset, badeværelset og andre rum. Varmekapaciteten er varieret fra en let model med træ indvendigt til en tungere model som har et loft af beton, mursten på indersiden af ydervægge og i skillevægge samt et betongulv. Varmekapaciteterne på indersiden af isoleringen er således henholdsvis 25 og 184 Wh/(m 2 K). Disse varmekapaciteter vurderes at dække et rimeligt bredt spektrum for enfamliehuse. Det er muligt at have en større varmekapacitet ved en yderligere brug af tunge materialer som fx beton eller evt. faseændrende materialer. Valget af bygningsmodeller bygger på ønsket om at se betydningen af forskellige varmekapaciteter i bygningerne. Der kan også defineres en bygningstype som bedre repræsenterer et gennemsnit af bygningstyper. Dette vil dog kræve en række nye beregninger. I modellen er benyttet en isoleringstykkelse på ca. 100 mm i ydervægge i referencesituationen. 6

7 Ved bygninger, som er bedre isolerede end de beskrevne, vil der være en større tidskonstant. Dermed vil rumtemperaturerne ændre sig langsommere og der vil kunne opnås en afbrydelse eller forcering af varmen i længere tid. Tilsvarende vil den flyttede varmeeffekt være mindre. Som udgangspunkt er bygningen opvarmet til 21 C. Der foretages beregninger af konsekvenser af afbrydelighed af varmen og også den modsatte situation at varmetilførslen forceres. I disse tilfælde opereres med forskellige situationer: Varmetilførslen stoppes i et antal timer. (2 og 4 timer) Varmetilførslen stoppes indtil temperaturen er sænket med 2 K og rumtemperaturen 19 C er opnået, hvorefter denne temperatur holdes. Varmetilførslen forceres i et antal timer. (2 og 4 timer). Varmetilførslen forceres indtil temperaturen er hævet med 2 K og rumtemperaturen 23 C er opnået, hvorefter denne temperatur holdes. De 2 og 4 timer, der er valgt, vurderes umiddelbart som mest relevant for at klare de døgnmæssige variationer i elforbruget. Men undersøgelsen kan udvides med at regne på længere tidsrum, fx 8 timer eller et døgn. Afbrydelsen af varmetilførslen er i beregningerne foretaget efter midnat. Dette må anses som et tidsrum på døgnet, hvor der er et stort varmebehov, samtidig med at der om natten kan forventes en relativt lav efterspørgsel på el fra industri og husholdninger og ingen el fra solceller. I dette tidsrum vil elpriserne typisk være lavere end om dagen, så derfor vil en forcering af varmetilførslen være mest relevant om natten. Elprisernes døgnforløb er typisk at der er lave priser om natten. De stiger i løbet af morgenen og er høje hen over dagen med et mindre dyk sent eftermiddag for derefter at stige og toppe kl. 18. Derefter falder priserne igen til næste morgen. Der kan naturligvis også udføres beregninger med afbrydelse eller forcering på andre tidspunkter af døgnet for at se effekten af fx betydning af solindfald mv. Størrelsen af den flyttede varme kan forventes at være lidt mindre, hvis der sker en afbrydelse om dagen end hvis den sker om natten. Der kan også tænkes scenarier, hvor temperaturerne fx følger prisudviklingen over døgnet, og der kan tænkes forskellige krav til rumtemperaturer i de forskellige typer af rum. Der er regnet med opvarmning i perioden september til maj (inklusiv). Ændringerne af setpunkterne er foretaget i hvert døgn af året i denne periode. Der vil sandsynligvis på et senere tidspunkt blive mulighed for at regne med mere varierende varmetilførsler i BSim, idet det er planen at introducere indlæsning af setpunkter som en variabel. Dette vil muliggøre, at opvarmningen kan følge simulerede prissignaler, der fx følger elproduktionen fra vindmøller. Men de valgte varierende setpunkter vil give et godt udtryk for mulighederne for at ændre rumtemperaturerne. Den ændring af rumtemperaturerne, der kan accepteres, er vurderet til at ligge i området ± 1-2 K. Det forventes at der altid vil kunne accepteres temperaturvariationer på ± 1 K. I nogle tilfælde vil der kunne accepteres en temperaturvariation på ± 3 K. Specielt i perifere rum med begrænset ophold vil der kunne forventes accept af større temperaturvariationer eller i rum der i perioder fx om natten ikke forventes at opholde sig personer. Det skønnes derfor at den gennemsnitlige acceptable temperaturvariation er på ± 2 K. Størrelsen af kapaciteten af varmepumpen svarer til 80 % af det dimensionerende varmetab på 8 kw. Det er undersøgt om rumtemperaturen kan holdes med denne nominelle effekt. I bilag 2 fig. 1 7

8 vises at det er kun meget få timer i året hvor rumtemperaturen bliver lidt lavere end setpunktstemperaturen. Stue Andre rum Sovevær. Badevær. Sum Enhed Sum pr. areal Effekt pr. areal Areal 37,3 60,6 12,5 12,1 122,5 m² Solindfald kwh 19 kwh/m² 2,8 W/m² Personer kwh 6 kwh/m² 1,0 W/m² Udstyr kwh 22 kwh/m² 3,4 W/m² Sum, tilskud kwh 47 kwh/m² 7,2 W/m² Infiltration kwh 47 kwh/m² 7,2 W/m² Transmission kwh 100 kwh/m² 15,3 W/m² Sum, tab kwh 147 kwh/m² 22,5 W/m² Opvarmning kwh 101 kwh/m² 15,4 W/m² Tabel 1. Areal af de fire zoner, varmetilskud til bygning, varmetab og eksempel på opvarmningsbehov opgjort som summer og per areal, beregnet for opvarmningssæson (9 mdr.). 1.2 Resultater af beregninger Med den ovenfor beskrevne beregningsmodel er der foretaget en følsomhedsanalyse, som viser konsekvenserne ved afbrydelse eller forcering af varmetilførslen til rumvarmeanlæg. Blandt de parametre der må anses for at være mest interessante er: - Flytning af varmeforbrug fra en periode til en anden. - Ændring af det samlede varmeforbrug. - Temperaturmæssige konsekvenser Hovedresultaterne er vist i nedenstående tabel 2. Der er endvidere vist en række delresultater i bilag 1, 2 og 3. Model Varmetab Tidskonstant Grænsetempeatur i periode W/K h C h kw kwh kwh kwh Let , , ,30 0,23 Let , , ,33 0,28 Let , , ,91 0,10 Let , , ,55 0,15 Tung 191,6 117, , ,25 0,11 Tung 191,6 117, , ,28 0,10 Tung 191,6 117, , ,28 0,10 Tung 191,6 117, , ,25 0,13 Tabel 2. Resultater ved beregning af de lette og tunge bygningsmodeller ved varierende afbrydelse af opvarmning og forceret opvarmning. De enkelte kolonner i tabel 2 viser: Periodelængde Kapacitet Varme Flyttet af varmeanlæg alt (refe periode tilført i varme i rence) Ændret varmeforbrug, totalt Nøgletal, flyttet varme Nøgletal, varmeforbrug 8

9 Model: Tung eller let bygningsmodel Varmetab: Specifikt varmetab (W/K) Tidskonstant: Bygningens tidskonstant (ved opvarmning). Bestemt som forholdet mellem bygningens varmekapacitet og det specifikke varmetab. (h) Grænsetemperatur i periode: Setpunktstemperatur i periode med ændret opvarmning ( C) Periodelængde: Længde af periode med ændret setpunkt (h) Kapacitet af varmeanlæg: Maksimal ydelse af varmeanlæg (kw) Varme tilført i alt (reference): Varme afgivet fra varmeanlæg i referencemodel uden setpunktsændringer (kwh) Varme i periode, ændret temp.: Varme afgivet fra varmeanlæg i periode med ændret setpunktstemperatur (kwh) Varme uden for periode, normal temp.: Varme afgivet fra varmeanlæg i periode med normal setpunktstemperatur (kwh) Flyttet varme i periode: Varme flyttet i periode med ændret opvarmning i model med ændret setpunktstemperatur i forhold til model med uændret setpunktstemperatur (kwh) Ændret varmeforbrug, totalt: Reduktion i varmeforbrug i model med ændret setpunktstemperatur i forhold til model med uændret setpunktstemperatur (kwh) I tilfældet med lavere setpunktstemperaturer er det muligt at flytte et væsentligt varmeforbrug, både i den lette og i den tunge model fra de valgte perioder med ændrede setpunktstemperaturer til de øvrige perioder med uændrede setpunktstemperaturer. Tilsvarende er det muligt at flytte et væsentligt forbrug ved hævede setpunktstemperaturer. For at vurdere det flyttede varmeforbrug kan dette relateres til, hvor stort det flyttede varmeforbrug er i forhold til det samlede varmeforbrug. Dette forhold kan desuden relateres til, hvor mange timer setpunktsændringen udgør pr. døgn. Nøgletal, flyttet varme = (Flyttet varme i periode/varme tilført i alt) /(antal timer med ændret setpunkt/24 timer) Dette nøgletal kan benyttes til at karakterisere, hvor effektiv flytningen af varmeforbruget er, og om der er barrierer for flytningen af varmeforbruget. I de fleste af de beregnede tilfælde opnås nøgletal på mellem 0,9 og 1,35 (den numeriske værdi). Der er dog et enkelt tilfælde ved den lette model, hvor nøgletallet er 0,55. Årsagen til at nøgletallene er over 1 skyldes, at en relativt større andel af opvarmningsbehovet ligger i nattetimerne Sammenlignes den lette og den tunge bygning ses stor forskel på variationen i værdierne. I de tunge bygningsmodeller er variationen mellem 1,25 og 1,28 (numerisk). At variationen ikke er større skyldes at varmelagringen foretages effektivt i de gennemregnede tilfælde. I de lette bygningsmodeller er variationen mellem 0,55 og 1,33 (numerisk). Årsagen til tallet på 0,55 for den lette bygning skyldes, at temperaturgrænsen på 23 C hurtigere opnås, end ved den tunge model, og at det derved ikke er muligt at forcere varmetilførslen i så stort et omfang. 9

10 En tilsvarende forklaring kan gives for nøgletallet på -0,91 hvor temperaturgrænsen på 19 C relativt hurtigt nås i den lette model hvorefter der skal foretages opvarmning. At nøgletallene uden varmetilførsel i 4 timer er lidt større i den lette end i den tunge bygningsmodel, men dog sammenlignelige, kan forklares med et lidt større varmetab i den lette end i den tunge bygningsmodel Nøgletallene kan bl.a. benyttes til at se betydningen af om der anvendes en temperaturgrænse eller ikke og betydningen af bygningens varmelagringsevne. Det næste nøgletal viser ændringen i det samlede forbrug af varme: Nøgletal, varmeforbrug = Ændret varmeforbrug/ Flyttet varme i periode Dette tal siger bl.a. noget om, hvor meget det samlede varmeforbrug ændrer sig. En væsentlig årsag til ændring af varmeforbruget er ændringer i temperaturforskellen mellem rumtemperaturer og det fri. I tilfældet med sænkede setpunktstemperaturer er der tale om en varmemæssig besparelse, mens der ved forceret opvarmning er tale om et merforbrug af varme. Tallene ligger i de udførte beregninger i området 10 % til 28 %. Værdierne varierer mere og er generelt større i den lette model end i den tunge model. Dette kan forklares med de hurtigere temperaturændringer i den lette model. Nøgletallene kan især være interessante i tilfælde af et forceret varmeforbrug. Her koster det et ekstra energiforbrug på mellem 10 % og 15 % af den flyttede energi. Dette ekstra energiforbrug skal betales af den besparelse der opnås ved at flytte forbruget. Omvendt er der tale om en besparelse ved at sænke energiforbruget i en periode som kan lægges oven i den besparelse der er ved at flytte energiforbruget. De fremkomne nøgletal for varmeforbrug ses ikke som en hindring af eller en meget stor fordel for fleksibilitet i elforbruget. Der vil dog være en større tilskyndelse til at flytte forbrug ved at reducere forbruget i en periode end ved at forcere forbruget i en periode. I bilag 2 er vist de akkumulerede temperaturer for en række af de lette modeller. Det ses at ved 2 timers afbrydelse af opvarmningen i den lette model (bilag 2, fig. 2 og 4) opnås der stort set ikke lavere temperaturer end hvis der er en grænse på 19 C. Er varmetilførslen afbrudt i 4 timer i den lette model (bilag 2, fig. 3 og 4), er der lidt flere timer som har temperaturer under 19 C. Den laveste temperatur er ca. 16 C, hvilket kun optræder i få timer. Anvendes forceret opvarmning i 4 timer i den lette model (bilag 2, fig. 5) ses der et stort antal timer med temperaturer i intervallet 21 til 23 C. I bilag 3 er vist de akkumulerede fordelinger af effekttilførslen af varmen for både de lette og tunge modeller ved henholdsvis at sænke og hæve setpunkterne til henholdsvis 19 C og 23 C i fire timer. For alle tilfældene ses det, at der er en næsten lineær fordeling, men med et lille antal timer med maksimal effektafgivelse og et relativt stort antal timer uden varmetilførsel. Det ses at der er mange timer, hvor den maksimale effektafgivelse ikke giver nogen begrænsninger. 10

11 1.3 Varmeakkumulering i buffertank Ud over varmelagring i bygningskonstruktionerne vil det også være muligt at foretage varmelagring i en buffertank. Der kan tænkes forskellige anvendelser af en buffertank. Skal opvarmningen ske ved hjælp af en varmepumpe, er det normalt ikke muligt at anvende en højere buffertanktemperatur end 60 C. Dette er bl.a. af hensyn til begrænsninger i driftsområdet for varmepumper. Der vil være væsentligt større belastning og deraf følgende slid på varmepumperne, hvis der skal produceres varme ved en højere temperatur. Desuden sker der en reduktion af varmepumpernes effektivitet jo højere temperatur varmen skal produceres ved. Hvis der anvendes en elpatron vil lagertemperaturen kunne hæves til ca. 90 C. Denne metode vil dog give en væsentlig dårligere udnyttelse af den anvendte el, ca. en faktor 3, end hvis der anvendes en varmepumpe. Det må derfor forventes, at det kun vil være i begrænset omfang, at denne mulighed vil blive anvendt. Det kan være tilfældet i perioder med meget el produceret af vindmøller eller solceller, samtidig med at der er et begrænset rumopvarmningsbehov. I den nedre ende vil det være vanskeligt at udnytte et varmelager umiddelbart til lavere temperaturer end ca. 45 C. Dette skyldes hensynet til tilstrækkeligt høje temperaturer af det varme brugsvand og af fremløb ved rumopvarmning ved hjælp af radiatorer. Benyttes rumopvarmning ved hjælp af gulvvarme kan denne benytte fremløbstemperaturer på ca. 35 C. En tredje mulighed er at udnytte et varmelager som varmekilde for en varmepumpe. Varmelageret kan i princippet være det samme som bruges til at lagre varme ved en højere temperatur (fx mellem 45 C og 60 C). Når varmelagret er tømt så meget at den normale nedre grænse for anvendelse er nået kan varmepumpen benyttes til at trække mere varme ud af lageret. Hvis varmepumpen normalt benytter jordvarme som varmekilde, vil den i stedet kunne trække varme fra varmelageret. Dette vil medføre, at varmepumpens effektivitet vil blive væsentlig bedre i en periode indtil varmelageret er afladet. Dermed opnås et reduceret elforbrug i denne periode. Eksempel: Vandet til varmeafgiverne skal opvarmes til 45 C. Tages varme fra et varmelager med en temperatur på 30 C vil temperaturforskellen være 15 K, i modsætning til at der tages varme fra jorden ved en temperatur på 5 C som giver en temperaturforskel på 40 K. De teoretiske Carnot effektfaktorer (teoretisk maksimalt opnåelige effektfaktor) vil i de to tilfælde være henholdsvist 21 og 7, mens de praktiske effektfaktorer naturligvis vil være væsentligt lavere end disse tal. Der er dog en begrænsning ved denne metode, ud over at der er behov for ekstra installationer, nemlig at de varmepumper, der anvendes i dag, normalt ikke kan klare højere fordampertemperaturer end 30 C. Dvs. hvis der tappes fra en lagertank med en højere temperatur, skal væske blandes op med koldere væske, så der ikke tages varme fra en kilde med en for høj temperatur. I praksis kan dette gøres ved, at regulere temperaturen på fordamperen ved hjælp af blandesløjfer, som sikrer fordampertemperaturer på fx maksimalt 30 C. Alternativt kan der foretages varmeveksling med fx jordslangekredsen, der typisk har temperaturer mellem -5 C og 15 C, så der ikke opnås højere temperaturer end de 30 C. Potentielt kan også returen fra varmeafgiverne eller det kolde brugsvand, der skal opvarmes, benyttes. Men disse muligheder er dog ikke vurderet nærmere. Det vil også være muligt at udvikle specielle (mindre) varmepumper, der kan arbejde ved højere fordampertemperaturer end de nævnte 30 C. Der kan godt bygges store varmepumper, som kan arbejde i disse temperaturintervaller. 11

12 En tilsvarende problemstilling vil være gældende ved af anvendelse af lavtemperaturfjernvarme, hvor det ønskes at booste til en højere temperatur. Boostningen kan være ønskelig for at opnå en temperatur af det varme brugsvand på op til 60 C, som derved sikrer mod legionellaproblemer. (se afsnit 2.2). Leveres fjernvarmen med fremløbstemperaturer på 45 C, kan fjernvarmevandet ikke direkte benyttes som varmekilde til en mindre varmepumpe, med mindre der anvendes en blandesløjfe, som reducerer fordampertemperaturen. Det er muligt, at forestille sig en løsning, hvor det kolde brugsvand bliver forvarmet af fjernvarmen til ca. 45 C, hvorefter varmepumpen opvarmer brugsvandet fra de 45 C til fx 60 C. Akkumulering i vandtank For at give et overblik over hvor meget varme der kan lagres i en vandtank, ses på en vandbeholder på 200 liter og en på 1000 l. Varmekapaciteten af 1 liter vand er: J/(kg K) 0,996 kg/l / 3600 s/h = 1,16 Wh/(l K). Selve beholdermaterialet vil øge varmekapaciteten af hele varmelageret, mens der vil være en opblanding af vand med forskellige temperaturer, som vil formindske udnyttelsen af varmelageret. Varmetabet fra lageret vil ligeledes også mindske effektiviteten af lageret. Disse problematikker vil ikke blive behandlet nærmere i denne analyse, og der ses i det følgende kun på varmekapaciteten af selve vandet uden opblanding. Det vil sige, at en beholder på 200 liter kan lagre: 200 l 1,16 Wh/(l K). = 0,22 kwh/k. Tilsvarende kan en beholder på 1000 liter lagre: 1,16 kwh/k. Anvendes et temperaturspænd på 15 K svarende til at temperaturen kan varieres mellem 45 C og 60 C, vil beholdere på henholdsvis 200 liter og 1000 liter kunne lagre 3,5 kwh og 17,4 kwh. Benyttes beholderne til opvarmning af varmt brugsvand, vil der kunne lagres mere varme, idet der kan benyttes et større temperaturspænd på mellem fx 50 C og 10 C. For at give et indtryk af mulighederne for at lagre varme i bygningskonstruktionerne, kan der gives et eksempel med en bygning med varmekapacitet på 100 Wh/(m 2 K). Er etagearealet 120 m 2, og er temperaturvariationen 2 K, kan der i alt lagres: 100 Wh/(m 2 K) 120 m 2 2 K = 24 kwh. Den valgte varmekapacitet for bygningen er udtryk for en typisk forekommende værdi i enfamilehuse. Der kan ofte forventes mulighed for at lagre en stor varmemængde i bygningskonstruktionerne i forhold til varmelagring i vandtanke når der ses på muligheder i forbindelse med udnyttelse af fleksibelt elforbrug. Varmt brugsvand For at bestemme energiforbruget til varmt brugsvand, regnes med et forbrug på 40 liter/døgn per person. Er vandet opvarmet fra 10 til 50 ºC, giver det et energiforbrug til selve opvarmningen pr. døgn på: 40 l/døgn (50 10) K 1,16 Wh/(l K) =1,85 kwh/døgn/person. 12

13 Denne opgørelse er udelukkende til opvarmning af selve vandet. Der er desuden et energiforbrug ved varmetab på grund af bl.a. tomgangstab i varmtvandsbeholdere og ved evt. cirkulation af varmt brugsvand. Er der 4 personer i husstanden giver det overslagsmæssigt et energiforbrug til opvarmning af varmt vand på 8-10 kwh/døgn. Eksemplet er taget med for at illustrere størrelsen af forbruget til opvarmning af varmt brugsvand. 1.4 Andre undersøgelser I Den lille blå om varmepumper /9/ er der vist eksempler på akkumulering i forbindelse med varmepumper. Der er peget på mulighederne i forbindelse med varmebehov og varmelagring i et 200 m 2 parcelhus fra I eksemplerne vises, at ønskes varmelagring foretaget til et døgns forbrug i løbet af få timer, giver det et væsentligt forøget effektbehov i de timer, der foretages akkumulering. Er der derimod mulighed for, at foretage akkumulering, der kun skal dække forbruget i få timer (4 8 timer), er kravet til maksimal effekt mere beskedent. I et andet eksempel vises behovet for tankstørrelse, hvis der foretages akkumulering i et vist antal timer pr. døgn. Der ses på en tankstørrelse på 1 m³. Denne tankstørrelse vil være tilstrækkelig stort set hele året, hvis der foretages opvarmning i 20 af de 24 timer pr. døgn. Foretages der opvarmning i 6 til 18 af de 24 timer kan tanken klare opvarmning i månederne april til november. Skal opvarmning af tanken klares på 8 timer pr. døgn skal tankstørrelsen være 4 5 m³, hvilket er en stor tankstørrelse i et parcelhus. I en anden undersøgelse /10/ er der set på de forskellige muligheder for at foretage varmelagring i bygninger i forbindelse med individuelle varmepumper. Det er vurderet at installation af varmepumper kan bidrage til integrationen af vindkraft og opnå en betydelig reduktion af den producerede overskudselektricitet. Vedrørende varmelagre er det vurderet, at der vil være god økonomi i at anvende passiv varmelagring i bygningskroppen, mens lagring i vandtanke ikke giver en god økonomi. 1.5 Samlet vurdering I analyserne ovenfor er vist, at der er gode muligheder for at kunne opnå afbrydelighed eller anvende forceret opvarmning, i forbindelse med opvarmning ved hjælp af varmepumper i en række tilfælde. For at kunne gøre dette vil der være behov for styring af varmeanlæg og varmeafgivere samt behov for automatisk kommunikation med elselskabet om, hvordan der bør styres. Disse problemstillinger arbejdes der med i projekter i øjeblikket. Anvendelse af bygningskonstruktionerne til varmelagring er en oplagt mulighed. Det vil kræve accept af beboerne af en vis, men ret begrænset variation af rumtemperaturerne. Det vurderes at en variation på ± 1-2 K vil være acceptabel, især hvis der er mulighed for at overstyre reguleringen ved specielle behov. Bygningsmassen vil fremover blive energimæssigt forbedret således, at det dimensionerende varmetab reduceres. Dette medfører også, at tidkonstanten for rumtemperaturændringer i bygning- 13

14 erne vil blive større, og at det altså tager længere tid før rumtemperaturerne opnår uacceptable grænser i tilfælde af afbrydelse af varme eller forceret brug af varme. Anvendelse af en akkumuleringsbeholder vil også være en mulighed for at opnå fleksibilitet. Brug af varmelageret vil ikke have nogen umiddelbar komfortmæssig betydning på samme måde som ved brug af bygningskonstruktionerne til varmelagring. Der vil til gengæld være en investering til selve lageret, og der vil være behov for fysisk plads til dette, hvilket også i nogle tilfælde vil medføre en udgift. Varmelageret vil medføre et ekstra varmetab. Dette varmetab skal ses i relation til driftsstrategien for varmelageret, og hvor meget fleksibilitet der vil være behov for. Varmetabet fra lageret vil give en mindre ureguleret varmetilførsel til det rum, hvor det er placeret. I nogle tilfælde kan varmen udnyttes ved at give et tilskud til rumopvarmningen. I andre tilfælde, hvis der er overophedningsproblemer i bygningen, kan det give anledning til et ekstra kølebehov. Sammenfattende for de beskrevne lagringsteknologier er at jo større fleksibilitet der ønskes, og dermed jo større mængde energi der ønskes lagret, jo større vil omkostningerne være. Umiddelbart vurderes det, at fleksibilitet i et antal timer pr. døgn vil give begrænsede omkostninger og evt. gener, mens fx lagring i et helt døgn vil være mere omkostningskrævende. Det er komplekst at opgøre økonomien ved at flytte elforbruget fra perioder med høj eltakst til perioder med lav eltakst, idet der bl.a. skal indgå muligheder for udbygning af elnettet. De undersøgelser vi har set vedrørende økonomi bygger på variationer af elpriser /11/. Disse prisvariationer er relativt begrænsede bortset fra korttidsfænomener med meget høje eller meget lave elpriser. Snævert betragtet er gevinsten ved at flytte elforbrug fra højpristimer til lavpristimer ved individuelle varmepumper så lille, at den mere eller mindre spises op af ekstraomkostningen til måle-, styre-, dataopsamlings- og kommunikationssystem. Hvis afgifterne på elprisen var variable i stedet for faste, ville der være et meget større incitament til at indrette forbruget af el til behovet. På lidt længere sigt, med øget udbygning af vindmøller, kan der forventes større prisforskelle over døgnet. Man kan forestille sig andre incitamenter end den økonomiske gevinst for ejeren af den individuelle varmepumpe til at investere i ovennævnte udstyr. Med en gennemtænkt styringsalgoritme og større fokus på temperaturstyringen kan der opnås bedre komfort. En mere omfattende måling og registrering af varmepumpens og husets driftstilstand (herunder også fx vandforbrug, samlet elforbrug, ventilation m.m.) åbner mulighed for opbygning af en større viden og for en tidlig identifikation af uhensigtsmæssig drift af varmepumpe- og husinstallationer. Loades disse data op på en central dataopsamlingsplatform, vil ESCO-firmaer kunne tilbyde services fx i form af hurtig afhjælpning af eventuelle problemer. Set i et samfundsmæssigt perspektiv er der også store gevinster, hvis varmepumpernes drift i videst muligt omfang tilpasser sig behovene i energiforsyningssystemet. Der kan integreres en større andel fluktuerende elproduktion fra vindmøller og solceller. Der kan spares på udbygning af transmissionskabler, og eldistributionsselskaber kan reducere risikoen for flaskehalsproblemer i distributionsnettene. Det der peges på i den nævnte reference /11/, er at er der i forvejen intelligent styring af varmeanlægget for at spare på det samlede forbrug og for at opnå optimal komfort, vil det give mulighed for en ekstra gevinst ved at tilpasse sig til fleksible elpriser. Så skal der kun investeres i ekstra intelligens og kommunikation samt specifikation af krav til komfort på forhånd afhængig af tidspunkt og rumtype. Kommunikationen behøver i øvrigt ikke at medføre en særlig stor udgift, da mange allerede har en internetforbindelse, som kan benyttes i denne sammenhæng. Der kan også kobles andre former for overvågning (af fx vandforbrug) til et sådant system. I en lidt længere tidshorisont kan der tænkes større elprisvariationer som muliggør ekstrainvesteringer. 14

15 Varmepumpens maksimale kapacitet vil kunne sætte nogle begrænsninger i anvendelsen af fleksibelt elforbrug. Der er valgt en varmepumpe med en effekt, som svarer til den nuværende dimensioneringspraksis, hvor varmepumper typisk dimensioneres til at dække % af det dimensionerende varmetab plus et bidrag til varmtvandsproduktion ved -12 C ude og 20 C inde. Dette medfører at elpatronen kun anvendes til at dække 2 % til 5 % af energiforbruget. Varmetabet ved -7 /20 C udgør 84 % af varmetabet ved -12/20 C. Denne praksis er til diskussion i branchen i disse tider, bl.a. fordi det i nogle installationer giver problemer, når varmepumpen er så lavt dimensioneret, mens det i mange andre tilfælde giver en række åbenlyse fordele, at varmepumpen ikke dimensioneres til at dække hele effektbehovet. I fremtiden vil mange varmepumper være behovsstyrede, og de vil derfor typisk kunne både skrue op og ned for varmeydelsen efter husets behov. Hermed bliver det mere oplagt at øge varmepumpens grundlast i forhold til husets dimensionerende varmetab. Det er i analysen valgt ikke at overdimensionere varmepumpen, men at vælge en størrelse som svarer til behovet i det valgte referenceår, så der opnås de ønskede temperaturer i referencetilstanden. Det resterende opvarmningsbehov dækkes af bl.a. de interne varmetilskud. Beregningerne viser de temperaturmæssige konsekvenser af afbrydelse eller forcering af varmetilførslen, hvis varmepumpen passer til varmebehovet i referencetilstanden. Ved at vælge en større varmepumpe kan der opnås en hurtigere genopvarmning efter en afbrydelse. En større varmepumpe kan også medføre et behov for et mere effektivt varmeafgiversystem, for at undgå at fremløbstemperaturerne til radiatorerne bliver højere end nødvendigt. En overkapacitet på varmepumpen kan dog i nogle tilfælde være et problem, da det kan give kortere driftstider og dermed flere start/stop, hvilket nedsætter effektiviteten og sliddet. For at klare problemer med overdimensionerede varmepumper, kan der tilkobles et bufferlager, som sikrer længere driftstider. Frekvensregulering af varmepumperne vil også være en oplagt mulighed for at mindske problemer med eventuelt overdimensionerede varmepumper. Ønskes en buffertank, som kan benyttes til at afbryde varmepumpen, kan det være ønskeligt med en større varmepumpe, hvis den både skal kunne dække opvarmning af buffertanken og af bygningen samtidigt. Der vil være en samtidighed mellem udetemperatur og elbelastning, især når det er meget koldt. Når der er meget vind, vil varmetabet i bygningerne være ekstra stort, men samtidig vil der også være meget vindbaseret el til rådighed. I meget kolde perioder er der dog ikke ekstra kapacitet af selve varmepumpen til at foretage lagring eller genopvarmning, med mindre det sker ved hjælp af elpatronen. En sådan brug af elpatroner medfører et stort elforbrug på disse tidspunkter. Dette vil give en ekstra udfordring for elnettet. Ved at øge kapaciteten af selve varmepumperne vil brugen af elpatronerne kunne begrænses, når det er meget koldt. Aktivering af evt. elpatron bør generelt begrænses af hensyn til driftsøkonomien ved varmepumpeinstallationen. I nogle tilfælde kan det måske være hensigtsmæssigt hvis elproduktionen er lille og elprisen er dyr, at afbryde opvarmningen for på et senere tidspunkt at aktivere både varmepumpe og elpatron. Disse forhold kræver dog nærmere overvejelser. 15

16 Der er også andre problemstillinger vedrørende dimensionering, idet at varmebehovet er varierende fra familie til familie pga. brugervaner. For eksempel hvis vinduer står på klem i lange tidsrum mv. Der kan også være usikkerhed ved fastsættelsen af varmetabet fra bygningerne. Alle disse usikkerheder vil i lange tidsrum af året ikke være særlig markante på elforbruget, men i det øjeblik der er lave udetemperaturer og selve varmepumpens kapacitet overskrides, vil der kunne opstå et væsentligt merforbrug af el idet elpatronen er i gang samtidig med selve varmepumpen. Vælges overdimensionering af varmepumpen vil det være en god ide at have tilstrækkelig størrelse af buffertanken for at undgå for mange start/stop. Kapacitetsregulering vil også være en god ide. 16

17 2. Analyse af lavtemperaturfjernvarme Formålet med denne delanalyse er at vurdere mulighederne for at foretage opvarmning af varmt brugsvand i lavtemperaturfjernvarmesystemer, bl.a. vha. varmepumper. Der ses bl.a. på problematikken omkring legionella. De forskellige muligheder beskrives, og der ses på erfaringer fra det øvrige Europa, som har andre traditioner for kobling af systemer til opvarmning af varmt brugsvand. Det er ønsket at give en oversigt over løsninger til opvarmning af varmt brugsvand i forbindelse med lavtemperaturfjernvarme, for derved at have en baggrund for evt., at stille krav til opvarmning af det varme brugsvand. Analysen viser, at der er en række løsninger, som kan benyttes ved lavtemperaturfjernvarme. Der kan især peges på, at det er muligt at koble varmepumper på en lavtemperaturfjernvarmeinstallation for at hæve temperaturen af det varme brugsvand til et tilstrækkeligt niveau. Derved kan det også sikres, at der ikke opstår legionellaproblemer. Der arbejdes også med at undersøge, om det er muligt at undgå legionellaproblemer ved lave fremløbstemperaturer f.eks. ved at anvende en varmeveksler til opvarmning af brugsvandet samt at have små vandvoluminer mellem varmeveksleren og aftapningsstedet. 2.1 Lavtemperaturfjernvarme Lavtemperaturfjernvarme vil have fordele med hensyn til et lavere varmetab fra ledningsnettet og bedre muligheder for mere effektivt at benytte andre energikilder end de traditionelle, som fx solvarme, varmepumper, spildvarme og geotermisk varme. Princippet i lavtemperaturfjernvarme bygger bl. a. på hensigtsmæssig kombination af anvendelse af lavere fremløbstemperaturer, mindre rørdimensioner og mindre flow i rørene. Ved anvendelse af lavtemperaturfjernvarme skal ydelsen af varmeafgiverne tilpasses fremløbstemperaturerne dvs. fx ved anvendelse af større radiatorer. I energirenoverede bygninger og i nye bygninger vil der være et lavere varmetab fra bygningerne end tidligere, hvilket reducerer behovet for fx store radiatorer. 2.2 Fremløbstemperaturer og legionella Der arbejdes flere steder på at nedbringe fremløbstemperaturerne i især nye fjernvameinstallationer. I dag arbejdes der i mange installationer med et temperatursæt på fremløb/retur på 70 C/30 C til varmeinstallationen og med 60 C/30 C ved varmtvandsforsyningen. Mange fjernvarmeværker har ønsker om at sænke fremløbstemperaturen til 50 C. Ved at nedbringe fremløbstemperaturerne ved fjernvarme kan der opnås et mindre varmetab fra ledningerne og installationerne. Det vil samtidigt give større effektivitet af de varmeproducerende systemer, hvis der fx benyttes varmepumper eller solvarme. Der er dog nogle ulemper ved lave fjernvarmefremløbstemperaturer da der skal transporteres mere varmt vand og pumpearbejdet dermed bliver større, og der vil kunne fremkomme en problematik vedrørende legionellabakterier i varmtvandsinstallationen. Legionellabakterierne trives bedst ved temperaturer mellem 20 og 40 C. For at undgå legionella i det varme vand i større installationer anbefales det (ved de traditionelle udformninger) at temperaturerne af det varme brugsvand ligger mellem 50 C og 60 C /2/ og i DS 439. Der er ikke krav om at anlægget skal køre konstant ved 60 C, men temperaturen skal kunne hæves til 60 C, hvis der er konstateret bakterievækst. (se nærmere om termisk desinfektion 17

18 (temperaturgymnastik) i ref. /2/). Brugsvandstemperaturer på 60 C eller højere over lang tid giver tilkalkningsproblemer. I nye fjernvarmeområder med primært nybyggeri vil der i princippet ikke være behov for så høje fremløbstemperaturer. I nye bygninger vil rumopvarmningen primært være i form af gulvvarme med en lav fremløbstemperatur på fx 35 C. Det kan lade sig gøre da nye boliger er væsentlig bedre isoleret end ældre bygninger. Der kan dog efterisoleres og installeres effektive radiatorer i eksisterende byggeri for at sænke fremløbstemperaturen her. Hvis man ser bort fra legionelleaproblematikken vil behovet for varmtvandstemperaturen ligge på ca. 40 C /1/ i badeværelser og på toiletter. I køkkener kan der måske være ønske om lidt højere varmtvandstemperaturer til afskylningsformål. 2.3 Forsyningsmuligheder Der kan foreslås en kombination af forskellige principielle muligheder for produktion af fjernvarme i nye fjernvarmeområder: 1. Tilkobling til eksisterende fjernvarmeanlæg på traditionel måde 2. Tilkobling til eksisterende fjernvarmeanlæg ved at returen fra de eksisterende fjernvarmeanlæg benyttes som fremløb til nye bebyggelser. Hvis returtemperaturen fra det eksisterende anlæg er i underkanten af behovet, kan der suppleres med varmere fjernvarmevand (fra fremløbet til det eksisterende anlæg, således at der er stor fleksibilitet). 3. Anvendelse af varmepumper til at give et boost ved lave fjernvarmefremløbstemperaturer. a. Varmepumpen kan være centralt placeret og hente varme fra fx sø- eller havvand b. Varmepumpen kan være decentralt placeret og fx forsyne en enkelt blok. Varmen hentes fra fjernvarmeledningen, hvilket giver en meget stor nyttevirkning af varmepumpen, samtidigt med at varmetabet i fjernvarmeledningerne er minimalt. Ved denne løsning skal der skal investeres i to parallelle systemer. 4. Termisk solvarme. /5/ 5. Varmelagring. (fx i bygningernes termiske masse, i buffertanke eller i større lagre). Formålet med varmelagring vil være at give bedre sammenhæng mellem forbrug og produktion fx i forbindelse med fleksibel elproduktion, hvor tilskuddet fra vindkraft og solceller varierer eller lagrer varme til et stort varmtvandsforbrug på visse tidspunkter. Ovennævnte forsyningsformer for fjernvarme har det til fælles, at det vil være en energimæssig fordel, at der anvendes lave fjernvarmetemperaturer. Det stiller krav til at legionellaproblematikken løses i forbindelse med det varme brugsvand. 2.4 Løsninger på legionellaproblem Der er bl.a. i ref. /1/ og /2/ beskrevet en række muligheder for at løse legionellaproblematikken. I større anlæg med varmtvandscirkulation benyttes traditionelt en tilstrækkelig høj temperatur af varmtvandsbeholderen og i cirkulationsledningen for at minimere legionellaproblemet. Der findes en række andre metoder. Eksempler på disse metoder er /1/, /2/: termisk desinfektion (temperaturgymnastik) kloring ultaviolet stråling ozonbehandling 18

19 anodisk oxidation kobber-sølv ionisering klordioxid membranteknologi temperaturovervågning Det skønnes umiddelbart, at ovennævnte metoder giver anledning til øgede installations- og driftsomkostninger, og derfor ikke giver en entydig løsning på legionella problemet. Metoderne beskrives ikke nærmere her, men kan være relevante i forskellige sammenhænge. Alternativer til ovennævnte metoder kan være at: 3 liters regel Opvarmning af det varme brugsvand ved hjælp af en varmeveksler, og sikre at der kun er en begrænset vandmængde mellem varmeveksleren og brugsstedet (skønsmæssigt maksimalt 3 liter). Denne metode er beskrevet som en af mulighederne i ref. /1/ og /2/. I ref. /2/ er der ikke givet et temperaturkrav ved dette princip. Årsagen til at princippet ikke forventes at give problemer er, at vandmængden er begrænset, og at der derved sker en regelmæssig udskiftning med nyt vand i rørene og veksleren, således at legionellabakterierne ikke kan nå at formere sig, før vandet er udskiftet. I Tyskland benyttes en 3 liters regel /3/. Hvis varmelageret er mindre end 400 liter og indholdet af varmt vand mellem varmtvandsbeholder og tappested er mindre eller lig 3 liter, stilles der ikke krav til forsyningsledningen. Direkte overføring af disse erfaringer fra Tyskland til danske forhold kan være problematisk, da drikkevand i Tyskland er kemisk behandlet med klor, hvilket medfører mindre risiko for opformering af legionella. I Danmark er der igangsat et projekt /4/, der skal undersøge muligheden for at benytte et lille vandvolumen og en varmeveksler til at undgå legionellaproblemer. I projektet etableres en række tests ved 6 fjernvarmeforsyninger, hvor der foregår produktion af varmt vand, hvor vandet opvarmes med en varmeveksler og der er højst 3 liter vand mellem varmeveksleren og tappestederne. Der benyttes vandtemperaturer på henholdsvist 50 C og 45 C. Der tappes vand efter et bestemt mønster gennem ca. et år, og med regelmæssige mellemrum måles vandets kvalitet. Forventningen er, at der opnås en eftervisning af, at dette system vil kunne anvendes i en større målestok. Cirkulation af varmt brugsvand Hvis det ønskes at holde en lav temperatur i cirkulationsledningen, er der i /1/ foreslået at det vand, som er blevet recirkuleret, bliver varmebehandlet ved termisk desinfektion ved en temperatur på 70 C (se fig. 2, /6/). Ved hjælp af varmegenvinding opnås en høj effektivitet, og der benyttes en varmtvandstemperatur på mellem 45 og 60 C uden legionellaproblemer. Iflg. /1/ kan der cirkuleres varmt vand med en temperatur på 40 C med dette system. Temperaturen på de 70 C er dog højere, end det er ønsket i mange lavtemperaturfjernvarmeinstallationer. 19

20 Fig. 2. Anti-legionella system. Thermo-Clean. Fra Danfoss brochure /6/. Buffertank Traditionelt anvendes et varmelager af varmt brugsvand. Anvendes løsningen med en varmeveksler mellem fjernvarmevandet og det varme brugsvand kræves der ved tapning af brugsvand et stort flow af fjernvarmevand eller, at der etableres en buffertank, som opmagasinerer en vis mængde fjernvarmevand. En buffertank vil have den fordel, at der ikke er behov for så stort et øjeblikkeligt flow af fjernvarmevand, og dermed er der mindre krav til rørdimensioner af fjernvarmeforsyningen. I ref. /1/ er der skønnet, at varmetabet fra brugsvandsinstallationen vil kunne halveres ved at anvende både en fjernvarmeveksler og en buffertank. Varmetab fra rør Hvis vandet skal recirkuleres og derved holdes varmt er det muligt at reducere varmetabet ved cirkulationsledninger ved at anvende twinrør med fælles isoleringskappe, eller rør hvor returledningen, der har en væsentlig mindre dimension end fremløbsledningen, er placeret inde i fremløbsledningen samt bedre isolering ved samlinger og befæstigelser mv. Standarden DS 452 /7/ er pt. under revision og vil skærpe kravene til isolering af bygningsinstallationer. Brusehoveder Undersøgelser, se ref. /2/, viser at legionella i brusehoveder kan være et problem på grund af det stillestående vand ved temperaturer, hvor der kan komme vækst af legionella. Dette problem forventes at være uafhængigt af temperaturen af det varme brugsvand. Problemet bør dog tages alvorligt. Det kan måske være hensigtsmæssigt at stille krav om muligheder for nem tømning af brusearrangementer efter brug. Det kan være et problem for fast monterede brusehoveder at stille krav til brugeren om ændrede vaner, fx at brusehovedet skal ligge og flyde på gulvet for at det kan blive tømt for vand. Måske bør der foretages flere undersøgelser, der klarlægger hvor alvorligt problemet er, og undersøges løsningsmuligheder før der stilles krav om ændrede udformninger af installationer. 20

21 3. Referencer /1/ Analyse 6. Komponentkrav, konkurrence og eksport. En kortlægning af innovation i byggekomponenter.. Danmarks Tekniske Universitet. Institut for Byggeri og Anlæg. Februar /2/ Legionella. Installationsprincipper og bekæmpelsesmetoder. Rørcenter anvisning 017. Rørcentret. Teknologisk Institut. April /3/ Das DVGW-Arbeitsblatt W 551 und die 3-liter Regel. Dr. Karin Gerhardy. Energi Wasser Praxis 2/2012. ( /4/ Varmevekslerinstallation til fjernvarme der ikke giver legionelleaproblemer. Projektansøgning til Dansk Fjernvarmes F&U Konto. Teknologisk institut ved Leon Buhl /5/ Udvikling af strategier for varmt brugsvand til fritidshuse og til helårsbeboelse. Olsen, L. et al. Teknologisk Institut /6/ Anti-Legionella System - ThermoClean. Danfoss. December /7/ DS 452:1999. Termisk isolering af tekniske installationer. Dansk Standard /8/ Task Force. Netværk for energirenovering. Indsamling og præsentation af eksisterende kerneviden om renovering af eksisterende bygninger. SBi 2012:09. Statens Byggeforskningsinstitut. Aalborg Universitet /9/ Den lille blå om Varmepumper. Jørn Borup et al. Dansk Energi /10/ Wind power integration using individual heat pumps. Analysis of different heat storage options. Karsten Hedegaard et al. Energy 47 (2012) p /11/ Individuelle varmepumper og fleksibelt elforbrug. - Hvor ligger indtjeningsmulighederne, og hvordan skal styringen tilrettelægges? Göran Wilke. Exergi (2010). 21

22 Bilag 1. Forudsætninger og resultater fra beregninger I tabel 1. er vist de vigtigste forudsætninger benyttet i BSim beregningsmodellen. Bygningstype Klimadata Planløsning Reference, let model Enfamiliehus Referenceår (Denmark-v2.dry) Facade drejet 45 i forhold til sydvendt orientering. Dimensioner Etagehøjde: 3,1 m. Bredde: 8 m Længde: 15,3 m Areal, brutto: 122,4 m² Omkreds: 46,6 m 2 Vægareal incl. vinduer: 142,7 m 2 Vægareal excl. vinduer: 120,4m 2 Volumen ca. 300 m 3. Klimaskærm Ydervægge: U-værdi: 0,376 W/m²K 16 mm gran indvendigt Dampspærre 100 mm isol. (λ=0,045 W/mK) 16 mm gran. Loft: U-værdi: 0,229 W/m²K 22 mm træ indvendigt (mod rum) 150 mm isol. (λ=0,039 W/mK) 32 mm trægulv Gulv, randfelt: U-værdi: 0,323 W/m²K R uden overgangsisolans = 2,89 m 2 K/W. 28 mm bøg indvendigt 75 mm isol. (λ=0,039w/mk) T e = Udetemperatur Gulv, midterfelt: U-værdi: 0,219 W/m²K R uden overgangsisolans =2,89 m 2 K/W. Konstruktion som ved randfelt. T e = 12 C Specifikke varmetab H t (Som i Be10). Begge gulve med b =0,7. H t,klimaskærm = 101,0 W/K H t, vinduer = 45,2 W/K H ventilation = 53,8 W/K H t = 200,0 W/K Alternativ: tung model Ydervægge: U-værdi: 0,318 W/m²K 108 mm tegl indvendigt 100 mm isol. (λ=0,039 W/mK) 108 mm tegl udvendigt. Loft: U-værdi: 0,177 W/m²K 120 mm beton indvendigt (mod rum) 200 mm isol. (λ=0,039 W/mK) 32 mm trægulv Gulv, randfelt: U-værdi: 0,299 W/m²K. R uden overgangsisolans = 3,13 m 2 K/W. 120 mm beton øverst 80 mm isol. (λ=0,026w/mk) T e = Udetemperatur Gulv, midterfelt: U-værdi: 0,208 W/m²K. R uden overgangsisolans =3,13 m 2 K/W Konstruktion som ved randfelt. T e = 12 C Specifikke varmetab H t (Som i Be10). Begge gulve med b =0,7. H t,klimaskærm = 92,6W/K H t, vinduer = 45,2 W/K H ventilation = 53,8 W/K H t = 191,6 W/K 22