Erfaringer fra målinger på kombinerede solvarme- og biobrændselsanlæg

Transkript

1 Erfaringer fra målinger på kombinerede solvarme- og biobrændselsanlæg Maj 2000

2 ISSN ISBN Erfaringer fra målinger på kombinerede solvarme- og biobrændselsanlæg Maj 2000 Udarbejdet for Energistyrelsen J.nr / og 51181/ Line Louise Overgaard Klaus Ellehauge Arne Sæbye Øvrige projektdeltagere: William Otto Kristian Kærsgaard Inge-Lise Clausen 1

3 Erfaringer fra målinger på kombinerede solvarme- og biobrændselsanlæg Maj 2000 Udgivelse og tryk: Teknologisk Institut Gregersensvej Postboks 141 DK-2630 Taastrup Tlf.: SEC-R-7 ISSN-nr.: ISBN-nr.:

4 Forord Nærværende rapport er resultatet af projektet Måling på enkeltgodkendte solvarmeanlæg i kombination med biobrændselskedler, der er udført under Energistyrelsens udviklingsprogram for vedvarende energi (UVE), J. nr / og 51181/ Formålet med projektet har været at opnå et større erfaringsgrundlag for små varmeanlæg (villaanlæg), der kombinerer solvarme og biobrændselskedler ved anvendelse af samme lagertank. I alt 12 kombinerede solvarme- og biobrændselsanlæg er blevet inspiceret, og der er endvidere blevet foretaget målinger på 3 af disse anlæg, således at det har været muligt at vurdere installationspraksis, virkemåde, ydelser, effektiviteter og årsvirkningsgrader. På baggrund af de opnåede erfaringer er der blevet udarbejdet retningslinier for, hvorledes disse typer anlæg mest hensigtsmæssigt udføres, og hvordan man undgår fejl og uhensigtsmæssige løsninger. Bemærk, at det ikke har været projektets formål at angive optimale løsninger, idet dette søges gjort i et andet projekt, der har til formål at udvikle optimerede kombinerede løsninger. Det omtalte projekt har titlen Integreret biobrændsel-solvarmeløsning (design). Projektets målgruppe er fabrikanter af solvarmeanlæg og biobrændselskedler samt installatører og brugere. Endvidere vil arbejdet kunne benyttes i de to prøvestationers godkendelses- og kvalitetssikringsarbejde. Projektet er udført i samarbejde mellem Prøvestationen for Solenergi og Prøvestationen for mindre Biobrændselskedler på Teknologisk Institut. 3

5 Indhold FORORD... 3 INDHOLD INDLEDNING PROJEKTBESKRIVELSE DE 12 BESIGTIGEDE ANLÆG ANLÆG 1: BATEC/EB+EB/ARIMAX ANLÆG 2: ARCON/ /PASSAT ANLÆG 3: BATEC/EB/ARIMAX ANLÆG 4: THERMOSOL/EB/ARIMAX ANLÆG 5: DJURS/EB+EB/ARIMAX ANLÆG 6: THERMOSOL/EB+ARIMAX/ARIMAX ANLÆG 7: BATEC/XXX/HS TARM ANLÆG 8: DANSK SOLVARME/NILAN/AMERICOAL MÅLT ANLÆG 1: AIDT/AIDT+UNICAL/UNICAL MÅLT ANLÆG 2: BATEC/EB+ARIMAX/ARIMAX MÅLT ANLÆG 3: NNR-ARCON/HS-TARM+ /EL-PROJEKT MÅLT ANLÆG 4: ANS/KILDEMOES/BIOENERGI OVERSIGT OG GENERELLE BEMÆRKNINGER MÅLINGER UDFØRTE MÅLINGER MILJØMÅLINGER ENERGIMÅLINGER VURDERINGER RUMVARMEBEHOV OG VARMTVANDSFORBRUG VARMETAB SOLVARMEDÆKNING ANTAL DAGE, HVOR FYRET KAN SLUKKES TEMPERATURER I ANLÆGGENE KEDLER, OPFYRINGSMØNSTER, EFFEKTIVITETER M.M SAMMENLIGNING MED BEREGNEDE YDELSER OG FORBRUG ENKELTGODKENDELSER SAMMENLIGNING MED OPTIMALE ANLÆG INSTALLATIONSVEJLEDNING VARMETAB TEMPERATURNIVEAUER BIOBRÆNDSELSANLÆG GENERELT KONKLUSION SUMMARY SYMBOLER REFERENCER

6 1 Indledning Interessen for et kombineret varmesystem med solvarme og biobrændsel er stigende. Der har således i første halvdel af 1997 været ansøgt om enkeltgodkendelse til ca. 20 anlæg af denne type. Den stigende interesse skyldes formentlig de nye tilskudsordninger for el-konvertering i område 4 og biomasseordningen. En kombineret løsning med solvarme og biobrændselskedel kan udføres med anvendelse af en fælles lagertank, og der er ved enkeltgodkendelserne ansøgt om flere nye udformninger af denne type anlæg. Nogle anvender f.eks. nye, utraditionelle tanke, hvor også rumvarmen er tilsluttet. Det anses for sandsynligt, at der er et stort potentiale for disse løsninger, og at kombinationen er god, hvis den udføres rigtigt. Den fælles udnyttelse af lagertank samt koblingen af solvarmen til rumopvarmningen giver mulighed for lavere anlægsinvestering sammen med en forlænget sommerperiode, hvor kedlen kan slukkes. Dvs. nedbringelse af perioden, hvor fyret skal passes, og hvor dets effektivitet er lav. Den fælles udnyttelse af lagertanken kræver dog, at anlæg og styring udføres, så de to energikilder ikke blokerer for hinanden. Indtil starten af dette projekt har der imidlertid ingen dokumenterede erfaringer været med, hvordan disse anlæg virker i praksis, og erfaringer indenfor solvarmebranchen har vist, at ved indførelse af nye systemer og kombinationer er mulighederne for fejl mange. I dette projekt er der derfor udført inspektion, målinger og vurderinger på nogle af de installerede anlæg ude hos brugerne. For at opnå så bredt et erfaringsgrundlag som muligt er der udvalgt anlæg med forskellige former for typiske biobrændselsanlæg, idet erfaringsgrundlaget også her er lille. På den måde er det også muligt at afdække, om det har nogen betydning, hvilken type biobrændselsanlæg, der vælges at kombinere med. 5

7 2 Projektbeskrivelse Ud fra godkendelsesoplysninger er der udvalgt 12 anlæg, som kombinerer biobrændselskedler og solvarme. Disse anlæg er blevet besigtiget, og på baggrund af interview og teknisk gennemgang af anlæggene, er der udvalgt 3 anlæg, hvor der er gennemført grundige målinger efter et fast måleprogram. Ved udvælgelsen af anlæggene er der dels lagt vægt på løsninger, der forekommer teknisk velgennemtænkte, og med anlægskomponenter dækkende over en stor markedsandel, og dels på at afdække anlæg, som er uhensigtsmæssige. Beskrivelsen af de 12 udvalgte anlæg fremgår af kapitel 3 sammen med umiddelbare bemærkninger til de inspicerede anlæg samt brugernes erfaringer med de forskellige anlæg (baseret på interviews med de pågældende anlægsejere). På baggrund af besøgene hos de 12 udvalgte anlæg er der udarbejdet et afsnit om generelle installations- og driftserfaringer fra disse anlæg (afsnit 3.13). Det skal bemærkes, at der udover de grundige målinger på de 3 udvalgte anlæg, desuden er foretaget få ugers simple energimålinger på et nyt interessant anlæg, der først er blevet opført sent i dette projekts fase. De udførte målinger er kort beskrevet i starten af kapitel 4. Resten af kapitel 4 indeholder en præsentation af resultaterne fra de mange målinger. I kapitel 5 vurderes og sammenlignes måleresultaterne. Der er bl.a. foretaget sammenligninger af ydelser, driftstider og virkningsgrader for de 3 målte anlæg, og på baggrund heraf er det vurderet, om anlæggene fungerer efter hensigten, eller om de to energikilder i form af hhv. solvarme og biobrændselskedel evt. blokerer for hinanden i nogle perioder. De udførte målinger er endvidere benyttet til at kontrollere beregninger af anlæggenes ydelser, samt til at vurdere, om forholdet mellem varmeydelse og varmebehov er tilfredsstillende ud fra en energimæssig betragtning. Sammenligningen med beregnede ydelser og forbrug fremgår af kapitel 6. De omtalte nye systemer er ikke omfattet af de installationsvejledninger, der hidtil er udført. Der har derfor været et behov for at få opstillet nogle generelle retningslinier for og gode råd til, hvordan anlæg, der kombineret solvarme og biobrændsel bør udformes i praksis samt ikke mindst, hvordan det i hvert fald ikke bør udføres. Denne generelle installationsanvisning findes i kapitel 7. 6

8 3 De 12 besigtigede anlæg Ud fra en kombination af godkendelsesoplysninger, oplysninger indhentet i forbindelse med tilsyn på biobrændselsanlæg, oplysninger fra fabrikanter samt henvendelser fra anlægsejere blev der ved projektets start opstillet en liste med 19 anlæg, hvor solvarme og biobrændselskedler angiveligt var kombineret. Flere af anlæggene viste sig dog af forskellige årsager ikke at være relevante alligevel. I starten af 1998 blev der således aflagt besøg hos 11 anlæg. De blev udvalgt efter kriterier om at: forskellige udbredte fabrikater af solvarmeanlæg skulle være repræsenteret, og de skulle endvidere eventuelt være opbygget efter forskellige principper forskellige udbredte fabrikater af biobrændselsfyrede kedler skulle være repræsenterede - primært manuelt fyrede brændekedler, men også enkelte automatisk fyrede kedler (stokerfyr) til flis eller træpiller. Efter inspektionen af de 11 anlæg samt igangsætningen af måleprojektet dukkede endnu et interessant anlæg på Samsø op. Dette anlæg er derfor ligeledes blevet inspiceret, og der er således i alt blevet undersøgt 12 anlæg, der kombinerer solvarme og biovarme. Da anlægget på Samsø først lige er blevet taget i brug inden dette projekts afslutning, har det ikke været muligt at udføre det faste måleprogram på dette anlæg. Enkelte simple energimålinger fra uge er dog taget med i projektet, og der er således i alt blevet målt på 4 ud af de 12 udvalgte anlæg. De 8 anlæg, der kun er blevet undersøgt ved inspektion, er i det følgende kort beskrevet på side 8-22, mens de 4 anlæg, hvor der er udført målinger, er mere udførligt beskrevet på side I det følgende henviser betegnelserne efter anlæggenes numre (x1/x2/x3) til fabrikatnavne for hhv. solfanger(e) + styring (x1), akkumuleringstank(e) (x2) og kedel (x3). 7

9 3.1 Anlæg 1: Batec/EB+EB/Arimax Øm, K (Anlæg 5/19) Solvarme Solfangere: 3 solfangere fra Batec type, BA 22. Datablad D2116. Samlet solfangerareal: 6,6 m² Solfangernes orientering: mod syd med en hældning på 50. Solfangervæske: 40% propylenglycol Akkumulering: 2 stk. akkumuleringstanke på hver 500 liter fra EB-kedler (hhv. type EB acku 500 og type EB acku 120/380 Fr). Samlet beholdervolumen: 2x500 liter, hvoraf 120 liter udgøres af en neddykket varmtvandsbeholder i toppen af den ene tank. I bunden af tanken med indbygget varmtvandsbeholder, er der endvidere indbygget en kobberrørs varmeveksler, der er tilsluttet solfangerkredsen. Veksleren har en hedeflade på i alt 2,37 m 2. De to akkumuleringstanke er parallelforbundet med to 2" rør, så de kan udveksle varme. Akkumuleringstankene fungerer også som lager for biobrændselskedlen. Automatik: Automatikken er af fabrikatet Batec BDT, Datablad D5020 Beregnet anlægsydelse: kwh Anlægget forsyner et enfamiliehus på 164 m². Anlægsydelsen er beregnet ved et gennemsnitligt forbrug på 160 liter 50 C varmt vand pr. dag hele året. Rumvarmebehovet er beregnet til kwh/år. Forbruget er fundet ud fra standardforudsætningerne. Biobrændsel Biokedel: Der er installeret en Arimax 25 brændekedel med kedelshunt og termostatstyret pumpe. Kedlen er tilsluttet de to parallelforbundne akkumuleringstanke på i alt 1000 liter. Vha. programmet Biofuel /3/ er den nødvendige størrelse af akkumuleringstanken beregnet til ca liter ved fyring med tungt træ og til 1000 liter ved fyring med let træ. Tankkapaciteten er således meget tæt på det optimale. Umiddelbare bemærkninger til anlægget ved besigtigelse Anlægget er opbygget som forventet (EB standard anlæg), og ser generelt fornuftigt ud, og de mindre Arimax kedler er generelt udmærkede til brændefyring. Ved nominel ydelse har de (jf. typegodkendelsen) en virkningsgrad på 78% og CO-emission på 0,25%. Pga. trange pladsvilkår har det ikke været muligt at foretage målinger på dette anlæg, hvilket ellers kunne have været interessant. Kommentarer fra brugerne Anlægget har på intet tidspunkt været ude af drift, der forekommer ikke overkogning i solfangerne og anlægget leverer altid tilstrækkeligt varmt vand. Om vinteren fyres der normalt op i biobrændselskedlen én gang om dagen, på kolde vinterdage (udetemperatur < -10 C) dog to gange om dagen. Forår/efterår er det tilstrækkeligt med en fyring hver anden dag. 8

10 Om sommeren (fra ca. 1/4 1/10) er det oftest tilstrækkeligt at fyre op i biobrændselskedlen én gang om ugen afhængigt af antallet af solskinstimer. Brugerne opfatter det ikke som besværligt, at fyre op i biobrændselskedlen med ovennævnte hyppigheder. Det tager ca. 10 min. at tænde op, hvorefter brændkammeret fyldes 2-3 gange. Figur 3.1: Billeder af anlæg 1 (Øm). 9

11 3.2 Anlæg 2: Arcon/ /Passat Hornum, K (Anlæg 7/19) Solvarme Solfangere: 2 solfangere fra Arcon type, S-350. Datablad D2122. Samlet solfangerareal: 7,0 m² Solfangernes orientering: mod syd med en hældning på 60. Solfangervæske: 50% propylenglycol Akkumulering: 1 stk. eksisterende akkumuleringstank på 2500 liter af ukendt fabrikat. Samlet beholdervolumen: 2500 liter. Akkumuleringstanken er tilsluttet solkredsen via en ekstern varmeveksler. Om sommeren benyttes kun toppen af tanken, og det varme brugsvand produceres i stuehuset vha. varmt vand fra akkumuleringstanken (radiatorvand). Radiatorvand tages fra toppen af tanken og føres retur til bunden af tanken. Akkumuleringstanken fungerer også som lager for biobrændselskedlen. Automatik: Automatikken er af fabrikatet Arcon, Type TC-S2, Datablad D5024 Beregnet anlægsydelse: kwh Anlægget forsyner en beboelse på 120 m² med 2 beboere. Anlægsydelsen er beregnet ved et gennemsnitligt forbrug på 160 liter 50 C varmt vand pr. dag hele året. Rumvarmebehovet er sat til kwh/år. Forbruget er fundet ud fra standardforudsætningerne. Biobrændsel Biokedel: Der er installeret en 20 år gammel Passat brændekedel uden kedelshunt. Den er tilsluttet akkumuleringstanken med naturlig cirkulation. Umiddelbare bemærkninger til anlægget ved besigtigelse Der er ingen veksler i akkumuleringstanken. Der er observeret mange uisolerede og tilfældigt isolerede rør (se billede). Den pågældende brændekedel er en almindelig gennemforbrændingskedel, der er beregnet til fyring med koks. Ved fyring med brænde har den kraftig emission af CO og andre uforbrændte gasser og derfor en lav effektivitet. Oliefyret bliver kun brugt som reserve. Pga. tilslutningen med naturlig cirkulation mellem kedel og akkumuleringstank har det ikke været muligt at foretage målinger på dette anlæg. Kommentarer fra brugerne Anlægget har på intet tidspunkt været ude af drift, og der forekommer ikke overkogning i solfangerne. Hvis biobrændselskedlen holdes slukket om sommeren, er det først efter ca. 4 timers solskin, at vandet er tilstrækkeligt varmt. Om vinteren fyres der normalt op i biobrændselskedlen én gang om dagen, mens der forår/efterår kun fyres på overskyede dage. Om sommeren kan biobrændselskedlen holdes slukket på alle dage med mere end 4 timers solskin. Brugerne opfatter det ikke som besværligt, at fyre op i biobrændselskedlen med de ovennævnte hyppigheder. 10

12 Figur 3.2: Billeder af anlæg 2 (Hornum). 11

13 3.3 Anlæg 3: Batec/EB/Arimax Korsør, K (Anlæg 11/19) Solvarme Solfangere: 3 solfangere fra Batec type, BA 22. Datablad D2116. Samlet solfangerareal: 6,6 m² Solfangernes orientering: 12 fra syd med en hældning på 30. Solfangervæske: 40% propylenglycol Akkumulering: 1 stk. akkumuleringstank fra EB-kedler (type EB Acku 120/380 Fr). Samlet beholdervolumen: 500 liter, hvoraf 120 liter udgøres af en indbygget varmtvandsbeholder i toppen af tanken. Der trækkes varme fra lagertanken til rumvarme. I bunden af akkumuleringstanken er der indbygget en kobberrørs varmeveksler, der er tilsluttet solfangerkredsen. Veksleren har en hedeflade på i alt 2,37 m 2. Akkumuleringstankene fungerer også som lager for biobrændselskedlen. Automatik: Automatikken er af fabrikatet Batec BDT, Datablad D5020 Beregnet anlægsydelse: kwh Anlægget forsyner et enfamiliehus på 145 m². Anlægsydelsen er beregnet ved et gennemsnitligt forbrug på 160 liter 50 C varmt vand pr. dag hele året. Rumvarmebehovet er beregnet til kwh/år. Forbruget er fundet ud fra standardforudsætningerne. Biobrændsel Biokedel: Der er installeret en Arimax 25 brændekedel med kedelshunt og termostatstyret pumpe. Kedlen er tilsluttet akkumuleringstanken på 500 liter. Vha. programmet Biofuel /3/ er den nødvendige størrelse af akkumuleringstanken beregnet til hhv. ca liter ved fyring med tungt træ og 1000 liter ved fyring med let træ. Tankkapaciteten er således mindre end det halve af, hvad den burde være. Umiddelbare bemærkninger til anlægget ved besigtigelse Arimax kedler er, som tidligere nævnt, udmærkede til brændefyring. En akkumuleringstank på 500 liter anses dog for at være for lidt i forhold til fornuftig brændefyring. Ejeren er nødt til kun at fylde kedlen halvt op ved hver fyring. Hvis brændekammeret fyldes helt op, produceres der mere varme, end der kan afsættes i akkumuleringstanken (som er for lille). Når kedlens termostat herefter slår fra, lukker Arimax kedlen ned for kedelspjældet, hvilket medfører, at forbrændingen stopper eller bliver meget dårlig med unødvendig forurening og tilsodning til følge. En (halv) fyring om dagen er nok det meste af året, bortset fra meget kolde dage, hvor det kan være nødvendigt at fyre to gange på en dag (stadig kun halv opfyldning), og ifølge ejeren fungerer det derfor udmærket. Kommentarer fra brugerne Anlægget har været ude af drift i forbindelse med reparation af keramikplade og i forbindelse med montering af endnu en lagertank samt en større ekspansionsbeholder. Monteringen af den ekstra lagertank er sket efter inspiceringen af anlægget. Der har på intet tidspunkt forekommet kogning i solfangerne, og anlægget leverer altid tilstrækkeligt varmt vand. 12

14 Om vinteren fyres der normalt op i biobrændselskedlen én gang om dagen. Forår/efterår fyres der ca. 2-3 gange pr. uge. Om sommeren (fra ca. 1/5-15/9 1999) har biobrændselskedlen kun været i drift 5 gange. Brugerne opfatter det ikke som besværligt, at fyre op i biobrændselskedlen med de ovennævnte hyppigheder. Figur 3.3: Billede af anlæg 3 (Korsør). 13

15 3.4 Anlæg 4: Thermosol/EB/Arimax Vojens, K (Anlæg 12/19) Solvarme Solfangere: 2 solfangere fra Thermosol type, AE-32. Datablad D2114. Samlet solfangerareal: 5,6 m² Solfangernes orientering: mod syd med en hældning på 30. Solfangervæske: 40% propylenglycol Akkumulering: 1 stk. akkumuleringstank på 500 liter fra EB-kedler (type EB acku 120/380 Fr). Samlet beholdervolumen: 500 liter. Tanken er forsynet med en indbygget varmtvandsbeholder i toppen på 120 liter. I bunden er der indbygget en kobberrørs varmeveksler, der er tilsluttet solfangerkredsen. Veksleren har en hedeflade på i alt 2,37 m 2. Akkumuleringstanken fungerer også som lager for biobrændselskedlen. Automatik: Automatikken er af fabrikat Arcon type TS-C2, Datablad D5024 Beregnet anlægsydelse: kwh Anlægget forsyner et enfamiliehus på 140 m². Anlægsydelsen er beregnet ved et gennemsnitligt forbrug på 160 liter 50 C varmt vand pr. dag hele året. Rumvarmebehovet er sat til kwh/år. Forbruget er fundet ud fra standardforudsætningerne. Biobrændsel Biokedel: Der er installeret en Arimax 25 brændekedel med kedelshunt og termostatstyret pumpe. Kedlen er tilsluttet akkumuleringstanken på 500 liter. Vha. programmet Biofuel /3/ er den nødvendige størrelse af akkumuleringstanken beregnet til hhv. ca liter ved fyring med tungt træ og 1000 liter ved fyring med let træ. Tankkapaciteten er således mindre end det halve af, hvad den burde være. Umiddelbare bemærkninger til anlægget ved besigtigelse Der forekommer en del uisolerede rør (se nederste billede i Figur 3.4 på næste side). Den valgte akkumuleringstank (500 liter) er også for dette anlæg for lille i forhold til den valgte brændekedel. Der forekommer derfor den samme problematik med halve kedelfyldninger og risiko for dårlig forbrænding som ved anlæg 3 (se evt. beskrivelse af problematik i afsnit 3.3). På det øverste billede ses da også tjære og sodafsætning ved den sekundære luftventil. Desuden er det observeret, at anlægget ikke er udført, således som der er ansøgt om ved godkendelsen. Anlægget er blevet godkendt med 2 stk. Arcon solfangere med et lidt større areal på i alt 7,0 m². Det reducerede solfangerareal kan evt. medføre problemer med at holde 60 C i toppen af varmtvandsbeholderen om sommeren. I værste tilfælde må brugeren således enten leve med lunkent vand om sommeren, eller også er det nødvendigt at fyre op i brændekedlen med små brændemængder en gang i mellem om sommeren, hvilket ikke giver særligt gode driftsbetingelser for brændekedlen med dårlig virkningsgrad og unødig forurening til følge. Kommentarer fra brugerne Ingen kommentarer fra brugerne. 14

16 Figur 3.4: Billeder af anlæg 4 (Vojens). 15

17 3.5 Anlæg 5: Djurs/EB+EB/Arimax Snedsted, K (Anlæg nr. 13/19) Solvarme Solfangere: 2 solfangere fra Djurs Solvarme type, DS-3. Datablad D2127. Samlet solfangerareal: 5,7 m² Solfangernes orientering: mod syd med en hældning på 50. Solfangervæske: 40% propylenglycol Akkumulering: 2 stk. akkumuleringstanke på hver 500 liter fra EB-kedler (hhv. type EB acku 500 og type EB acku 120/380 Fr). Samlet beholdervolumen: 2x500 liter, hvoraf 120 liter udgøres af en neddykket varmtvandsbeholder i toppen af den ene tank. I bunden af tanken med indbygget varmtvandsbeholder i toppen er der indbygget en kobberrørs varmeveksler, der er tilsluttet solfangerkredsen. Veksleren har en hedeflade på i alt 2,37 m 2. De 2 akkumuleringstanke er parallelforbundet med to 2" rør, således at de kan udveksle varme. Akkumuleringstankene fungerer også som lager for biobrændselskedlen. Automatik: Automatikken er af fabrikatet Danish Electro Energy, type 2003, Datablad D5035 Beregnet anlægsydelse: kwh Anlægget forsyner et enfamiliehus på 144 m². Anlægsydelsen er beregnet ved et gennemsnitligt forbrug på 160 liter 50 C varmt vand pr. dag hele året. Rumvarmebehovet er sat til kwh/år. Forbruget er fundet ud fra standardforudsætningerne. Biobrændsel Biokedel: Der er installeret en Arimax 25 brændekedel med kedelshunt og termostatstyret pumpe. Kedlen er tilsluttet de 2 parallelforbundne akkumuleringstanke på i alt 1000 liter. Vha. programmet Biofuel /3/ er den nødvendige størrelse af akkumuleringstanken beregnet til hhv. ca liter ved fyring med tungt træ og 1000 liter ved fyring med let træ. Tankkapaciteten er således meget tæt på det optimale. Umiddelbare bemærkninger til anlægget ved besigtigelse Der forekommer en del uisolerede rør; dels de indvendige solvarmerør i fyrrummet og dels en del af rørene i kedelkredsen. Det er observeret, at der ikke er afspærringsventil mellem de to akkumuleringstanke. Dvs. om sommeren er der ingen mulighed for at afkoble den ene tank, hvilket anses for uheldigt. Den pågældende Arimax kedel er forsynet med oliefyr. Kommentar fra brugerne Stuehuset er efter inspiceringen udvidet med en overetage på ca. 80 m², som anlægget også opvarmer. Anlægget har på intet tidspunkt været ude af drift, der forekommer ikke overkogning i solfangerne og anlægget leverer altid tilstrækkeligt varmt vand. 16

18 Om vinteren fyres der ca. i biobrændselskedlen 4-5 gange om ugen, mens der forår/efterår kun fyres ca. 1-2 gange om ugen. Om sommeren kan biobrændselskedlen holdes slukket på dage med solskinsvejr. I enkelte travle perioder har brugerne slået over på oliefyret, men de opfatter det generelt ikke som besværligt, at fyre op i biobrændselskedlen med de ovennævnte hyppigheder. Brugerne gør dog opmærksom på, at processen med selv at lave tørt brænde kan være ret tidskrævende. Figur 3.5: Billeder af anlæg 5 (Snedsted) 17

19 3.6 Anlæg 6: Thermosol/EB+Arimax/Arimax Asnæs, (Anlæg 16/19) Solvarme Solfangere: 3 stk. solfangere fra Thermosol, type AE 24. Datablad D Samlet solfangerareal: 6,1 m² Solfangernes orientering: mod syd med en hældning på 25. Solfangervæske: 40% propylenglycol Akkumulering: 2 stk. akkumuleringstanke. 1 stk. på 500 liter fra EB-kedler (type EB Acku 120/380 Fr) og 1 stk. på 1850 liter fra Arimax. Samlet beholdervolumen: liter, hvoraf 120 liter udgøres af en indbygget varmtvandsbeholder i toppen af solvarmetanken på de 500 liter. I bunden af akkumuleringstanken for solvarme er der indbygget en kobberrørs varmeveksler, der er tilsluttet solfangerkredsen. Veksleren har en hedeflade på i alt 2,37 m 2. De 2 akkumuleringstanke er parallelforbundet med to 2" rør, således at de kan udveksle varme. Varme til radiatorer tages fra toppen af den lille tank og føres retur til bunden af den store tank. Akkumuleringstankene fungerer også som lager for biobrændselskedlen. Automatik: Automatikken er af fabrikatet Thermosol, type SMT 300, Datablad D 5029 Beregnet anlægsydelse: Ingen oplysninger. Anlægget forsyner en beboelse på 290 m² med 2 beboere samt et drivhus på 60 m². Biobrændsel Biokedel: Der er installeret en Arimax 60 brændekedel med kedelshunt og termostatstyret pumpe. Den er tilsluttet de 2 parallelforbundne akkumuleringstanke på i alt 2350 liter samt en oliefyret støbejernskedel (Tasso). Vha. programmet Biofuel /3/ er den nødvendige størrelse af akkumuleringstanken beregnet til ca liter ved fyring med tungt træ. Tankkapaciteten er således 25% mindre, end den burde være. Umiddelbare bemærkninger til anlægget ved besigtigelse Ejeren har bygget anlægget om i forhold til EB s standard anlæg. Ejeren havde planer om yderligere ombygning. Der forligger ikke noget principdiagram for anlægget. Solvarmen føres ind i bunden af den store tank. Kommentar fra brugerne Ingen kommentarer fra brugerne. 18

20 Figur 3.6: Billeder af anlæg 6 (Asnæs) 19

21 3.7 Anlæg 7: Batec/XXX/HS Tarm Tølløse, (Anlæg 17/19) Solvarme Solfangere: Akkumulering: Automatik: Beregnet anlægsydelse: Biobrændsel Biokedel: 3 solfangere fra Batec. Ingen oplysninger om type/datablad. Samlet solfangerareal: 9,0 m². Solfangernes orientering: mod syd med en hældning på Solfangervæske: Ingen oplysninger. 1 stk. akkumuleringstanke. Ingen oplysninger om fabrikat eller type. Samlet beholdervolumen: Ingen oplysninger. Der er ingen akkumuleringstank for biobrændselskedlen. Ingen oplysninger Ingen oplysninger Anlægget forsyner et enfamiliehus på 107 m². Der er installeret en HS-Tarm Solo+, 18 MK II brændekedel uden kedelshunt med en AVTA ventil i fremløbet. Kedlen er ikke tilsluttet nogen akkumuleringstank. Kedlen er installeret i et udhus med neddykket sikkerhedsledning til ekspansion på 1.sal i stuehuset altså ulovligt. Umiddelbare bemærkninger til anlægget ved besigtigelse På installationstispunktet var den pågældende brændekedel en af de få brændefyrede kedler på markedet, der kunne brænde virkelig godt. Kedlen har imidlertid aldrig rigtig fungeret hovedsageligt fordi den er blevet monteret uden akkumuleringstank. Den er bl.a. brændt pga. voldsom soddannelse (kan anes på billedet). Anlægget er taget med som et eksempel på, hvordan biobrændselsanlæg bestemt ikke skal udføres. Det er ikke acceptabelt, at installatører udfører den slags installationer. Kommentarer fra brugerne Solvarmeanlægget virker ifølge brugeren tilfredsstillende, og der forekommer ikke kogning i solfangerne. Biobrændselskedlen har imidlertid aldrig virket tilfredsstillende og er derfor siden inspektionen blevet udskiftet med en oliefyret kedel. 20

22 Figur 3.7: Billeder af anlæg 7 (Tølløse) 21

23 3.8 Anlæg 8: Dansk Solvarme/Nilan/Americoal Fjenneslev, (Anlæg 18/19) Solvarme Solfangere: Akkumulering: Automatik: Beregnet anlægsydelse: Biobrændsel Biokedel: Ingen oplysninger om fabrikat eller størrelse Samlet solfangerareal: 14,0 m² Solfangernes orientering: ingen oplysninger Solfangervæske: ingen oplysninger 1 stk. akkumuleringstank fra Nilan. Samlet beholdervolumen: ingen oplysninger Ingen oplysninger Ikke oplyst Anlægget forsyner et enfamiliehus på 120 m². Der er installeret en Americoal Compact A3 pillebrænder monteret på en TMV Värme kedel. Pillebrænderen har aldrig virket tilfredsstillende, bl.a. på grund af brodannelse i indfødningssystemet. Umiddelbare bemærkninger til anlægget ved besigtigelse Ingen bemærkninger Kommentarer fra brugerne Der forekommer overkogning i solfangerkredsen om sommeren. 22

24 3.9 Målt anlæg 1: Aidt/Aidt+Unical/Unical Hadsund, (Anlæg 15/19) Solvarme Solfangere: 4 solfangere fra Aidt, type LF3. Datablad D2105. (Ej selektive). Samlet solfangerareal: 12,0 m² Solfangernes orientering: mod vest med en hældning på 45. Solfangervæske: 26% propylenglycol Akkumulering: 2 stk. akkumuleringstanke. 1 stk. 750 liter tank fra Aidt og 1 stk liter tank til biobrændselskedlen fra Unical. Samlet beholdervolumen: liter. Der er indbygget varmtvandsbeholder i toppen af solvarmetanken på 750 liter. Det varme brugsvand eftervarmes i en el-vandvarmer i stuehuset. Akkumuleringstankene er sammen med biobrændselskedlen opstillet i udhuset. Automatik: Automatikken er af fabrikatet Danotek Beregnet anlægsydelse: Ingen oplysninger. Anlægget forsyner et enfamiliehus på 250 m². Der er ikke søgt om tilskud til anlægget. Biobrændsel Biokedel: Der er installeret en Unical SHG 30 brændekedel med manuel kedelshunt. Kedlen var ved besøgstidspunktet tilsluttet solvarmetanken på 750 liter, men er efterfølgende (inden påbegyndelse af målingerne) blevet tilsluttes 1000 liter tanken, og de to tanke på i alt 1750 liter er blevet parallelforbundet, således de kan udveksle varme. Kedlen har en nominel ydelse på 36 kw. Vha. programmet Biofuel /3/ er den nødvendige størrelse af akkumuleringstanken beregnet til ca liter ved fyring med tungt træ og ca liter ved fyring med let træ. Tankkapaciteten på 1750 liter er således næsten optimal. Sammenkoblingen mellem biobrændselskedel, akkumuleringstank, solfanger og varmeanlæg (efter tilslutningen af begge tanke) fremgår af Figur 3.8. Funktionsbeskrivelse Solvarmen overføres via en ekstern veksler til solvarmetanken på 750 liter. (Der måles kun på tanksiden - sekundærkredsen). Temperaturen i primærkredsen er ifølge ejeren ca. 10 C højere end på tanksiden (sekundærkredsen). Om vinteren er solvarmeanlægget permanent slukket. Vinterslukningen styres manuelt af ejeren. Ved ferie eller bortrejse om sommeren sætter ejeren cirkulation på radiatorkredsen, så solvarmeffekten kan blive afsat der. Systemet er særdeles velisoleret, og må forventes at have et forholdsvist beskedent varmetab. Kedelpumpen kontrolleres af den indbyggede styring i fyret. Den starter når underforbrændingen i fyret aktiveres og stopper 30 min. efter, at temperaturen i kedlen er faldet til under 70 grader (så vidt ejeren kan huske). Pumpen mellem de 2 tanke styres af en lille separat differensstyring. Pumpen kører, når TLA2 > (TLB1-2 C). Målingerne foretages med separate følere, som ikke nødvendigvis måler det sammen som de opsatte RTD-følere i forbindelse med måleprojektet. Ejeren har på fornemmelsen, at pumpen kører lidt for meget under opvarmningen, og derved får vandet til at cirkulere for meget mellem tankene. Derved ødelægges lagdelingen. 23

25 M1 T1H T1L T2H T3H M3 T3L M2 T4H M4 750 l 1000 l T2L T4L T2L T2L ENERGY SUPPLY TRANSFER, STORAGE, CONTROL AND DISTRIBUTION LOAD Figur 3.8: Principdiagram for anlæg M1 (Hadsund). Figur 3.9: Billeder af anlæg M1 (Hadsund). 24

26 3.10 Målt anlæg 2: Batec/EB+Arimax/Arimax Helsinge, K (Anlæg 6/19) Solvarme Solfangere: 4 solfangere fra Batec, type BA-30. Datablad D2117. Samlet solfangerareal: 12,0 m² Solfangernes orientering: mod syd med en hældning på 45. Solfangervæske: 40% propylenglycol Akkumulering: 2 stk. akkumuleringstanke. Heraf 1stk. på 500 liter fra EB-kedler (type acku 120/380 FR) samt 1 stk. på 1850 liter fra Arimax. Samlet beholdervolumen: liter, hvoraf 120 liter udgøres af en indbygget varmtvandsbeholder i toppen af solvarmetanken fra EB-kedler. I bunden af solvarmetanken er der indbygget en kobberrørs varmeveksler, der er tilsluttet solfangerkredsen. Veksleren har en hedeflade på i alt 2,37 m 2. De to akkumuleringstanke er parallelforbundet med to 2" rør, således at de kan udveksle varme. Akkumuleringstankene fungerer også som lager for biobrændselskedlen. Automatik: Automatikken er af fabrikatet Batec BDT, Datablad D5020 Beregnet anlægsydelse: kwh Anlægget forsyner en beboelse på 240 m² med 6-10 beboere. Anlægsydelsen er beregnet ved et gennemsnitligt forbrug på 400 liter 50 C varmt vand pr. dag hele året. Behovet for rumvarme er sat til kwh/år. Forbruget er fundet ud fra standardforudsætningerne. Biobrændsel Biokedel: Der er installeret en Arimax 35 brændekedel med kedelshunt og termostatstyret pumpe. Kedlen er tilsluttet de to parallelforbundne akkumuleringstanke på i alt 2350 liter. Kedlens nominelle ydelse er 24 kw. Vha. programmet Biofuel er den nødvendige tankstørrelse beregnet til ca liter ved fyring med tungt træ. Tankkapaciteten er således særdeles velafpasset. Som backup er kedlen monteret med en oliebrænder, så der kan fyres med olie i kedlen. Sammenkoblingen mellem biobrændselskedel, akkumuleringstanke, solfanger og varmeanlæg fremgår af Figur Funktionsbeskrivelse Som det fremgår af Figur 3.10, er såvel radiatorkreds som gulvvarmekreds med shunt. Varmt brugsvand forvarmes i bunden af den store tank, hvorefter den varmes yderligere op i 120 l beholderen. Herefter føres den tilbage til den store tank, hvor den eftervarmes inden brug. Varme til radiatorer tages fra top af lille tank og føres retur til bund af stor tank. 25

27 T1H T1L M1 500 l M4 T4H T4L T2H T3H 1850 l T6H T2L M2 T3L T6L M6 M3 ENERGY SUPPLY TRANSFER, STORAGE, CONTROL AND DISTRIBUTION LOAD Figur 3.10: Principdiagram for anlæg M2 (Helsinge). Figur 3.11: Billeder af anlæg M2 (Helsinge) 26

28 3.11 Målt anlæg 3: NNR-Arcon/HS-tarm+ /El-projekt Øster Hornum, K (Anlæg 19/19) Solvarme Solfangere: 5 solfangere fra Arcon, type STU-V. Datablad Samlet solfangerareal: 12,6 m² Solfangernes orientering: mod syd med en hældning på 45 Solfangervæske: Vand Anlægget er et drain-back system (tømmeanlæg). Solfangerne er installeret på taget af et udhus. Akkumulering: 1 stk. akkumuleringstank på 500 liter fra HS-tarm i udhus. Brugsvandet opvarmes i stuehuset i en eksisterende varmtvandsbeholder på 160 liter, type Mercotech Combinet (D8402) samt som backup en elvandvarmer på 60 liter. Samlet beholdervolumen: liter, hvor de 160 liter udgøres af separat varmtvandsbeholder i stuehuset. Brugsvandet i 160 liters beholderen opvarmes af centralvarmeanlægget. Som supplement er beholderen forsynet med en elektrisk eftervandvarmer. Specialtanken på 500 liter fra HS Tarm har indbygget tømmetank på 170 liter. Akkumuleringstanken anvendes også som lager for biobrændselskedlen. Automatik: Automatikken er af fabrikatet Arcon, type TC-S2, Datablad D5024 Beregnet anlægsydelse: kwh Anlægget forsyner et enfamiliehus på 250 m². Anlægsydelsen er beregnet ved et varmtvandsforbrug på 160 liter 50 C varmt vand pr. dag hele året. Behovet for rumvarme er sat til kwh/år. Forbruget er fundet ud fra standardforudsætningerne. Biobrændsel Biokedel: Der er installeret en Power matic Stoker på en gammel støbejernskedel. Kedlens nominelle ydelse er 48 kw. Sammenkoblingen mellem biobrændselskedel, akkumuleringstank, solfanger og varmeanlæg fremgår af Figur Funktionsbeskrivelse Solvarmeanlægget er etableret som et forvarmeanlæg, der opvarmer returvandet inden indløb til kedlen. Det betyder imidlertid, at solvarmetanken i perioder uden solvarme kan blive unødigt forvarmet af varmt returvand (hvis returtemperaturen fra radiatorsystemet af en eller anden grund skulle stige). På den måde kan det varme returvand tage lagervolumen fra solvarmeanlægget men varmen føres dog senere tilbage til kedlen Husets varmeanlæg har fra gammel tid været behæftet med forskellige fejl, der i perioder har bevirket en høj returtemperatur fra centralvarmeanlægget. Den oprindelige varmtvandsbeholder på 160 liter af typen METRO KOMBI er derfor (før måleperiodens start) blevet forsynet med en ekstra 60 liter elvandvarmer til el-backup for at undgå, at elpatronen i varmtvandsbeholderen kan opvarme centralvarmevandet, når fremløbstemperaturen fra kedel/solvarmeanlæg falder til under 45 C. (Fremløbstemperaturen vil typisk falde, når fyret løber tør for træpiller, eller når fyret er slukket, så kun solvarmeanlægget sørger for varmeforsyningen). 27

29 Først i feb (ca. en måned efter målingernes påbegyndelse) er varmtvandsbeholderen blevet forsynet med en termostat ventil (RAVK), som lukker ned for gennemstrømningen til centralvarmeanlægget, når en bestemt brugsvandstemperatur er nået (f.eks. 50 C). Indtil da kunne kedlen opvarme varmtvandsbeholderen (til f.eks. 70 C) og varmtvandsbeholderen kunne så afgive varmen til centralvarmevandet igen, når fremløbstemperaturen fra kedlen senere faldt. Gulvvarmekredsen i badeværelset var indtil starten af feb forsynet med manuel styring og kunne derfor kortslutte frem og retur på centralvarmeanlægget. Radiatoren i entreen var frem til foråret 2000 koblet omvendt til frem og retur og gav derfor i kolde perioder (hvor radiatoren blev brugt) en høj temperatur i returledningen. Cirkulationspumpen kører altid, for at kunne føre varme fra fyr/solvarmetank i udhus til radiatoranlæg/varmtvandsbeholder i stuehus. I perioder med lavt varmeforbrug har brugeren dog forsøgt at skrue ned for pumpehastigheden for at reducere temperaturen i returledningen. Efter måleperiodens afslutning er der blevet etableret gulvvarmeanlæg (med blandesløjfe) i køkken og spisestue. Stoker T1H T1L M1 T3H M3 160 l T4H 500 l M2 T2H T3L T2L M4 T4L ENERGY SUPPLY TRANSFER, STORAGE, CONTROL AND DISTRIBUTION LOAD Figur 3.12: Principdiagram for anlæg M3 (Øster Hornum). 28

30 Figur 3.13: Billeder af anlæg M3 (Øster Hornum). 29

31 3.12 Målt anlæg 4: Ans/Kildemoes/Bioenergi Samsø, K Solvarme Solfangere: Akkumulering: Automatik: Beregnet anlægsydelse: Biobrændsel Biokedel: 4 stk. solfangere fra Ans solvarme med absorber af sunstrip og dæklag af hærdet glas. Samlet solfangerareal: 15,6 m² Solfangernes orientering: mod syd med en hældning på 60. Solfangervæske: Ingen oplysninger 1 stk. specialdesignet akkumuleringstank på 750 liter fra Kildemoes Solvarme. Akkumuleringstanken er forsynet med elpatron. Det varme brugsvand laves vha. en gennemstrømsvarmeveksler. Akkumuleringstanken anvendes også som lager for biobrændselskedlen. Ingen oplysninger kwh Anlægget forsyner et enfamiliehus på 200 m². Anlægsydelsen er beregnet ved et varmtvandsforbrug på 160 liter 50 C varmt vand pr. dag hele året. Behovet for rumvarme er sat til kwh/år. Forbruget er fundet ud fra standardforudsætningerne. Der er installeret en Bioenergi brændeovn med vandtank (gris) med en afgivet effekt på 10 kw, hvoraf ca. 50% går til vandsiden. Sammenkoblingen mellem biobrændselskedel, akkumuleringstank, solfanger og varmeanlæg fremgår af Figur Funktionsbeskrivelse Akkumuleringstanken udgør hjertet i anlægget. Al energi fra henholdsvis solfanger og vandgris afleveres i tanken via specialudformede indløb, som minimerer opblanding/ødelæggelse af temperaturlagdeling. Fra tanken udtrækkes efter behov energi til gennemstrømsvarmeveksler (brugsvand) og centralvarmekreds (rumvarme). Akkumuleringstanken er afprøvet på Institut for Bygninger og Energi som beskrevet i /4/. Akkumuleringstanken har indbygget elpatron på 6 kw. Det primære formål med elpatronen er at sikre centralvarmeanlægget imod frostskader i forbindelse med bortrejse i vinterperioden. Elpatronen er kun i drift i forbindelse med bortrejser. Den øverste del af vandvolumenet i akkumuleringstanken er afsat til produktion af varmt brugsvand. Gennemstrømsvarmeveksleren fødes med varmt vand fra toppen af akkumuleringstanken. Returen fra veksleren ledes til bunden af tanken. Brugen af en eksternt placeret gennemstrømsvarmeveksler til brugsvand sikrer en stor afkøling af vandet. Med en koldtvandstemperatur på 10 C og en fremløbstemperatur på ca. 60 C opnås ved normale tapninger (ca. 10 liter/min.) en returtemperatur på ca. 20 C. Den lave returtemperatur sikrer en ekstra kold zone i bunden af akkumuleringstanken, hvilket forbedrer solfangerydelsen. Brug af ekstern varmeveksler til brugsvand giver endvidere større sikkerhed imod bakterieholdigt varmt vand. Udtag til centralvarmekreds er placeret i et niveau svarende til totredjedel af tankens højde, hvilket sikrer en passende mængde varmt vand til brugsvandsproduktion (centralvarmekredsen er ikke i stand til helt at tømme akkumuleringstanken for varmt vand). 30

32 Fremløbet fra brændeovnens vandgris er placeret i toppen af akkumuleringstanken som ved traditionelle biobrændselsanlæg. Returen til vandgrisen er placeret i et niveau svarende til ca. tofemtedel af tankens højde. Dette betyder, at den nederste kolde del af tankens volumen er reserveret til solfangeren. Brændeovnen, som er placeret ca. 20 m fra tanken, overfører i pulsdrift energi til tanken vha. en traditionel cirkulationspumpe. Pumpen er termostatstyret. Solfangeren overfører energien til akkumuleringstanken via en pladevarmeveksler. Fremløbet fra veksleren til akkumuleringstanken ledes ved høje temperaturer (> 60 C) til toppen af tanken for hurtigt at sikre tilstrækkeligt varmt vand til brugsvandsproduktion. Ved lavere temperaturer (typisk om morgenen og sidst på dagen) ledes fremløbet fra veksleren automatisk til bunden af tanken for ikke at ødelægge temperaturlagdelingen i tanken. Der foreligger indtil videre kun driftserfaringer fra sommerhalvåret Anlægget har ifølge ejeren fungeret meget tilfredsstillende. Brændeovn M2 T2H T3H T2L M3 T3L M1 T1H 750 l T4H T1L M4 T4L ENERGY SUPPLY TRANSFER, STORAGE, CONTROL AND DISTRIBUTION LOAD Figur 3.14: Principdiagram for anlæg M4 (Samsø). 31

33 Figur 3.15: Billeder af anlæg M4 (Samsø). 32

34 3.13 Oversigt og generelle bemærkninger De 12 besigtigede anlæg repræsenterer forskellige størrelser og anlægstyper på såvel solvarmesiden som biovarmesiden. Der er solfangerarealer fra ca. 6 m² - 16 m², samlede beholdervolumener fra liter og biokedler med nominelle ydelser fra ca kw. Et enkelt af anlæggene forsyner en bebyggelse med 6-10 beboere (anlæg M2 i Helsinge), ellers forsyner de øvrige anlæg enfamiliehuse med 2-4 beboere. Nedenfor i Tabel 3.1 er vist en oversigt over solfangerareal, størrelse af akkumuleringstank, lagerets udformning, varmtvandsopvarmning, supplerende energikilde og biokedeltype for de 12 besigtigede anlæg. Anlæg nr. Oversigt over besigtigede anlæg A sol V akk lagertype VVB supplering automatisk/manuel fyret biokedel 1 6,6 m² 2 x 500 l 2 forbundne 120 l neddykket nej manuel 2 7,0 m² 2500 l 1 fælles 160 l separat i stuehus oliefyr manuel 3 6,6 m² 500 l 1) 1 fælles 120 l neddykket nej manuel 4 7,0 m² 500 l 1 fælles 120 l neddykket nej manuel 5 5,7 m² 2 x 500 l 2 forbundne 120 l neddykket oliefyr manuel 6 6,1 m² l 2 forbundne 120 l neddykket oliefyr manuel 7 9,0 m²? 1, kun sol?? manuel 8 14,0 m²? 1, kun sol?? automatisk M1 12,0 m² l M2 12,0 m² l 2 forbundne? l indbygget elvandvarmer manuel 2 forbundne 120 l neddykket oliefyr manuel M3 12,6 m² 500 l 1 fælles 160 l separat i stuehus elpatron automatisk M4 15,6 m² 750 l 1 fælles via ekstern veksler elpatron manuel Tabel 3.1: Oversigt over de 12 besigtigede anlæg. 1) Anlægget havde ved besigtigelsen kun 1 akkumuleringstank, men er siden blevet udvidet med endnu en tank. Der er principielt stor forskel på anlæg med manuelt fyret brændekedel (til brænde) og anlæg med automatisk fyret kedel (stokerfyr). To af de besigtigede anlæg har stokerfyr (anlæg 8 og M3), mens de resterende 10 anlæg har manuel fyret brændekedel. Manuelt fyrede brændekedler skal altid forsynes med akkumuleringstank, som kan optage den del af kedelydelsen, som ikke anvendes direkte til opvarmning af boligen, idet manuelt fyrede kedler til brænde i hovedreglen kun har en acceptabel forbrænding ved kedlens nominelle effekt (fuldlast). På enkelte anlæg med iltstyring kan belastningen dog reduceres til omkring 50% af den nominelle effekt, uden at hverken virkningsgrad eller emissioner forringes nævneværdigt. I de tilfælde, hvor akkumuleringstanken undlades, ses desuden ofte en forøget korrosion af kedlen pga. svingende vand- og røggastemperaturer, ligesom fabrikantens garantiforpligtelse kan bortfalde /2.s33/. 33

35 Selv de automatisk fyrede kedler (stokere) kører med forringet drift, når ydelsen reduceres. I sommermånederne, hvor effektbehovet er nede på 5-10% af nominel ydelse (svarende udelukkende til varmtvandsbehovet) forringes virkningsgraden typisk med 20-30% i forhold til virkningsgraden ved nominel ydelse /2.s34/. Af den grund må ydelsen på en automatisk biokedel ikke overstige husets maksimale varmebehov om vinteren. Det kan derfor være en god ide at supplere med oliefyr eller brændeovn i de koldeste måneder. De forskellige anlæg kan inddeles i 3 forskellige typer, afhængig af lagerets udformning: anlæg med 1 stk. akkumuleringstank kun til solvarme (ingen lager for biokedlen) anlæg med 1 stk. fælles akkumuleringstank for både solvarme og biovarme anlæg med 2 stk. forbundne (fælles) askkumuleringstank for både solvarme og biovarme Der kan yderligere skelnes mellem anlæg med eller uden yderligere supplerende energikilde (f.eks. elpatron el. oliefyr). I Tabel 3.2 er de 12 besigtigede anlæg inddelt efter lagerets udformning og med angivelse af, om der er supplerende energikilde eller ej: Anlægstype supplering Anlæg nr. 1 stk. akkumuleringstank, kun til sol? ) 1 stk. akkumuleringstank, fælles 2 stk. akkumuleringstanke, forbundne 3 2) M3 1) + M M1 + M2 Tabel 3.2: De 12 udvalgte anlægs fordeling på typer. 1) Automatisk anlæg (m. stoker). 2) Anlæg havde ved besigtigelse kun 1 akkumuleringstank, men er siden hen blevet udvidet med endnu en tank. Solvarmeanlægget yder mest, hvis indløbstemperaturen til solfangeren holdes lavest mulig. Jo højere temperaturniveau i solfangerne desto større varmetab og dermed mindre ydelse. I de perioder sommer og forår/efterår, hvor varmebehovet er lille, er det en stor fordel, hvis anlægget er forsynet med elpatron, oliefyr el. lign. som supplerende energikilde. Ellers risikerer man nemt, at biobrændselskedlen skal køre ved en lav ydelse i de perioder, hvor solvarmen ikke er tilstrækkelig. Den lave ydelse resulterer i dårlig virkningsgrad og høj forureningsafgivelse. Som det fremgår, er i alt 3 af de besigtigede anlæg uden nogen form for supplerende energikilde. Hvis der anvendes en manuelt fyret brændekedel, skal der være en akkumuleringstank til rådighed til at optage den del af kedelydelsen, som ikke anvendes direkte til opvarmning i boligen. Det er således ikke hensigtsmæssigt i forhold til fornuftig brændefyring, når den opstillede akkumuleringstank kun benyttes til lagring af solvarme (som ved anlæg 7). Flere af anlæggene er desværre forsynet med kedler, der er decideret uegnede til brændefyring, og de fleste af kedlerne er overdimensionerede i forhold til det reelle varmebehov. De mest velegnede brændekedler er altid underforbrændingskedler eller kedler med omvendt forbrænding. De dårligst egnede er typiske gamle gennemforbrændingskedler, der i virkeligheden er beregnet til koks. På trods af, at mange automatiske fyringsanlæg brænder godt ved lave belastninger (ned til ca. 30%), er der perioder i løbet af året, hvor man med fordel kan skifte over til oliefyring eller anden form for supplerende energikilde /1.s6/. For flere af de besigtigede anlæg er forbrug og anlægskomponenter (i form af solfangere, lager og biokedel) ikke afpasset rigtigt i forhold til hinanden. Hvis solfangerarealet er for stort i forhold til forbrug og lagerstørrelse er der stor risiko for overkogning i solfangerne om sommeren. Dette forekom- 34

36 mer f.eks. for et af de besigtigede anlæg. Hvis akkumuleringstanken er for lille i forhold til brændekedlens kapacitet, kan det være nødvendigt kun at fylde kedlen delvist op ved hver fyring, således som det f.eks. er tilfældet ved anlæg 3 og 4. De pågældende brændekedler er indrettet på en sådan måde, at hvis der produceres mere varme, end der kan afsættes i akkumuleringstanken, vil kedlens termostat herefter slå fra, og kedlen vil lukke ned for kedelspjældet. Dette medfører, at forbrændingen stopper eller bliver meget dårlig med unødvendig forurening og tilsodning til følge. Overdimensionering af brændekedel (og akkumuleringstank) i forhold til det reelle varmebehov medfører desuden uhensigtsmæssigt store varmetab. Hvad angår installationernes udførelse er der blandt de besigtigede anlæg både eksempler på godt installationshåndværk, men der er desværre også adskillige eksempler på uhensigtsmæssige, utilstrækkelige eller direkte uforsvarlige installationer (på biovarmesiden). På flere af de inspicerede anlæg var isoleringen bl.a. utilstrækkelig eller tilfældig. Dette medfører uacceptabelt store varmetab, der i praksis kan betyde, at hele den energimæssige, miljømæssige og økonomiske gevinst går tabt. I et enkelt tilfælde er installationen ikke udført som ansøgt i forbindelse med anlæggets enkeltgodkendelse. En god lagdeling i akkumuleringstanken giver de bedste driftsbetingelser for solvarmeanlægget (pga. lavere indløbstemperaturer til solfangeren). Hvad angår akkumuleringstankens udformning er det derfor vigtigt at indløbs- og udløbsstudse er udformet, så temperaturlagdelingen i tanken bevares, samt at flowet ved tapning og påfyldning ikke er for stort. Ind- og udløbsstudsenes udformning kan ikke umiddelbart besigtiges, og lagdelingen i akkumuleringstanken kan i praksis kun undersøges ved at måle på det pågældende anlæg. Som nævnt, må ydelsen på en automatisk biokedel ikke overstige husets maksimale varmebehov i de koldeste måneder om vinteren (evt. suppleret med oliefyr eller brændeovn) dvs. typisk kw for en almindelig villa. Først indenfor de seneste år er der kommet stokerfyr på markedet, der ydelsesmæssigt og designmæssigt passer til disse krav. Ved besigtigelsen af anlæg M3 blev det f.eks. konstateret, at den nominelle ydelse for det pågældende stokerfyr var alt for stor i forhold til husets forventede maksimale varmebehov om vinteren. 35

37 4 Målinger I dette kapitel beskrives de udførte målinger, og resultater fra målingerne på de 3 anlæg i hhv. Hadsund (M1), Helsinge (M2) og Øster Hornum (M3) præsenteres og sammenlignes. Vurderinger af anlæggenes funktion på baggrund af målingerne fremgår af kapitel Udførte målinger Det faste måleprogram, der er udført på de 3 udvalgte anlæg, er gennemført af Prøvestationen for Solvarmeanlæg ved Teknologisk Institut. De tre anlæg har været forsynet med måleudstyr til registrering af temperaturer, flow, elforbrug og andre væsentlige parametre. Måledataene er vha. PC er og dataloggere logget hvert 5. sekund, og midlede 3-min. værdier er registreret i filer. Målingerne er gennemført over en periode på knap et år fra jan./marts 1999 t.o.m. jan 2000 og omfatter følgende: Tank-, kedel- og solfangertemperaturer m.v. Driftstider og brugsmønstre Energistrømme og ydelser for biokedel og solfangere Med henblik på at vurdere miljøbelastningen fra de tre anlæg, er der som supplement til det faste måleprogram udført særskilt måling af emissionsforhold og virkningsgrad for biobrændselskedlerne i en enkelt driftssituation (en forårsdag). På baggrund af de udførte målinger har det således været muligt vurdere følgende: Ydelse af solfangere Gennemsnitlig ydelse for biobrændselskedel Driftsprofil og belastningsprofil for hhv. solfanger og kedel Årsvirkningsgrader og sæsonvirkningsgrader* *Det løbende brændselsforbrug er kun opgjort for anlægget med stoker (anlæg M3 i Øster Hornum). Den løbende kedelvirkningsgrad kan således kun bestemmes for dette anlæg. For de øvrige anlæg er der udelukkende tale om års- og sæsonvirkningsgrader for solvarmeanlæggene. For anlægget på Samsø er målingerne foretaget ved, at ejeren selv har aflæst de opsatte energimålere for hver uge. Med henblik på at vurdere miljøbelastningen er emissionsforholdene og virkningsgraden for biobrændselskedlen bestemt for hver af de 3 anlæg i Hadsund (M1), Helsinge (M2) og Øster Hornum (M3). Målingerne er kun foretaget for en enkelt dag og er således kun et udtryk for forholdene i den pågældende driftssituation. Resultaterne er angivet i afsnit 4.2, hvor de er sammenlignet med prøvningsresultater ved typegodkendelserne. 36