Fremtidig gasanvendelse i individuelle parcelhuse. Projektrapport Januar 2007

Transkript

1 Fremtidig gasanvendelse i individuelle parcelhuse Projektrapport Januar 2007

2 Fremtidig gasanvendelse i individuelle parcelhuse Ianina Mofid Dansk Gasteknisk Center a/s Hørsholm 2007

3 Titel : Fremtidig gasanvendelse i individuelle parcelhuse Rapport kategori : Projektrapport Forfatter : Ianina Mofid Dato for udgivelse : Januar 2007 Copyright : Dansk Gasteknisk Center a/s Sagsnummer : ; H:\727\82 Fremtidig gasanv\dok\rapport_final.doc Sagsnavn : Fremtidig gasanvendelse i individuelle parcelhuse ISBN :

4 DGC-rapport 1 Indholdsfortegnelse Side 1 Forord Resume og konklusion De nye krav i Bygningsreglementet Passivhus Varmeforsyning i lavenergi/passivhus Gasforbrug i et naturgashus Naturgashus Forventet gasforbrug Forsyningssystemer med naturgas som energikilde (teknologioversigt) Varmeforsyningsanlæg med traditionelle eller kondenserende gaskedler Enkel og billig gaskedel Gaskedel og solvarme Gasradiator Gaspejse Luftvarmeanlæg Gasdrevne varmepumper Mikrokraftvarme Gaskedel med boligventilationsvarmepumpe Gasopvarmet luftvarmeanlæg (klimaanlæg) med varmegenvinding og varmepumpe Referencer Bilag Bilag 1: Producenter af ventilations/opvarmningsenheder for passivhuse Bilag 2: Producentlister til Tabel 4 Bilag 3: Materiale fra SANYO Gas Heater Air Conditioner

5 DGC-rapport 2 1 Forord Bygningsreglementet (BR), som trådte i kraft 1. april 2006, skærper yderligere kravene til bygningers energibehov på %. BR, som ligger i forlængelse af det nye EU-direktiv om bygningers energimæssige ydeevne, lægger stor vægt på at minimere energiforbruget i bygninger. Endvidere skal fremtidens varmeanlæg udnytte energien mere effektivt og opvarme bygninger med et minimum af spild. For nye bygninger, der kategoriseres som lavenergibyggeri i forhold til de nye skærpede krav, overvejes det i fremtiden at ophæve tilslutningspligten og forbudet mod elvarme i områder med kollektiv forsyning. Anvendelse af energieffektive gaskedler, forbedret styring af anlægget, bedre isolering af boliger og andre energibesparende foranstaltninger skal sikre en energieffektiv udnyttelse af naturgassen. For individuelle boliger vil det med andre ord betyde, at gasforbruget til rumvarme og opvarmning af varmt vand vil falde. Det kan ske i fremtiden, at det ikke vil være økonomisk forsvarligt/rentabelt at føre gasledninger til et lavenergihus, hvis gasforbruget er meget lille. Gasselskabernes Fagudvalg for Gasanvendelse og Installationer (FAU GI), med Carsten Nielsen (DONG) som FAU GI ansvarlig, har på denne baggrund igangsat et projekt i DGC-regi for at afdække potentielle muligheder for etablering af varmeforsyningssystemer med naturgas i fremtidige individuelle boliger, ligesom der er behov for at undersøge mulighederne for at øge naturgasforbruget gennem anvendelse af andre naturgasforbrugende apparater i boliger. Rapporten er kvalitetssikret af Karsten V. Frederiksen, DGC. Hørsholm, januar 2007 Ianina Mofid Projektleder Afd. for Energiteknik og Sikkerhed Bjarne Spiegelhauer Afdelingschef Afd. for Energiteknik og Sikkerhed

6 DGC-rapport 3 2 Resume og konklusion Det nye BR stiller skarpere krav til bygningens energibehov. Derudover har man udviklet og demonstreret et nyt koncept for udførelser af bygninger, nemlig passivhuse, som bl.a. karakteriseres ved et meget lavt rumopvarmningsbehov. Det forventes, at brug af naturgas til opvarmningsformål alene ikke vil kunne betale sig i fremtiden. Formålet med projektet har således været at afdække potentielle muligheder for etablering af varmeforsyningssystemer med naturgas i fremtidige individuelle boliger samt at undersøge mulighederne for at øge naturgasforbruget gennem anvendelse af nye innovative naturgasforbrugende apparater i boliger. Resultatet af arbejdet beskrives nedenfor. Der er blevet indsamlet og bearbejdet en stor informationsmængde med henblik på at give et overblik over de eksisterende og fremtidige muligheder for energiforsyning af individuelle huse med naturgas som primærenergikilde. Naturgas er en renere og billigere energikilde i forhold til andre fossile brændsler, og de nye teknologier inden for naturgasområdet giver interessante og miljøvenlige naturgasbaserede løsninger. De fremtidige individuelle boliger vil forventelig udføres efter passivhusprincippet med meget tæt klimaskærm og med gode isoleringstykkelser. For at sikre et godt indeklima i disse huse med frisk luftforsyning vil det være nødvendigt at anvende et ventilationsanlæg med varmegenvinding. Det ekstremt lave opvarmningsforbrug gør det muligt at opvarme boligen udelukkende via opvarmning af den friske luft, som automatisk tilføres boligen fra ventilationsanlægget. Der er udviklet flere specielle kompakte enheder til anvendelse i passivhuse, hvor opvarmning, ventilation og varmt brugsvand er integreret i en samlet enhed. Disse enheder har som regel indbygget elvarmelegeme som backup. Kravene til opvarmningssystemet vil i fremtidige bygninger blive meget store med hensyn til lav energi- og miljøbelastning, lave installationsomkostninger, men også med hensyn til designmæssige frihedsgrader. Installationsomkostningerne for elbaserede opvarmningssystemer er relativt lave, men el er umiddelbart en dyr opvarmningsform. Da et luftbaseret opvarmningsanlæg vil være et bedre alternativ i lavenergi/passivhuse, kan man

7 DGC-rapport 4 forestille sig, at opvarmning af husene i fremtiden sker med en enhed, der har naturgas eller brint som backup i stedet for elvarme (se Figur 20). Som endnu et plus for naturgasbaserede anlæg i forhold til el skal nævnes, at her gives flere frihedsgrader ved design af nye boliger. Ved beregning af bruttoenergiforbruget ifølge det nye Bygningsreglement indgår elforbrug til opvarmning nemlig med en faktor 2,5, og det gør naturgas ikke.

8 P for DGC-rapport 5 3 De nye krav i Bygningsreglementet Bygningsreglement, som trådte i kraft 1. april 2006, skærper yderligere kravene til bygningers energibehov på %. BR, som ligger i forlængelse af det nye EU-direktiv om bygningers energimæssige ydeevne, lægger stor vægt på at minimere energiforbruget i bygninger. Endvidere skal fremtidens varmeanlæg udnytte energien mere effektivt og opvarme bygninger med et minimum af spild. For nye bygninger, der kategoriseres som lavenergibyggeri i forhold til de nye skærpede krav, overvejes det i fremtiden at ophæve tilslutningspligten og forbudet mod elvarme i områder med kollektiv forsyning. De nye krav til nybyggeri bliver udformet som en energiramme, der skal dække bygningens samlede energibehov til opvarmning, ventilation, varmt brugsvand og køling /1/. Mht. energiforbrug koncentrerede det forrige BR sig primært om nye bygningers nettoopvarmningsbehov eller med andre ord varmeisolering af bygningens klimaskærm. De nye energikrav i BR sætter fokus på bygningens samlede energiforbrug (bruttoenergiforbrug), som vurderes ud fra tilført primærenergi til opvarmning (nettoopvarmningsbehov), ventilation, køling, varmt brugsvand og for andre bygninger end boliger også belysning. Energirammen angiver et maksimalt energiforbrug pr. mp 2 en bygning. Dette kan opfattes som BR s minimumskrav til energieffektivitet for en bygning. Energirammen skal nu vurderes med udgangspunkt i den tilførte primærenergi i form af gas, olie eller fjernvarme. Energibehovet for et enfamiliehus kan i henhold til de nye energibestemmelser udtrykkes som husets samlede energiforbrug undtagen elforbrug til husholdningsapparater (fx komfur, belysning, emhætte osv.). Hermed er det vigtigt at fremhæve, at elforbruget til drift af ventilation og kedel/fjernvarmeenhed skal medregnes i husets samlede energibehov. Al elforbrug til drift af bygningen medtages i beregningerne af bruttoenergiforbrug (med en faktor på 2,5). Dog ikke adfærdsafhængigt elforbrug fx komfur, emhætte osv. Et nyt element i det nye BR-S (Bygningsreglement for små huse) er en klassificering af bygninger som lavenergihuse.

9 DGC-rapport 6 Energirammen for en lavenergibygning klasse 1 er 50 % af det almindelige. For klasse 2 er den ca. 75 %. For fritliggende enfamiliehuse, rækkehuse, o.l. gælder det, at bygningens samlede energiforbrug (bruttoenergiforbrug) til at dække opvarmning (nettoopvarmningsbehov), ventilation, køling og varmt brugsvand må højst være /1/: kwh/ mp P/år. opvarmet areal For et lavenergihus klasse 2 må husets bruttoenergibehov højst være: kwh/ mp P/år. opvarmet areal For et lavenergihus klasse 1 må husets bruttoenergibehov højst være: kwh/ mp P/år. opvarmet areal

10 DGC-rapport 7 4 Passivhus I en række europæiske lande har man udviklet og demonstreret et nyt koncept for udførelse af bygninger, nemlig passivhuse. Passivhus-standarden svarer omtrent til kravene til lavenergihuse klasse 1 i det nye Bygningsreglement. Hvad er et passivt hus? Udgangspunktet for design af et passivhus er et princip, hvor huset i så høj grad som muligt skal kunne opvarme og køle sig selv og derfor er passivt. Navnet passivhus refererer til konstruktions standard. Man kan opfylde standarden ved hjælp af forskellige teknologier, design og materialer. Passivhus er en bygning, hvor et komfortabelt indendørsklima både om vinteren og om sommeren kan overholdes uden et traditionelt varmesystem. For at det kunne lade sig gøre, er det afgørende, at 2 varmebehovet i passivhuse ikke overstiger 15 kwh/mp P pr. år /2/. Huset kaldes for passivt, fordi varmen, som huset får fra solstråling via vinduer og fra interne varmekilder som elapparater og mennesker, stort set er tilstrækkeligt til at holde en komfortabel indetemperatur i huset. En del af passivhus-konceptet er også at anvende energieffektive teknologier til at minimere energiforbruget i huset og i det hele taget inkludere elforbruget til husholdningsapparater, ventilation o.l. Endvidere stræber man efter, at den nødvendige energitilførsel i passivhuse dækkes så meget som muligt ved hjælp af vedvarende energikilder. Passivhus er ikke et hus af en bestemt arkitektur eller en bestemt byggeskik. Passivhuse er defineret ved funktionskrav /2/: 2 Et ekstremt lavt behov for rumopvarmning (højst 15 kwh/mp P pr. år). Krav til bygningens samlede forbrug af primærenergi til al rumopvarmning, varmt brugsvand og el til husholdning og installationer (højst kwh/mp P pr. år). Passivhus-konceptet, som bl.a. er baseret på udnyttelse af passiv solstråling (heraf også navnet passiv hus), er baseret på følgende retningslinjer: Huset skal vende mod syd (±30 ) på den måde, at den længste væg er vendt direkte mod syd. Vinduesarealet mod nord skal være minimalt for at minimere varmetabet.

11 DGC-rapport 8 Anvendelse af superenergieffektive passivhusvinduer vinduer med usædvanligt lavt varmetab. Der skal være solafskærmning/tagudhæng, der skærmer for den højtstående sol om sommeren, men udnytter indfaldet fra den lave vintersol og fra morgen- og aftensol for at undgå overophedning. Anvendelse af evt. tunge materialer i gulv og vægge, der kan fungere som varmelager: De kan suge varmen til sig og lagre den i løbet af dagen og give varmen tilbage til rummet om natten. Rum med størst opvarmningsbehov placeres mod syd fx stue, køkken og alrum. Den passive solvarme kan endvidere udnyttes ved etablering af solvægge på facader og gavle. Endvidere har passivhuse følgende fælles træk: Passivhuse er særdeles godt isolerede: Isoleringstykkelse i et passivhus ligger mellem 300 og 400 mm. Passivhuse udføres med meget lufttæt konstruktion af klimaskærm og helt uden kuldebroer. Dette hindrer varmen i at undslippe ukontrolleret, så al luft passerer et varmegenvindingsanlæg. For at opretholde en høj luftkvalitet forsynes passivhuse med en energieffektiv mekanisk ventilation med varmegenvinding. På nogle særligt kolde dage er det muligt at tilføre varme med en foropvarmet luft. Det meget lave opvarmningsbehov i passivhuse betyder, at der ikke behøves et traditionelt opvarmningssystem. Der opføres i dag huse med lavt energiforbrug uden ventilationsanlæg, men i passivhus-konceptet er man ikke i tvivl om, at der skal tilføres en vis mængde frisk luft for at opnå et passende indeklima ind i huset. Da spidsvarmebelastningen (varmebehovet på den 2 koldeste dag for et passivhus) i et passivhus ikke vil overstige 10 W/mP P /2/, kan den nødvendige varmemængde leveres af ventilationssystemet, og behovet for et separat varmeanlæg bortfalder. I varme perioder medvirker den energimæssige standard også til at holde bygningen kølig. Isolering og varmegenvinding holder varmen ude, og af samme årsag er udluftning om natten effektiv og virker i længere tid.

12 DGC-rapport 9 5 Varmeforsyning i lavenergi/passivhus Passivhuset udnytter en vidtgående højisolering ( mm), super lavenergiglas primært orienteret mod syd, tunge konstruktioner til passiv solvarmeudnyttelse, højeffektive ventilationsanlæg med modstrømsvarmegenvinding og passiv forvarmning af friskluft i jorden. Desuden udnyttes solvarme og små specialudviklede varmepumper til opvarmning af varmt brugsvand, og der anvendes eludstyr med et meget lavt elforbrug. Tanken om et passivt hus, bygger på principper om enkelthed og optimering af bygningens komponenter: vægge, gulve, tage, vinduer med hensyn til energiforbrug og indeklima. Passivhuse er betegnelsen for huse uden et egentligt varmesystem og med et meget lavt forbrug af energi til opvarmning. I stedet er husene højisolerede og forsynede med et ventilationsanlæg med varmegenindvinding. Det ekstremt lave opvarmningsforbrug og effektbehov gør det muligt at opvarme boligen udelukkende via opvarmning af den friske luft, som automatisk tilføres boligen via ventilationsanlægget. Huse uden et egentligt varmesystem er en realitet i mange europæiske lande, og også i lande der klimamæssigt er sammenlignelige med Danmark. Det er særligt i Tyskland, Østrig, Schweiz og Sverige, man har erfaringer med den type byggeri. Der findes forskellige løsninger for tekniske installationer i lavenergihuse. Klimaskærmen i lavenergihuse skal være så lufttæt som mulig for at undgå fugtophobning i konstruktionerne og varmetab gennem utætheder. Når man opfører huse, som er lufttætte, kan man ikke opnå tilfredsstillende luftkvalitet og indeklima i huset uden mekanisk ventilation. Opvarmning i boliger sker traditionelt som en vandbaseret central opvarmning. En luftbaseret opvarmning i kombination med ventilation er også mulig, men ved et almindeligt varmebehov er det dog en dyr opvarmningsmetode. Det skyldes, at volumenstrømmen (størrelsen af den indblæste luftmængde) skal være væsentligt større, og det giver et relativt stort elforbrug. En større volumenstrøm betyder også, at der er risiko for, at luftstrømmen føles som træk.

13 DGC-rapport 10 Ved ganske små varmeforbrug, som det er tilfældet i lavenergi- eller passivhuse, er luftbaseret opvarmning et bedre alternativ. Her er et centralt varmesystem med radiatorer eller gulvvarme ikke nødvendigt, og det vil derfor være en dyr installation i forhold til det lave varmebehov. Traditionelt placeres radiatorerne (eller indblæsningsrist) foran eller under vinduespartierne for at fange den kolde luft, der ellers ville falde nedad mod gulvet og give fodkulde. Med anvendelse af højisolerede vinduer er kravet for denne placering dog ikke længere så vigtigt, og man kan vælge en mere individuel placering. Hermed undgår man at anvende lange kanaler til fremføring af varmen i boligen, hvorved installationsomkostningerne kan holdes nede. Det er muligt at opbygge disse systemer som centrale enheder i boligen, da den høje isoleringsgrad i boligen betyder, at varmekilden ikke behøver at være placeret under vinduer, som det sker i mere energikrævende bygninger. En sådan central enhed kan også kombineres med en lille eldrevet varmepumpe til primært brugsvandsopvarmning. Der er allerede systemer på markedet, som anvender den omtalte teknik, og som er opbygget i en samlet enhed. Der er udviklet flere specielle kompakte enheder til anvendelse i enfamiliepassivhuse, hvor opvarmning, ventilation og varmt brugsvand er integreret i en samlet enhed. Disse enheder har som regel indbygget elvarmelegeme som backup. Alt er her centreret om luft : Luft er det medie, der fremfører varmen; luft er varmepumpens varmekilde. Om nødvendigt kunne luften også afkøles og affugtes med det samme udstyr. Der kan være forskel i design og udformning samt forskellige detaljer og nuancer fra enhed til enhed, men de fleste af dem har en fælles funktionsprincip, som er vist i XFigur 1X. Opvarmning af den friske luft sker gennem en meget effektiv modstrøms varmeveksler. Her flyttes varmen fra den udgående luft over til den indgående luft. Passivhuse opføres i dag med en jordvarmeveksler for at forvarme udeluften, før den føres til genvindingsvarmeveksleren (se XFigur 2X). På den måde kan man undgå at installere en afisningsenhed og spare på energien.

14 DGC-rapport 11 I kolde perioder eftervarmes indblæsningsluften, ved at den passerer en vandvarmeflade (i stedet for elvarmeflade som almindeligvis anvendes i ventilationsanlæg i dag). For at udnytte varmen bedst muligt er der installeret en lille varmepumpe for at flytte varmen fra afkastluft til varmtvandsbeholder. En del varme tilføres varmtvandsbeholderen fra solen, og det resterende varmebehov dækkes ved hjælp af et indbygget elvarmelegeme. Alternativt kan vandet opvarmes ved hjælp af en lille gaskedel. Nogle enheder er suppleret med en reversibel varmepumpefunktion, så det er muligt at afkøle indblæsningsluften. Producenter af ventilations/opvarmningsenheder for passive huse kan ses i Bilag 1. Figur 1 Funktionsprincip for en enhed, som er specialudviklet til anvendelse i passivhuse

15 DGC-rapport 12 Figur 2 Eksempel på et integreret ventilations- og varmeanlæg i et passivhus

16 DGC-rapport 13 6 Gasforbrug i et naturgashus 6.1 Naturgashus Naturgasbaserede husholdningsapparater til både indendørs og udendørs brug anvendes i stor udstrækning i udlandet, mens det ikke har været tilfældet i Danmark. I de fleste private boliger anvendes naturgas i dag primært til rumvarme og varmt brugsvand med en gaskedel som energikilde, selvom de tekniske muligheder i dag tillader flere effektive energi- og miljømæssige løsninger med naturgas i boligen. Dette kan dels forklares ved konservative byggetraditioner, dels ved manglende eller begrænset viden og interesse på dette område. Udviklingen fortsætter i dag i retning af, at man vælger eleller F-gasforbrugende apparater i stedet for naturgasforbrugende, selvom de tekniske potentialer er til stede. Ved at anvende naturgas i indendørs husholdningsapparater som fx gaskomfur, tørretumbler og gaspejs m.m. samt i udendørs apparater som fx terrassevarmer og grill kan man både forbedre komforten væsentligt og spare på driftsomkostningerne. Derudover gavner det miljøet at konvertere til naturgas, idet naturgassen er det mest miljøvenlige brændsel i forhold til andre fossile brændsler (se Afsnit 6). Det forventes, at brug af naturgas til opvarmningsformål ikke alene vil kunne betale sig i fremtiden. Anvendelse af energieffektive gaskedler, forbedret styring af anlægget, bedre isolering af boliger og andre energibesparende foranstaltninger skal sikre en energieffektiv udnyttelse af naturgassen. For individuelle boliger vil det med andre ord betyde, at gasforbruget til rumvarme vil falde. Det kan være, at det i fremtiden ikke vil være økonomisk forsvarligt/rentabelt at føre gasledninger til et lavenergihus, hvis gasforbruget er meget lille. Man kan så se på mulighederne for at øge naturgasforbruget gennem anvendelse af andre naturgasforbrugende apparater i boliger. Nye rørtyper, gasstik og sikkerhedsanordninger til indendørs gasinstallationer kan købes allerede i dag, og i nær fremtid kan det forventes, at flere af disse typer udstyr vil finde vej ind på gasmarkedet. De er kendetegnet ved at være yderst lette at installere, ikke blot i nybyggeri, men også i eksisterende byggeri. Der er allerede godkendt flere nye komponenter såsom nye fleksible rør, gasstikkontakter, sikkerhedskomponenter m.m. til gasinstallationer i Danmark, som gør tilslutning af gasforbrugende apparater (fx tørretumbler, terrassevarmer, naturgasgriller, gaskomfur m.m.) meget let og bekvem og sikkert. Ved hjælp af disse nye komponenter kan man følge samme frem-

17 DGC-rapport 14 gangsmåde, som anvendes til installation af elstik ved opførelse af et nyt hus. Gasrørene føres ind til relevante forbrugssteder sammen med elledninger og vandrør. Udvidet anvendelse af naturgas giver økonomisk interessante og miljøvenlige alternativer til de sædvanlige energikilder. Potentialerne ved eksisterende teknologier er langtfra udnyttet, og med de nye teknologier inden for naturgasområdet kan man garantere en maksimal energiforsyningssikkerhed og samtidig den bedste energiudnyttelse i husene. Oven i købet giver naturgasbaserede løsninger mulighed for at reducere driftsomkostningerne til et minimum. Der er opført flere såkaldte show houses i Tyskland (se XFigur 3X) for at demonstrere, hvordan naturgasbaserede løsninger kan implementeres i en- eller tofamiliehuse. Figur 3 Naturgashus opført flere steder i Tyskland for at demonstrere de eksisterende muligheder for anvendelse af naturgas i en- eller tofamiliehuse /3/

18 tager DGC-rapport Forventet gasforbrug Hvor stort et gasforbrug kan man forvente i de nybyggede huse, hvor der lagt gasrør til relevante forbrugssteder, og hvor der anvendes naturgas til meget andet end bare til opvarmningsformål? Gasforbruget i huset vil naturligvis bl.a. være afhængigt af, hvor stort huset er, hvilke gasforbrugende apparater der er installeret og hvilke forbrugsvaner man har. Nedenfor forsøger vi at komme med et overslag over det forventede gasforbrug i et såkaldt naturgashus (se X XTabel 1X). Tallene viser, at det årlige gasforbrug i et hus, hvor man får installeret velkendte naturgasbaserede husholdningsapparater både til indendørs og udendørs brug, vil ligge over mp Pn naturgas. I andre lande anvendes almindeligvis naturgas til opvarmning af bl.a. sauna og svømmebassin. I fremtiden forventes det, at man også kan få en hjemmefyldestation til en bil, der kører på komprimeret naturgas. Det kunne samtidig være en ide, at der sammen med hjemmefyldestation kommer flere husholdningsgasapparater, der kan drives af komprimeret naturgas som fx græsslåmaskiner, hækkeklippere, m.m. 3 Overslagsberegningerne i XTabel 1X udgangspunkt i et enfamiliehus på mp P, som er bygget i overensstemmelse med det nye BR-S. Huset skal overholde energirammen for enten et almindeligt hus, et lavenergihus klasse 2 eller et lavenergihus klasse 1. For at beregne gasforbruget i huset skal der fra bruttoenergibehovet trækkes elforbruget (med faktor 2,5) til ventilation 2 4,7 kwh/mp Ppr. år /4/ og til kedeldrift 330 kwh/år /5/. Der antages, at der anvendt en balanceret mekanisk ventilation med varmegenvinding og vandvarmeflade i huset. Der er anvendt følgende forudsætninger: Terrassevarmeren er i brug fra midten af april til midten af oktober [26 uger 4 uger (ferie) = 22 uger], i gennemsnit 1 time på hverdage og 3 timer i weekender. En gaspejs forventes at blive anvendt primært i løbet af fyringssæsonen fra september til marts, i gennemsnit 1 time på hverdage og 3 timer i weekender. Gasforbruget er korrigeret med faktor 0,9, da der samtidig

19 P n-gas DGC-rapport 16 skrues ned for rumvarmen. Dette er en antagelse, og i virkeligheden kunne man udnytte en større del af varmen fra gaspejsen. Det er bl.a. afhængigt af pejsens placering og udformning. Naturgasgrill forventes at blive anvendt primært om foråret og om sommeren (fra marts til september), i gennemsnit 0,5 time på hverdage og 1 time i weekender, dvs. omkring 57 timer om året. Tabel 1 Forventet gasforbrug i et naturgashus Gasforbrugende apparater Gns. forbrug, kwh pr. år Gasforbrug, mp I almindeligt hus 3 pr. år I lavenergi hus, kl.2 Varme- og varmtvandsproducerende anlæg Energiramme I lavenergi hus, kl.1 Bemærkninger Tørretumbler Kilde: /6/ Gaskomfur Kilde: /6/ Naturgasgrill/udendørs køkken Terrassevarmer Pejse Varmt vand til vaskemaskine Kilde: /6/ Varmt vand til opvaskemaskiner Kilde: /6/ Evt. sauna Evt. opvarmning af svømmebassin Evt. hjemmefyldestation I alt

20 P P Øvrige P - emissionerne DGC-rapport 17 7 Forsyningssystemer med naturgas som energikilde (teknologioversigt) Der er klare fordele ved at anvende naturgas som energikilde i forhold til andre fossile brændsler. Når såvel den komplette cyklus for naturgassens distribution, det samlede udbytte af energiproduktionen og udnyttelsen af energien tages i betragtning, afleveres naturgassen til forbrugeren med en total energieffektivitet på ca. 90 % sammenlignet med 27 % for el /7/. Derudover er naturgas det mest miljøvenlige brændsel pga. en relativt ren forbrændingsproces sammenlignet med andre fossile brændsler. Gasfyrede apparater har en betydelig lavere miljøbelastning end de tilsvarende elfyrede apparater, se XTabel 2X. De højere emissioner som følge af elforbruget bliver dog delvist kompenseret af en højere effektivitet. Tabel 2 Emissioner fra husholdningsapparater /8/ [kg/gj] COB2B SOB2B NOBxB CO UHC El 172 0,19 0,33 0,051 0,09 Bygas 72,7 0,0028 0, Naturgas 57,2 0,0003 0,06 0,03 0,04 Hvad boligopvarmning angår, viser XTabel 3X fra opvarmning med naturgas i forhold til olie, el, fjernvarme og træ. Tabel 3 Emissioner i forbindelse med boligopvarmning /8/ Gas Kond. Gas Olie El Trad. g pr. kwh indfyret effekt Fjernvarme Træ COB2B SOB2B 0,001 0,001 0,083 0,68 0,083 0,09 NOBxB 0,15 0,068 0,15 1,2 0,18 0,43 CO 0,029 0,079 0,15 0,18 0,050 32,4 CHB4B - - 0,0054 0,26 0,079 0,72 1 NMVOCP - 0,011 0,068 0,020 2,16 1) flygtige organiske forbindelser Nye skærpede energikrav i BR betyder, at nybyggede huse vil have et meget lavt gasforbrug til rumvarme (inkl. opvarmning af varmt vand). Læs mere i Afsnit 3. Derfor forventes det, at brug af naturgas til opvarmningsformål ikke alene vil kunne betale sig i den private sektor i fremtiden, idet installations- og anskaffelsesomkostninger vil være alt for høje i forhold til det lille

21 giver DGC-rapport 18 gasforbrug. Gasanvendelse i private boliger er truet, hvis vi ikke sørger for konkurrencedygtige priser på gasinstallationer i forhold til tilsvarende installationer baseret på andre energiformer, fx olie, elektricitet, etc. Der er basalt set tre måder at sænke omkostningerne på: Nyt intelligent hardware (rør, forbindelser) Reducere arbejdskraftforbruget ved hjælp af nye teknikker og materialer Udvikle nye måder at anvende gas på for at nedsætte de forholdsvise omkostninger (sammenlignet med det samlede gasforbrug) Udvidet anvendelse af naturgas giver økonomisk interessante og miljøvenlige alternativer til de sædvanlige energikilder. Teknologierne til naturgasanvendelse udvikler sig og vil fremme en øget anvendelse af naturgas, men også fremtidige krav til et renere miljø vil fremme naturgassen på en række områder. Med de nye teknologier inden for naturgasområdet kan man garantere en maksimal energiforsyningssikkerhed og samtidig den bedste energiudnyttelse i husene. Oven i købet giver naturgasbaserede løsninger det muligt at reducere driftsomkostningerne til et minimum. Også nye former for gasanvendelse kan forventes i fremtiden. Nye billige rør- og installationstyper til indendørs gasinstallationer kan udvide gasanvendelsen til meget andet end gaskedlen. I de fleste private boliger anvendes naturgas i dag primært til rumvarme og opvarmning af brugsvand med en gaskedel som energikilde. Naturgas bruges også til bl.a. gaskomfur, gasradiator og tørretumbler. Villakunder har allerede i dag mulighed for at anvende naturgas i en række innovative og utraditionelle udstyr som fx gaspejse, naturgasgriller og naturgasbaserede terrassevarmere. De nye teknologier er løbende blevet afprøvet og demonstreret/præsenteret. I fremtiden kan fx gasdrevne varmepumper og mikrokraftvarme enheder erstatte gasfyret. XTabel 4X et overblik over de eksisterende og fremtidige muligheder for energiforsyning af individuelle huse baseret på naturgas (og/eller i kombination med andre energikilder og teknologier). I tabellen er listet op, hvilke forsyningssystemer med naturgas som primær energikile man kan etablere i huset for at dække husets energibehov. Nogle af teknologierne er velkendte, mens andre er i udviklingsfasen eller ikke særligt udbredte i Danmark. Ne-

22 DGC-rapport 19 denfor følger der en forklaring til teknologioversigten angivet i tabellen suppleret af en kort beskrivelse/kommentarer til den enkelte teknologi. Tabel 4 Teknologioversigt * Ja kan dækkes; Nej kan ikke dækkes ** Velkendt/Tilgængelig/Field test/under udvikling

23 og er DGC-rapport Varmeforsyningsanlæg med traditionelle eller kondenserende gaskedler Varmeforsyningsanlæg med traditionelle eller kondenserende gaskedler er i dag den mest udbredte og traditionelt anvendte teknologi inden for direkte naturgasbaseret rumopvarmning og opvarmning af varmt vand. Varmen kan distribueres inde i bygningen ved hjælp af enten et vandbaseret (gulvvarme, radiatorsystem eller kombination af de to systemer se XFigur 4X) eller et luftbaseret varmeafgivelsessystem (luftkanaler se XFigur 12X). De nye energibestemmelser i BR, der trådte i kraft fra 2006 stiller nye energikrav til gaskedler ved nyinstallation og udskiftning (gaskedler under 100 kw), nemlig at CE-nyttevirkning ved fuldlast er på 96 % og ved dellast 104 %. Dvs. fra nu af kan kun kondenserende kedler anvendes. Men hvad betyder dette energikrav for gaskedler i husene med meget lille opvarmningsbehov? På XFigur 5X XFigur 6X tegnet årsnyttevirkning for kondenserende gaskedler versus traditionelle kedler ved forskellige opvarmningsbehov for huse med hhv. ren gulvvarmeanlæg og radiatorvarmeanlæg. For hver kedeltype (kondenserende/traditionelle) er der for sammenligningens skyld vist årsnyttevirkning for en af de mest effektive gaskedler og for en af de mindst effektive. Beregningerne er gennemført under følgende forudsætninger: Årligt varmtvandsforbrug på 2000 kwh er medregnet. Der antages, at gaskedlen er placeret i bryggers/opvarmet rum. Varmetab fra kedlen og varmtvandsbeholderen, som udnyttes, udgør op til 7 % af det aktuelle varmebehov. Ud fra graferne kan man konstatere, at ved lave opvarmningsbehov bliver forskellen i årsnyttevirkning (og hermed energibesparelse) for en kondenserende og en traditionel kedel marginal. Beregningerne viser, at i et hus med ren gulvvarme og med et varmebehov under kwh er en god traditionel gaskedel mere effektiv end en dårlig kondenserende. I et hus med radiatoranlæg vil en god traditionel kedel allerede ved et varmebehov på kwh være mere effektiv. Så kravet i BR er egentlig ret overflødigt for lavenergihuse. Et lavenergihus på 150 mp 2 Popført efter de nye krav i BR vil typisk bruge ca kwh kwh årligt til rumopvarmning og opvarmning af varmt

24 DGC-rapport 21 brugsvand. Til sammenligning har et gennemsnitligt hus opført i perioden 2 mellem et forbrug på ca. 100 kwh/mp P pr. år /9/ (dvs. ca kwh for et hus på 150 mp P) til rumvarme og opvarmning af varmt brugsvand. Huse, som er opført i erne, har til sammenligning et varmeforbrug 2 på omkring 120 kwh/mp P /10/. Figur 4 Udformning af vandbåret varmeanlæg i et hus

25 DGC-rapport Årsnyttevirkning for kondenserende gaskedler vs. traditionelle ved forskellige varmebehov (Årligt varmebehov kwh varmt brugsvand; Gulvvarmeanlæg) Årsnyttevirkning, % kondenserende, klasse A kondenserende, klasse C traditionel, klasse D traditionel, klasse F Årligt varmebehov, kwh Figur 5 Årsnyttevirkning for kondenserende gaskedler vs. traditionelle ved et varmebehov under kwh og med ren gulvvarme 110 Årsnyttevirkning for kondenserende gaskedler vs. traditionelle ved forskellige varmebehov (Årligt varmebehov kwh varmt brugsvand; Radiatoranlæg) Årsnyttevirkning, % kondenserende, klasse A kondenserende, klasse C traditionel, klasse D traditionel, klasse F Årligt varmebehov, kwh Figur 6 Årsnyttevirkning for kondenserende gaskedler vs. traditionelle ved et varmebehov under kwh og med radiatoranlæg

26 DGC-rapport Enkel og billig gaskedel For fremtidige parcelhuse med meget lavt energibehov til opvarmning vil det således være meget vanskeligt at anvende et højeffektivt gaskedelanlæg på grund af initialomkostningerne til installationen og relativt høje vedligeholdelsesomkostninger. Alternativt kan man måske overveje at anvende et koncept, hvor husets opvarmnings- og varmtvandsbehov dækkes af meget prisbillige og enkle gaskedler med meget lave både anskaffelses- og vedligeholdelsesomkostninger, men med lidt højere energiforbrug end i dag. Til gengæld bliver kravene til husets klimaskærm større, for at man stadig kan overholde kravet til bruttoenergiforbrugsrammen. Vedligeholdelsesomkostninger kan evt. holdes nede ved at undlade serviceomkostninger og i stedet udskifte kedlen hvert 5-6 år. Figur 7 Installationskoncept for en enkel og prisbillig gaskedel 7.3 Gaskedel og solvarme Med stigende oliepriser og udsigt til stadig mindre olie- og naturgasreserver er der ikke tvivl om, at vedvarende energikilder kommer til at spille en større rolle i fremtiden. Fossile brændsler er ikke acceptable på langt sigt.

27 DGC-rapport 24 Derfor kan man formode, at solvarme med naturgas som supplerende energikilde igen vil blive aktuelt. Inddragelse af solvarme i energirammen indebærer, at solvarmen i energiregnskabet figurerer som en energibesparelse, og ikke en ekstern energiforsyning. Med solvarme på bygningen vil det dermed blive lettere at overholde energirammen, og der vil være mulighed for at anvende mere energikrævende elementer i dele af byggeriet, hvis tilsvarende energibesparelser opnås andetsteds. Det er således attraktivt at installere solvarme i nybyggeri. Solvarme forventes ikke på kort sigt at komme til at spille en afgørende rolle i den samlede energiforsyning, men på længere sigt kan den yde et vigtigt bidrag. Solvarmeanlæg i forbindelse med konvertering til naturgas har den samme gode økonomi som solvarme i forbindelse med nybyggeri, idet der i praksis stort set altid også anskaffes en ny varmtvandsbeholder. I begge tilfælde spares en stor del af installationsudgiften til en solvarmeforberedt varmtvandsbeholder, og det er samtidig en fremtidssikring af varmeanlægget. Tilsvarende gælder for solvarme i forbindelse med udskiftning af en eksisterende gaskedel, hvis renoveringen omfatter udskiftning af varmtvandsbeholderen, som erstattes med en solvarmeforberedt varmtvandsbeholder. Figur 8 Opbygning af et typisk solvarmeanlæg til at dække både rumopvarmnings- og varmt brugsvandsbehov Solvarme kan anvendes både til opvarmning af brugsvand og/eller til rumvarme (se XFigur 8X). Et typisk lille solvarmeanlæg i et enfamiliehus er som

28 DGC-rapport 25 regel opbygget med en eller flere solfangere og en specialdesignet varmtvandsbeholder, der fungerer som varmelager. En eller flere solfangere er normalt placeret på taget eller integreret i selve taget. I solfangeren omsættes solenergien til varme og transporteres ved hjælp af et rørsystem fyldt med frostsikret væske til en varmtvandsbeholder. Her overføres varme til brugsvandet og lagres til den tid, hvor der er behov for varmt vand ved de enkelte tappesteder. Et typisk solvarmeanlæg til parcelhuse dimensioneret til opvarmning af varmt brugsvand kan dække ca. 60 % af familiens årlige forbrug af varmt brugsvand. Et solvarmeanlæg, som er dimensioneret både til rumvarme og opvarmning af varmt vand, kan dække op til 30 % af husets samlede behov. De fleste gaskedelproducenter har en komplet solvarmeløsning, der inkluderer gaskedel, varmtvandsbeholder, solfanger, styring m.m. 7.4 Gasradiator Naturgasfyrede varmeapparater er et godt valg til rum, der ikke bruges ofte, til dele af huset som trænger til ekstra varme og til tilbygninger. Disse kompakte, energieffektive enheder kan monteres på en væg, de kan bygges ind i paneler eller i pejse eller kakkelovne. De kan dimensioneres til opvarmning af kun et enkelt rum - eller til flere rum. Der er ofte aftræk til det fri ved hjælp af almindelige skorstene eller aftrækskanaler. Der findes dog også modeller uden aftræk (ikke til anvendelse i Danmark). Et strålevarmeapparat har et glødende panel, der opvarmer mennesker og overflader, som rammes direkte af varmestrålingen. Et konvektivt varmeapparat opvarmer luften i rummet. Nogle konvektionsapparater bruger rummets naturlige cirkulation til at fordele den opvarmede luft, mens andre bruger en lille ventilator eller blæser til at fordele den varme luft. Sådanne apparater har den fordel, at der ikke skal være en centralvarmeenhed eller et fordelingssystem.

29 DGC-rapport 26 Figur 9 Typisk opbygning af gasradiator Et japansk firma, Sanyo, har for nylig præsenteret et nyt produkt en gasradiator og air conditioner, dvs. en gasradiator som kan både varme og køle. Læs mere i Bilag Gaspejse Nogen gange bruges gaspejse til rumopvarmning, skønt de ellers ofte vælges af æstetiske årsager. Der kan være betydelige forskelle i energieffektivitet fra den ene model til den anden. Gaspejse er blevet mere og mere populære i de seneste år. Nogle af årsagerne er: Det er let at tænde op ved hjælp af en kontakt. Man har altid brændsel til rådighed. Der er altid rent og pænt (gaspejse producerer ikke skidt i form af aske, træflis etc.). Den lukkede forbrændingsenhed yder stor sikkerhed for, at giftige forbrændingsprodukter ikke ledes ud i rummet.

30 DGC-rapport 27 Figur 10 Lukket system: fritstående eller indbyggede gaspejse Figur 11 Åbent system: gaspejse placeret i en væg eller midt i rummet 7.6 Luftvarmeanlæg Der findes to typer luftvarmeanlæg til opvarmning af bolig: Direkte fyret luftvarmeanlæg Rumopvarmning ved denne type luftvarmeanlæg er udbredt i fx Amerika og Canada, men ikke særlig populær herhjemme. Denne type varmeanlæg suger luft ind fra husets rum, leder den gennem et filter og derefter gennem en varmeveksler, som opvarmer luften med en flamme. En blæser sender den opvarmede luft gennem huset ved hjælp af metalkanaler. Den opvarmede luft sendes ind i hvert enkelt rum gennem en indblæsningsrist, der er placeret i gulv, væg eller loft. Luftvarmeanlæg, hvor luften opvarmes ved hjælp af en gaskedel og en luft/vand varmeveksler. Opvarmning af boliger i Danmark sker traditionelt med vandbaseret central opvarmning. Luftbaseret opvarmning i kombination med ventilation er også

31 DGC-rapport 28 mulig, men ved et almindeligt varmebehov er det dog en dyr opvarmningsmetode. Det skyldes, at volumenstrømmen (størrelsen af den indblæste luftmængde) skal være væsentlig større, og det giver et relativt stort elforbrug. En større volumenstrøm betyder også, at der er risiko for, at luftstrømmen føles som træk. Ved ganske små varmeforbrug er luftbaseret opvarmning et bedre alternativ (læs mere i Afsnit 4) Figur 12 Udformning af et luftvarmeanlæg 7.7 Gasdrevne varmepumper Der findes to forskellige typer gasdrevne varmepumper, nemlig gasmotordreven gasdreven absorptionsvarmepumpe Gasmotordrevne varmepumper benytter sig af den samme proces som den traditionelle eldrevne varmepumpe med den forskel, at kompressoren i dette tilfælde trækkes af en gasdreven forbrændingsmotor i stedet for elmotor (se XFigur 13X). Gasmotordrevne varmepumpe er bedre til at udnytte energien i forhold til eldrevne varmepumper, idet spildvarmen fra en forbrændingsmo-

32 DGC-rapport 29 tor kan udnyttes til opvarmningsenergi, mens den i den eldrevne pumpe normalt ledes uudnyttet til omgivelserne. I absorptionsvarmepumpen er kompressoren erstattet af en væskepumpe, som ikke indeholder mekaniske dele, og som fungerer på basis af varmetilførsel fra en gasbrænder. I modsætning til kompressorvarmepumper bruger disse varmepumper termiske kompressorer i stedet for mekaniske. Her bruges et kølemiddel, som koger ved lav temperatur, fx ammoniak. Ammoniak fordamper (se XFigur 14X) ved lav temperatur og tryk i fordamperen, hvorved den optager energi fra omgivelserne. Kølemidlet ledes ind i en absorber, hvor det absorberes eller opløses i et opløsningsmiddel, fx vand. Den producerede varme udnyttes i systemet via en varmeveksler. Opløsningspumpen transporterer opløsningen med de to stoffer til den termiske kompressor. De to stoffer er kendetegnet ved deres forskellige kogepunkt. Ved hjælp af varmen fra gasbrænderen fordamper det opløste kølemiddel, som har det laveste kogepunkt af de to stoffer. Det gasformige kølemiddel, som har den højeste temperatur og det højeste tryk, ledes ind i kondensatoren, hvor det fortætter og afgiver varme. Absorptionsvarmepumpen er ikke så effektiv som gasmotorvarmepumpen, men har de meget vigtige fordele, at den ikke indeholder bevægelige mekaniske dele, har meget lavt støjniveau og meget lave vedligeholdelsesomkostninger. Brænderen skal serviceres i lighed med en normal gaskedel, mens service af varmepumpedelen begrænser sig til kontrol af driftstryk i varmepumpens forskellige komponenter.

33 DGC-rapport 30 Figur 13 Funktionsprincip for gasmotorvarmepumpe Sammenlignet med andre varmeproducerende systemer er en varmepumpe med gasmotor en af de mest effektive måder at producere varme på (se XFigur 15X). Ulempen er, at forbrændingsmotoren har en række krav til vedligehold, opstilling og emissioner. Gasmotoren er også forholdsmæssigt dyr i produktion og er af natur støjende.

34 DGC-rapport 31 Figur 14 Funktionsprincip for absorptionsvarmepumpe

35 DGC-rapport 32 Figur 15 Den nødvendige tilførsel af primærenergi til at dække husets varmebehov via forskellige varmeproducerende systemer /11/ En Stirling-motor kan fungere både som en motor og som kølemaskine/varmepumpe. Stirling-motoren er en ekstern forbrændingsstempelmotor. Stirling-motorer konverterer enhver temperaturforskel direkte til mekanisk bevægelse. Kort forklaret virker Stirling-motoren ved, at man skubber en indesluttet mængde gas (luft, helium eller lignende.) mellem et kammer, hvor gassen opvarmes, og et kammer, hvor gassen afkøles. Varm luft vil udvide sig og trække sig sammen, når det afkøles, i forhold til omgivelsernes luft. Dette benyttes via stempler til at skubbe og trække i stempelstænger, og herved kan mekanisk energi udvindes. Drejer Stirling-motorakslen på grund af en temperaturforskel, virker den som mekanisk generator, og energien fås i processen. Drejer man motorakslen den modsatte vej, vil Stirling-motoren pumpe varme den modsatte vej fra et varmereservoir (fx koldt) til det andet varmereservoir (fx varmt). Det vil sige, at den kan anvendes til køling (køleskabe) og/eller opvarmning af boligen. Skønt Stirling-motoren kunne have et stort udviklingspotentiale, er der ikke udsigt til, at den bliver produceret i større mængder foreløbig. En af

36 DGC-rapport 33 årsagerne er dens forholdsvis lave ydelse sammenlignet med størrelse og vægt. En Vuilleumier varmepumpe kan beskrives som to Stirling-motorer bygget sammen. Processen er kendetegnet ved, at to varmekilder med to forskellige temperaturer kan udnyttes. En gasbrænder sørger for igangsætning af proceskredsløbet, og en anden varmekilde, fx en varmeveksler, kan udnytte energien i den omgivende luft. Igangværende udvikling af sådanne systemer indikerer, at man kan spare op til 44 % af primærenergien i forhold til kondenserende gaskedelteknologi. Figur 16 Funktionsprincip for Stirling-motor (varmepumpe)

37 DGC-rapport 34 Figur 17 Funktionsprincip af Vuilleumier varmepumpe 7.8 Mikrokraftvarme Mikrokraftvarme (MKV) er samtidig production af varme og kraft i et hus, baseret på små energikonverteringsenheder (se XFigur 18X). Varmen bruges til rumopvarmning og varmt brugsvand, evt. til køling. Elektriciteten bruges i huset eller ledes til nettet. MKV-enheder er små KV-produktionsenheder med en maks. kapacitet på under 50 kwbeb. Der er dog mange, der mener, at denne type enheder bør defineres med en maks. grænse på 15 kwbeb. Systemer med en kapacitet under 15 kwbeb er væsensforskellige fra større systemer mht. eldistribution, omstrukturering af forsyningsforhold og forbrugermønstre. De fleste teknologier og anvendelser med potentiale for mikrokraftvarme har været med fokus på naturgas, men andre energiformer kan også komme på tale, som fx let gasolie, biogas, raps og RME. Der er udviklet en hel række forskellige konverteringsteknologier til anvendelse i huse, herunder: Stempelmotorbaserede enheder Traditionelle stempelmotorer har længe udgjort drivmaskinen i minikraftvarmeenheder. Motorer har i overvejende grad været modificerede motorer fra autobranchen eller industrimotorer. Disse har således typisk været 4-cylindrede vandkølede rækkemotorer, hvor tændingen som

38 DGC-rapport 35 gasmotor foregår med tændrør. Visse af de mindste units har været baseret på 1-cylindrede motorer. Stirling-motorbaserede enheder Se forrige afsnit. Brændselscellebaserede enheder Brændselsceller har en række teknologiske karakteristika, der på forskellig vis gør dem særdeles attraktive. Først og fremmest indeholder brændselsceller ingen mekaniske dele. En brændselscelle kan opfattes som en slags batteri, som man holder konstant opladet ved at sende en brændselsgas (fx brint, metanol, naturgas, dieselgas, kulgas eller andet) på den ene side af en membran, og luft på den anden side af membranen. Så længe man opretholder flowet af brændselsgas og ilt, produceres der strøm. I enkelte typer brændselsceller kan processen foregå reversibelt, hvorved der produceres brint. I anvendelsessammenhæng kan dette vise sig at være særdeles fordelagtigt. Eksempelvis giver det mulighed for at oplagre energi i perioder med såkaldt eloverløb fra vindmøller. Forskellige brændselsceller kan fungere på en række forskellige brændsler. Nogle fungerer direkte på brint, metanol, naturgas, biogas eller andet. Processen kan dog også foregå på eksempelvis benzin eller kulgas, det kræver dog en reformer, der kan omdanne benzinen/kulgassen til brint /14/. Andre teknologier som Rankine cycle motorer/enheder, gasturbiner m.m. Rankine-processen er den traditionelle måde at producere strøm på i større kraftværker. Her opvarmes og fordampes vand ved høje tryk. Den producerede højtryksdamp opvarmes yderligere (overhedes) i kraftværkskedlen og ledes derefter til en dampturbine, hvor den ved sin ekspansion driver turbinens skovlhjul. Overhedningen sker for at undgå, at dampen (delvist) fortætter i turbinen og beskadiger dennes skovlhjul. Derefter ledes dampen, der nu har et meget lavere tryk og fylder væsentligt mere end i udgangspunktet, til en kondensator, fortættes til vand, der så igen kan tryksættes, og processen gentages. Processen kan forfines med mellemhedere m.m., for derigennem at nå højeste omsætning af termisk energi til kraftproduktion.

39 DGC-rapport 36 Ved anvendelse af andre medier end vand/vanddamp kan det selv for temperaturer under 400 C undgås, at der skal overhedes. Disse medier kan fx være CFC, freon, iso-pentane eller ammoniak. En kredsproces, der udnytter disse medier, kaldes derfor Organisk Rankine Proces. Mange af disse produkter er enten allerede kommercielt tilgængelige, eller de er nær-kommercielle. (Læs mere i /12/ og/eller se producentliste i Bilag 2). Små kraftvarmeenheder har typisk en lavere elvirkningsgrad end tilsvarende større kraftvarmeenheder, men der er til gengæld ikke noget el- og varmedistributionstab. Sammenlignet med gaskedler producerer mikrokraftvarme både el og varme ved højere virkningsgrad, og dette resulterer i bedre udnyttelse af naturgassen og heraf følgende reduktion af drivhuseffekten. Figur 18 Mikrokraftvarmeanlæg i små huse

40 DGC-rapport Gaskedel med boligventilationsvarmepumpe I huse med mekanisk ventilation vil det være en fordel at genvinde varme fra udsugningsluften ved hjælp af en såkaldt boligventilationspumpe, som genvinder energi fra ventilationsluften. Den genvunde varme anvendes til opvarmningsformål. Resten af det husets energibehov dækkes af gaskedlen. Denne kombination af gaskedel og boligvarmepumpe giver sig naturligvis udtryk i brændselsbesparelser, men på den anden side bruges der også en del el til at drive kompressoren. Der findes flere producenter, der kan levere en komplet enhed (se Bilag 1). XFigur 19X viser en principskitse for en enhed, der forhandles af Vølund Varmeteknik, hvor gaskedlen tilsluttes separat. Naturvarme a/s forhandler en enhed, som virker efter det samme princip, men hvor naturgasfyret er indbygget.

41 DGC-rapport 38 Figur 19 Funktionsprincip for en boligventilationspumpe i kombination med en gaskedel

42 DGC-rapport Gasopvarmet luftvarmeanlæg (klimaanlæg) med varmegenvinding og varmepumpe De fremtidige individuelle boliger vil forventeligt udføres efter passivhusprincippet med meget tæt klimaskærm og vil være godt isolerede. For at sikre et godt indeklima i disse huse med frisk luftforsyning vil det være nødvendigt at anvende et ventilationsanlæg med varmegenvinding. Det ekstremt lave opvarmningsforbrug gør det muligt at opvarme boligen udelukkende via opvarmning af den friske luft, som automatisk tilføres boligen via ventilationsanlægget. Kravene til opvarmningssystemet vil i fremtidige bygninger blive meget store med hensyn til energiforbrug og installationsomkostninger. Idet el er en dyr opvarmningsform, og luftbaseret opvarmningsanlæg vil være et bedre alternativ i lavenergi/passivhuse, kan man forestille sig, at opvarmning af husene i fremtiden sker med en enhed, som har naturgas som backup i stedet for elvarme, som vist i XFigur 20X. Figur 20 Funktionsprincip for gasopvarmet luftvarmeanlæg/klimaanlæg

43 DGC-rapport 40 Figur 21 En varmtvandsbeholder med indbygget gasbrænder /13/. I de allerede udviklede enheder for passivhuse, som er vist i XFigur 1X, kan elvarmelegemet udskiftes med en indbygget gasbrænder (som er vist i et eksempel i XFigur 21X) eller med en varmespiral, som opvarmes ved hjælp af en lille gaskedel. Derudover åbner systemet op for muligheden at etablere en sommerkølefunktion ved fx at installere et sommer-bypass og en ekstra varmepumpe, som vil køle indblæsningsluften og overføre overskudsvarmen til varmtvandsbeholderen.