Solfanger er oplagt til at give energi til varme og varmt vand

Transkript

1 Solfanger er oplagt til at give energi til varme og varmt vand Næsten alle har en mening om, hvad der er den bedste løsning på fremtidens energi, og de fleste er enige om, at solen vil være en væsentlig leverandør af energien Af Brian Nielsen, produktchef, Robert Bosch A/S Af Erik Clément, teknisk chef, Robert Bosch A/S Danmark ligger et stykke oppe på den nordlige halvkugle, hvilket betyder at solenergien er begrænset, men der er et tilfredsstillende antal solskinstimer til at kunne udnytte et solvarmesystem med solfangere. Et solvarmesystem består, primært, af en solfanger også kaldet kollektor der er koblet til en beholder via et lukket kredsløb. Solens stråler rammer kollektoren, og den derved opståede energi opvarmer kollektorvæsken. Når væsken har opnået den ønskede temperatur, starter solvarmepumpen, og energien bliver nu overført fra kollektoren til solvarmebeholderen, der gennem veksler eller spiral i beholderen opvarmer det varme brugsvand. Systemet kan udføres og således også anvendes til opvarmning af centralvarmesystemet, swimmingpoolen eller andet. Kollektoren kan være opbygget som en flad-kollektor eller med vakuum-rør. Flad-kollektoren er den billigste og mest anvendte, men rør-kollektorens høje effektivitet og bedre udnyttelse er et voksende alternativ. Tømmeanlæg Et såkaldt tømmeanlæg arbejder trykløst i et lukket anlæg og konstruktionen kræver ikke, at der anvendes frostvæske. Dog stiller de fleste leverandører krav til den anvendte væske, som i de fleste tilfælde består af 50 procent vand og 50 procent glykol. Kollektoren kan som her være opbygget med vakuum-rør. Når den ønskede temperatur er opnået i beholderen, stopper pumpen i anlægget, hvorved kollektorerne tømmes for væske. Det sker ved, at væsken løber tilbage til den neddykkede tømmebeholder, der er delvist luftfyldt og en integreret del af lagerbeholderen. Princippet kræver, at anlægget skal have et naturligt fald mod beholderen, minimum fire-fem procent, og være placeret frostfrit. Pumpen starter igen, når der stilles varmekrav fra beholderen, kollektorerne fyldes med væske og kan igen opsamle energi gennem tømmebeholderen til lagertanken. Uden frost- eller kogeskader Et korrekt styret og især udluftet anlæg risikerer hverken frosteller kogeskader. Hvis fangertemperaturen bliver for høj, med chance for overophedning eller der er risiko for frost, så stopper pumpen, og væsken løber selv tilbage til beholderen. Et varmekrav fra lagertanken vil dog blive respekteret, også ved høj temperatur i fangeren. Pumpen vil starte på ny, og det er her udluftningen er så vigtig. Når pumpen starter med korrekt udluftning, vil den hede luft i kollektorerne blive suget ned i tømmebeholderen og derved sænke temperaturen i kollektorerne. Kollektor, beholder og opbygning af rørsystem bør dimensioneres og tilpasses helt præcist for at opnå den fulde udnyttelse af dette system. Overtryksanlæg uden dampform Overtryksanlæg uden dampform er en lidt ældre type, der ikke stiller de store krav til solkollektoren. Anlægget fungerer med et tryk på 1-2 bars driftstryk og er typisk monteret med en 2,5 bars sikkerhedsventil. Systemerne er normalt udregnet efter brugerens faktiske forbrug, og hvis effekten ikke aftages, vil anlægget koge og herefter åbne sin sikkerhedsventil. De eneste måder at regulere energien og derved undgå at systemet åbner sikkerhedsventilen er, at overdække kollektorerne eller overføre energien til andre formål f.eks. centralvarmesystemet. Især ved strømsvigt er disse anlæg særligt påvirkelige, idet Energibranchen.dk

2 solvarmepumpen ikke længere flytter energien i væsken, der hurtigt udvikler et overtryk, som åbner sikkerhedsventilen. Overtryksanlæg med mulighed for dampform Overtryksanlæg med mulighed for dampform sammensætter de fordele, der er ved de to andre systemer men er designet ud fra en 120 C strategi, der betyder, at anlægstrykket og ekspansionsbeholderens fortryk nødvendigvis skal justeres, når denne temperatur registreres i kollektoren. Ved dette signal (120 C) slukker pumpen, hvorved trykket i anlægget og fortrykket i trykekspansionsbeholderen gør, at væsken går i dampform. Damptrykket i kollektoren og hermed udvidelsen presser solvarmevæsken ned i trykekspansionsbeholderen. Når Antallet af solskinstimer i Danmark er begrænset, og det sætter krav til isolering af solkollektorerne, forbindelsesrør mellem kollektorer og tanksystemer... kollektorens temperatur igen køles ned under sætpunktet for dampform, bliver væsken igen presset tilbage i kollektoren, og systemets pumpe starter op på ny. Trykekspansionsbeholderen skal være placeret så lavt i anlægget, at den udelukkende kan fyldes med væske og ikke med damp fra kollektorerne. Der må på disse anlæg ikke monteres automatisk luftudlader. Isolering Antallet af solskinstimer i Danmark er begrænset, og det sætter krav til isolering af solkollektorerne, forbindelsesrør mellem kollektorer og tanksystemer samt styring af systemet. Solindstrålingen og dermed energien i Danmark er på ca kwh/m2 pr. år, men det er kun den tilførte energi. For at opnå en korrekt vurdering af nyttevirkningen skal der fratrækkes kollektortab, rør- og vekslertab, der vil udgøre cirka procent. Det usynlige naturgasfyr Kondenserende naturgaskedel i superkompakt design Ny kompakt kondenserende gaskedel med indbygget varmtvandsbeholder Rustfri syrefast stålkonstruktion som sikrer, at kedelfladerne ikke tilsmudses Lang levetid og optimal, miljøvenlig forbrænding Indbygget højisoleret 50L varmtvandsbeholder i rustfri stål Varmtvandsproduktion på 528L à 40 C Mulighed for op til 15 års Total Tryghed Kontakt os for yderligere information om måleinstrumenter, gasdetektorer og gaskedler på telefon eller på mail salg@gastech.dk Sindalsvej 8 DK-8240 Risskov Telefon Energibranchen.dk 5

3 Hårfin balance ved design af solvarmesystem Effektiviteten er højst ved kollektorer monteret direkte mod syd og med en hældning på Der er en hårfin balance mellem et korrekt og forkert designet solvarmesystem, uanset om man anvender flad- eller rørkollektorer. Har systemet for mange driftstimer og dermed unødvendigt energikrævende pumpedrift, er det ensbetydende med, at arealet er for lille, altså for få kvadratmeter installerede kollektorer, og man har derfor svært ved at opnå den optimale komfort. Har systemet for få driftstimer er arealet for stort, altså for mange kvadratmeter installerede fangere i forhold til energiforbruget, hvilket vil medføre en temperatur i fangerne, der til stadighed bliver så høj, at der sker pumpestop og ekspansion. Denne situation vil medføre, at solvarmevæsken ødelægges, og at der kan opstå flowproblemer i fangerne. Når systemet designes er det nødvendigt også at se på og indregne monteringsmulighederne. Der er især to parametre, der er vigtige: retning og hældning af kollektorerne. Dette gælder især for fladkollektorerne. Deres effektivitet er mere afhængig af monteringsretning og hældningsvinkel end rørkollektorerne, der bedre optager energi fra forskellige solindfaldsvinkler. Kompensere med flere kollektorer Effektiviteten er højst ved kollektorer monteret direkte mod syd og med en hældning på En ændring af hældningen på bare 30 kan afstedkomme et tab på cirka 10 procent, som så skal kompenseres ved at montere flere kollektorer. Kan slukke kedelen En familie på fire personer, to voksne og to børn forbruger ca. 200 liter varmt vand i døgnet. Hvis der etableres 1,2 kvadratmeter solkollektor pr. person, vil dette areal dække ca procent af familiens varmtvandsforbrug på årsbasis. Da energitilførselen er størst om sommeren, betyder det, at man stort set kan slukke for sin kedel fra maj til september. Der er her regnet med optimal montering samt akkumuleringstank på 60 liter pr. kvadratmeter solkollektor. Balance må ikke forrykkes Balancen mellem areal på kollektorerne og beholderens størrelse gælder især for anlæg, der udelukkende anvendes til varmtvandsproduktion. Hvis balancen i denne form for anlæg forrykkes på grund af for stort areal, vil temperaturen blot stige og anlægget gå i stagnation, tømme kollektoren og ikke optage mere energi. Da der samtidig er risiko for Figuren viser det procentvise tab ved montering af solfangeren i forskellige retninger Energibranchen.dk

4 . anlægget, når det for ofte går i stagnation, opnås der ingen forbedringer, heller ikke økonomiske, ved at overdimensionere. Et anlæg i balance betyder at kollektortemperaturen ikke på noget tidspunkt af året overstiger 80 C. Vedstående viser et anlæg, der er i balance med tre kollektorer samt hvad der sker, hvis der installeres en ekstra kollektor, som forøger arealet med godt 30 procent. Forskellen er minimal mellem tre og fire kollektorer, da effektiviteten falder med fire kollektorer, fordi anlægget går i stagnation. Konklusionen er derfor nøje at beregne balancen og derved opnå de optimale driftsforhold. Til varmt brugsvand Hvis anlægget derimod er opbygget til at producere varmt brugsvand samt overføre den evt. overskydende energi til varmeanlægget, kan der med fordel monteres yderligere kvadratmeter med kollektorer. Dog skal der tænkes på, at den største energioptagelse er om sommeren, hvor der kun er behov for opvarmning til badeværelsesgulve, håndklædetørrer m.v. Hvis der f.eks. ønskes en besparelse på 10 procent på et 3 kollektorer 4 kollektorer (7,85 m2) (10,46 m2) Årlig besparelse N-gas 277,7 m3 318,6 m3 Årlig besparelse CO2 587,17 kg 673,70 kg Årlig andel af v.vandspro. 62,6 % 69,0 % System effektivitet 30,9 % 26,7 % varmeforbrug på ca kubikmeter naturgas, bør ovenstående areal udvides med ca. 25 procent, svarende til ca kwh/årligt. Udnyttelsesgraden af solenergi til rumopvarmning er dog også afhængig af muligheden for at akkumulere den optagne energi f.eks. ved en buffertank på liter Energibranchen.dk 7

5 Tre gode grunde til at investere i solenergi Tiden er inde til at indføre teknikrum med plads til alternativ teknik gerne vise, at de er miljøbevidste, og ønsker derfor solfangere, der kan ses udefra. De indbyggede, nærmest skjulte systemer, er på vej ud, og efterspørgslen på især vakuum-rør, der tydeligt kan ses, er stigende. Problemet med bufferbeholderne Solens energi er ikke styret af producenter i fjerne lande. De fleste forbrugere har mulighed for at udnytte solens energi uden indflydelse fra tilfældige leverandører. 80 procent af Europas energibehov dækkes i dag af stater, der er med i OPEC. De store vækstlande, som Kina og Indien vil i fremtiden have behov for leverancer fra OPEC, hvilket kan medføre en ustabil forsyning af energi. Da heller ikke Danmarks olie og gas i Nordsøen holder evigt, er det særdeles vigtigt for den enkelte at tænke på netop forsyningssikkerhed. Besparelse Det koster naturligvis noget at etablere et solvarmesystem, men til gengæld er det en éngangsinvestering uden indflydelse fra stigende energipriser på olie eller gas bortset fra den el-energi, der anvendes til systemets pumpe/ styring. Med de nuværende energipriser er tilbagebetalingstiden på et solvarmeanlæg omkring otte-tolv år, men hvis prisstigningerne forsætter, hvad alt tyder på, vil tilbagebetalingstiden hurtig falde til seks-otte år. For opnåelse af den bedste besparelse bør man søge efter Solar Keymark på sit anlæg. på liter er bare, at de fylder, og de færreste eksisterende parcelhuse har eller vil afgive plads i et forholdsvis lille bryggers. På typehusmarkedet er det de sidste år gået i den modsatte retning. Varmeanlæg, fordelersystem til gulvvarme og varmt / koldt brugsvand, el-tavlen, vandstikket m.v. skal helst kunne være i et 60 x 60 cm skab. Kræver plads Hvis vi ønsker alternative og hermed besparende energiformer til opfyldelse af vore komfortbehov, må vi se i øjnene, at det kræver plads. Arkitekter skal i de kommende år virkeliggøre de gode og Miljøet Her er virkelig en mulighed for, at den enkelte familie kan gøre noget for miljøet uden nedsættelse af komfortniveauet. En dansk gennemsnitsfamilie på fire personer kan mindske deres udledning af CO2 med kg årligt ved at instal- lere et solvarmeanlæg. Folk vil Nem og overskuelig gevinst At udregne og montere solvarmeanlæg, der udelukkende er beregnet for varmtvandsproduktion er forholdsvis enkelt. Anlægget kan for kunden være en virkelig nem og overskuelig gevinst. Skal anlægget også kunne overføre energi til centralvarmespændende intentioner, de længe har talt om. Pladskravet til teknikken skal nu opfyldes, og det gælder ikke kun ved store byggerier, men i lige så høj grad på parcelhusmarkedet. Tiden er inde til indførelsen af et teknikrum med plads til alternativ teknik, som kan være med til at reducere energiforbruget. anlægget, bør man altid overveje at anvende en bufferbeholder til opsamling af energi, der så kan anvendes, når solen ikke mere tilfører kollektorerne energi Energibranchen.dk