Lavenergifjernvarme til lavenergibyggeri

Transkript

1 Dansk Fjernvarmes landsmøde 27. Okt Lavenergifjernvarme til lavenergibyggeri Svend Svendsen Professor v. BYG.DTU Danmarks Tekniske Universitet , 1

2 Udviklingsbehov Energiproblem: Fossile brændsler Varme i bygninger Økonomi Energiløsning: Udfases helt (2040) Energibesparelser + Vedvarende energi Optimal balance: forbrug/forsyning Optimal omstilling: løbende ved nybyg og renovering 2

3 Udviklingsbehov Løsningsmulighed på bygningsområdet Lavenergihuse og lavenergifjernvarme: Nye huse som lavenergibygninger Renovering af huse til lavenerginiveau Nye bebyggelser med lavenergifjernvarme Renovering af fjernvarmenet til lavenergi Vedvarende energi til fjernvarme: Affaldsforbrænding med lager Solvarmecentraler med sæsonlager Geotermisk ikke biomasse og el (transport og elbehov) 3

4 Lavenergibygninger Nye regler i 2006 Bygningsreglement: Lavenergibygninger kl. 1 og 2: Energiforbrug på 50% og 75% af energirammen på /A [kwh/m 2 ] Bekendtgørelse om tilslutning til kollektive varmeforsyningsanlæg: Ophæver tilslutningspligt til fjernvarme for lavenergibygninger 4

5 Tværsnit hus A Lavenergibygninger Eksempler Mere isolering Mindre kuldebroer Energiruder m. varm kant Ventilation med VGV 5

6 Hus A. Skalmuret gasbeton Lind & Risør, Snekkersten 6

7 Lavenergibygninger Eksempler Hus B. Lette ydervægselementer i stålskelet 7

8 Hus B: Lette ydervægselementer i stålskelet. Lemvig 8

9 Lavenergibygninger Be06-beregninger: Energibehov Energibehov [kwh/m 2 pr. år] Rumopvarmning (ydelse) Varmt brugsvand (ydelse) Samlet varmebehov (indfyret) El-behov installationer Samlet energibehov (faktor 2,5 på el) Energiramme Procent af energiramme Hus A 36,6 16,1 53,1 2,5 59,4 86,3 69 Hus B 26,8 15,9 42,7 2,1 47,9 85,2 56 9

10 Lavenergibygninger Økonomi Sammenligning - Forsøgshus/BR-95 Hus Totalomkostninger Merudgift for energibesparelse Besparelse i opvarmningsbehov pr. År** Tilbagebetalings -tid [tkr] [tkr] [%] [kr] [år] A * B * Modregnet besparelse på 20 tkr ved at fjerne karnapper ** Baseret på 0,50 kr/kwh 10

11 Lavenergibygninger Be06-beregninger: Energibehov Energibehov i pct. af energiramme Ramme Klasse 2 Klasse 1 Hus A Hus B Hus B bedre vinduer

12 Lavenergifjernvarme Analyser af energiforbrug - referencehus Lavenergihus klasse 1 på 145 m² (Hus B med bedre vinduer) Varmt brugsvand: Energiforbrug som i SBI 213: 1900 kwh/år Varmtvandsforbrug 150 l/døgn á 40ºC Brugsvandsopvarmning udjævnes over døgnet med lagertank Rumvarme: Energiforbrug: 3000 kwh/år Rumvarmeforbrug udjævnes over døgnet med tung gulvvarme 12

13 Lavenergifjernvarme Energibehov Energiramme for nye enfamiliehuse (145 m²) Energiforbrug til brugsvand og rumvarme Energiforbrug [kwh/m² pr. år] Rumopvarmning Brugsvand Ventilation Gulvvarme pumpe Energiforbrug [kwh pr. år] Rumopvarmning Brugsvand Lavenergihus klasse 1 Standardhus Lavenergihus klasse 1 Standardhus 13

14 Lavenergifjernvarme Effektbehov 14

15 Lavenergifjernvarme Effektbehov Døgnmiddelværdier for et lavenergihus klasse 1 2,0 1,8 1,6 1,4 Effektbehov rum [kw] Flow [liter/min] Frem/retur: 50C / 20C RV RV 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Middel flow 0,26 l/min RV RV RV RV RV RV RV BV BV BV BV BV BV BV BV BV BV BV BV Antal dage RV

16 Lavenergifjernvarme Døgnudjævning af rumvarmeforbrug Lavenergihus Klasse 1 på 145 m² med gulvvarme (tung) Varmebehov ca. 20 kwh/m² pr. år Gulvvarmens fremløbstemperatur og styring: Traditionel gulvvarme on/off med fremløbstemperatur 45ºC Konstant lavtemperaturdrift med fremløbstemperatur beregnet på døgnbasis 16

17 Lavenergifjernvarme - Gulvvarme 17

18 Lavenergifjernvarme - Gulvvarme 18

19 Lavenergifjernvarme Døgnudjævning af brugsvandsopvarmning Principper: Lagring i brugsvand Lagring i fjernvarmevand Lagring i varmesystemvand 19

20 Lavenergifjernvarme Døgnudjævning af brugsvandsopvarmning Lagring i varmesystemvand Fjervarme frem Varmt brugsvand Fjervarme retur Styring Koldt brugsvand Gulvvarme Fjernvarme Lagertank Brugsvand og gulvvarme 20

21 Lavenergifjernvarme Døgnudjævning af brugsvandsopvarmning Styring af døgnudjævning: Brugsvandopvarmning alene: Max flow fra lagertank Max temperatur fra lagertank Rumopvarmning: Beregnet effekt til bv+rv for aktuelt døgn Blandetemperatur fra 1. lagertank og 2. fjernvarme (sikrer høj temperatur i hele lagertanken) 21

22 Lavenergifjernvarme Lavflow og lavtemperatur Husinstallationer for lavenergifjernvarme: Tung gulvvarme som døgnlager for rumvarmeforbrug Lagertank som døgnlager for varmt brugsvandsforbrug Intelligent styring af døgnudjævning Fordele: Lav effekt og lavt flow: små rørdimensioner Lav frem- og returtemperatur: lille varmetab 22

23 Lavenergifjernvarme Rør Varmetabsbestemmelse for dobbeltrør med FEMLAB Temperaturneutral placering af returrør: Returrør uden varmetab Returrør uden afkøling af fremløbsrør 23

24 Lavenergifjernvarme Dobbeltrør for stikledning Dimension i mm 10/10/80 PEX 10mm/6.4mm Varmetab 3 W/m 24

25 Lavenergifjernvarme Net Ensidet forsyning med cirkulationsledning og vendt retur 25

26 Lavenergifjernvarme Optimering af rørdimension Prisdiagram for optimale ledningsdimensioner ved vægtet middel flow Nuværdimetode over 30 år for udgifter til anlæg, varmetab, pumpedrift Varmepris 600 kr/mwh Middel flow pr. hus 0,005 l/s 26

27 Lavenergifjernvarme Eksempel Lavenergifjernvarme eksempel Ny 500 m vej med 40 lavenergihuse Data pr. hus Leveret energi: Varmetab i net El til pumpe i net kwh/år 400 kwh/år 20 kwh/år Pris på net (gade og stikledning) kr. 27

28 Konklusion - udviklingsbehov Varmelager for døgnudjævning af brugsvandsopvarmning Gulvvarmestyring med døgnudjævning af rumvarmeforbrug Fjernvarmerør og fjernvarmenet optimeret for lave temperaturer og små effekter Regler for tilslutning, aftag og betaling 28

29 Konklusion - udviklingsmuligheder Lavenergifjernvarme kan blive: Den billigste løsning for forbrugerne Den sikre energiløsning for samfundet En god forretning for erhvervslivet 29

30 Konklusion - samarbejde Udviklingen mulig ved samarbejde mellem alle aktører på fjernvarme- og bygningsområdet Invitation til deltagelse i Netværk om udvikling af integrerede lavenergiløsninger på bygningsområdet: 30