Design af jordvarmeanlæg med og uden lagring

Transkript

1 Gør tanke til handling VIA University College Design af jordvarmeanlæg med og uden lagring Inga Sørensen, Senior lektor, geolog VIA Byggeri, Energi & Miljø Center for forskning & udvikling Udnyttelse af jord og grundvand til varmeoptag og varmelagring. ATV Temadag

2 Dimensioneringsprincipper Systemets komponenter - Borehulssonder - Varmepumpen - Brine - Tank til varmt vand - Husets varmesystem - Energiabsorber Hvornår og hvordan lagring? Konklusion og anbefalinger ATV Temadag 9. marts 2015

3 Dimensionering - hvor stort skal anlægget være? Afhænger af husets størrelse og isolerings tilstand Et Standard fjernvarme hus bruger ca. 139 kwh/m 2 pr. år Et hus bygget efter BR 10 bruger 30 kwh/m 2 Et nyt lavenergihus efter 2015 krav bruger 22 kwh/m 2 Eksisterende byggeri - se på årlig forbrug af olie, gas eller træpiller og omregn til kwh ud fra tabeller over brændværdi f. eks. er brændværdien af 1 liter olie ca. 10 kwh

4 Netto kwh/m 2 til rum-opvarming og varmt vand som funktion af byggeår og areal. Gennemsnit beregnet udfra huse med energimærke Fra Den lille blå om Varmepumper s. 28

5 Systemets komponenter borehulssonder og rør til huset

6 Systemets komponenter varmepumpen inkl. el-patron

7 Systemets komponenter varmepumpen Fra Energistyrelsens Varmepumpeliste i alt 240 typer Heraf kan ca. 120 anvendes til jordvarme. Ydelsen er er et udtryk for den hastighed, hvormed pumpen skal levere varmen. Også kaldet kapaciteten Systemets komponenter varmepumpen Effektiviteten angives ved en SCOP værdi. (output energi i forhold til input af el-energi til varmepumpen) Europæisk standard for beregning af SCOP, hvor varmepumpen testes ved definerede temperaturintervaller Eksempler og anbefalinger vedr. design og drift 7

8 Systemets komponenter brinen (= cirkulerende væske fra borehulssonde til varmepumpen) IPA-sprit en blanding 85-95% Ethanol og 5-15% 2-Propanol Etahnol kaldes også ethyl alkohol 2-Propanol kaldes også isopropanol Sædvanligvis bruges 1/3 IPA sprit og 2/3 vand - så er brinen frostsikret til mindst minus 20 grader C Varmefylde er meget tæt på vand

9 Systemets komponenter tank til varmt vand - selvstændig tank eller i samme kabinet som varmepumpen Tank med to varmevekslere. En veksler til varmt brugsvand En veksler tilkoblet solpaneler

10 Systemets komponenter husets varmesystem Jo lavere fremløbstemperatur jo større effektivitet Gulvvarme bedst pga. lav fremløbstemperatur Hvis radiatorer så helst med store overflader. For at dokumentere effektiviteten (dvs. COPværdien målt over et år) kræves 1) energimåler til registrering af leveret mængde varme til huset 2) selvstændig bimåler til registrering af systemets el-forbrug (først og fremmest varmepumpens el-forbrug)

11 Systemets komponenter - energifanger Formål med energifanger: - Varmt brugsvand - Forvarme brinen - Lagre varme i jorden

12 Systemets komponenter - energifanger Flethegn af sorte slanger Arne Vedel ca Eksempler og anbefalinger vedr. design og drift 12

13 Hvornår og hvordan lagring? Geologien afgør om det er relevant at lagre

14 Eksempel - boring Lagring relevant ned til 32 m

15 Hvornår og hvordan lagring? Eksempel Eksempel på integreret system med 11 boringer til hver 20 meter. Varmepumpe og solpaneler. Skærmdump fra anlæg, der har været i gang siden september Anlæg er leveret af Free Energy Danmark A/S

16 NB Styring er vigtig!!!

17 Hvornår og hvordan lagring? Sandlag med højtliggende grundvand er generel gunstig til indvinding. (Høj varmeledningsevne og stabil tilførsel af vandstrøm på ca C forbi boringerne). Men hvad med lagring? Hvis der f.eks. er min 3 meter til grundvandet kunne det være en ide at lagre i en eller flere jordtanke tildækket med den opgravede jord Tankene skal kunne tåle mindst 80 grader og være modstandsdygtig over for hyppige svingninger af temperaturerne.

18 Konklusion og Anbefalinger Grundig analyse af behov, isoleringsstandard mv. Få et overblik over forventet hydrogeologi Hvis mulighed for lagring så skal det med i designfasen Overvej evt. andre varmekilder til lagring end solfangere Overvej levering af varmt brugsvand fra solfanger samt forvarmning af brine fra solfangere (eller andre varmekilder) Forbindelse fra boring(er) og ind til hus skal isoleres Programmering af drift, så indgående brine er > 0 grader Følg med i COP-værdierne dvs. der skal være energimåler til varmeproduktion samt bimåler til el SAMARBEJDE mellem VVS ere og øvrige fagfolk Eksempler og anbefalinger vedr. design og drift 18