Solvarme i forbindelse med bygninger

Transkript

1 Solvarme i forbindelse med bygninger Registrering og beregning Ivan Katic, SolenergiCentret Ivan.Katic@Teknologisk.dk tel Ivan Katic Januar 2007

2 Hvad kan solenergi-anlæg? Brugsvand Ventilation Rumvarme Køling Almen elforsyning Procesvarme Bygningskomponent, f.eks solafskærmning Solfangere: Varme Solceller: El

3 Solvarme: princip Typisk kan 25-50% af solenergien udnyttes i praksis i DK

4 Registrering 27.1 Generelt Formålet med at registrere solvarme, er at beregne reduktionen af det energiforbrug som ellers ville være brugt til opvarmning, varmt brugsvand eller begge dele. Energikonsulenten skal registrere eksisterende solvarmeanlæg. Hvis det er rentabelt skal energikonsulenten beregne effekten af etablering af et solvarmeanlæg, ellers skal beregningen fremgå under forslag ved renovering. Husk at solvarmeanlæg kan være omfattet af lokalplaner, varmeplaner mv. og derfor kræver en myndighedskendelse.

5 27.2 Registrering De følgende registreringer gælder for alle kategorier af bygninger og ejendomme. Såfremt en bygning har solvarme skal følgende registreres: Anlægsbeskrivelse Type Solfanger Varmetabskoefficient Varmerør til solfanger Effektiviteter Beholder og el

6 Anlægsbeskrivelse Opvarmning Sjælden, da der normalt er dårligt sammenfald mellem behov og ydelse Brugsvand Den mest almindelige, dækker typisk 60-70% af behovet for varmt vand Kombineret opvarmning og brugsvand. Dækker typisk 10-30% af totalbehovet

7 Brugsvands- og små kombianlæg

8 Typisk solvarmeunit

9 Kombianlæg med større dækning Buffertank med ekstern veksler til brugsvand. Reducerer opholdstid for varmt vand

10 Andre anlægsvarianter Luftsolfangere, bruges især i fritidshuse til udtørring og luftskifte Anlæg til opvarmning af svømmebassin Anlæg i kombination med varmepumpe (energiabsorber)

11 Solfanger Type Areal Orientering/hældning Varmetabskoefficient Starteffektivitet

12 Type: solfangertyper

13 Datablade: Teoretisk standardanlæg med 70% dækning af varmt brugsvand for parcelhus:

14 Effektivitet Effektivitet 100% 80% 60% 40% Effektivitetskurver for typiske solfangere I II III IV V 20% 0% T væske i fanger -T ude Solfangereffektivitet for: I+II: Selektiv absorber, et lag glas (I: kanalplade, II: rør/finne). III: Plastabsorber, dobbelt plastdæklag. IV: Uafdækket solfanger. V: Vacuumrørssolfanger

15 Anlægsplacering: Relativ ydelse Brugsvandsanlæg Kombianlæg 1,1 1,1 1 0,9 0,8 0,7 syd ssø/ssv sø/sv øsø/vsv øst/vest 1 0,9 0,8 0,7 syd ssø/ssv sø/sv øsø/vsv øst/vest 0, , Hældning Hældning Brugsvandsanlæg: Optimum ca.45 grader og sydvendt Kombianlæg: Optimum ca. 60 grader og sydvendt Skygge bør undgås, men ikke så kritisk som for solceller Facader kan evt. også bruges

16 Varmerør til solfanger Varmetabskoefficient W/K pr. meter Samlet længde Armaturer og kuldebroer Ækvivalent længde (bilag 25)

17 Varmetab fra rørføring Selvcirkulation fra beholder? Uisolerede strækninger? Ødelagt isolering?

18 Varmetab fra rørføring

19 Uisoleret varmeveksler til rumvarme

20 Lovlig men uskøn rørføring

21 Beholder og el Normalt kombibeholder, dvs solvarmeveksler i bunden og suppleringsveksler eller elvarme i toppen Volumen typisk 50 liter pr m 2 solfanger Opretstående Spiral eller kappe Volumen og varmetab registreres ved gennemgang af BV anlæg (Brug evt. bilag 24)

22 Alvorlige kuldebroer på solvarmebeholder

23 Termostat for elpatron

24 Solvarmebeholder For solvarmebeholdere skal energikonsulenten registrere, om det er en kappebeholder eller om beholderen er med varmespiral i toppen. Det skal også registreres om beholderen har el-patron Varmetab fra varmtvandsbeholder Energikonsulenten skal registrere beholderens isolering og beregne dens varmetab (W/K) Temperaturfaktor for opstillingsrum Energikonsulenten skal registrere under hvilke forhold varmtvandsbeholderen er placeret. Er det opvarmet rum, uopvarmet rum eller i det fri.

25 Datablade: Teoretisk standardanlæg med 70% dækning af varmt brugsvand for parcelhus:

26 Gaskedel og solvarmebeholder i én unit Beholder med gennemstrømningsveksler

27 Styring og pumpe Differenstermostat Integreret i kedelstyring Overstyring til gulvvarme Normalt lavt flow/lille pumpe Registrering af standby forbrug for styring Registrering af pumpeeffekt og effekttrin

28 Check af styring Er det sikkert at solvarmen yder et bidrag, eller bliver al varmen produceret med supplerende energi (el, gas )? Det kan være nyttigt med månedsaflæsninger af forbruget Er der en temperaturdifferens over solfangerkredsen når den kører? Stopper pumpen om natten? Hvilket effekttrin står den på (nogle er aut.variable)

29 Skoldningssikring og styring

30 Beregning af nyt solvarmeanlæg Type Fysiske muligheder Samspil med husets varmeanlæg Dimensionering Nominelt forbrug i h.t. energiramme Faktisk behovsprofil Økonomi Udskiftningssituation?

31 Typisk besparelse, Enfamiliehus Kurver til venstre: Brugsvand Til højre: Brugsvand og rumvarme

32 Kilde: Basisdokument vedr. solvarmeøkonomi 2006, Jan-Erik Nielsen

33 Kilde: Basisdokument vedr. solvarmeøkonomi 2006, Jan-Erik Nielsen

34 Dimensionering BV anlæg Dækningsgrad i % I II III 20 I III II Ydelse pr. m² solfanger i kwh Forbrug pr. m² solfanger i liter pr. dag 2 1 ½ ¼ Solfangerareal pr. person i m²

35 Dimensionering kombianlæg

36 Økonomisk dimensionering Som retningslinier for dimensionering/valg af solvarmeanlæg kan anvendes: Dimensionering: Brugsvandsanlæg: Solfangerareal: Ca. 1 m² solfanger pr. person i husstand Beholdervolumen: Ca. 50 liter pr. m² solfanger Brugsvands-/rumvarmeanlæg: Solfangerareal: Ca. 2 m² solfanger pr. person i husstand Beholdervolumen: Ca. 50 liter pr. m² solfanger Valg af type: Brugsvandsanlæg: Når der ikke er rumvarmeaftag om sommeren (til eks. klinkegulv) Kombineret brugsvands-rumvarmeanlæg: Når der er rumvarmeaftag om sommeren (til eks. klinkegulv)

37

38 Eksempel, kun brugsvand Find den årlige besparelse for et brugsvandsanlæg på 5 m² solfanger. Solfangeren er en selektiv rør/finne absorber med et dæklag af glas, se figur 2 type II. Anlægget skal forsyne 4 personer, der bruger 50 liter varmt vand pr. dag. Den eksisterende kedelinstallation har et tomgangstab på 1500 kwh i sommerperioden. Forbrug pr. m² solfanger: (4 personer x 50 liter/person) / 5 m² = 40 liter / m² Dækningsgrad: Aflæses på figur 6 til = 58 % Ydelse: Aflæses på figur 6 til = 390 kwh/m² Årlig besparelse: 5 m² x 390 kwh/m² kwh = 3450 kwh Dette svarer til en oliebesparelse på ca. 400 liter pr. år. Herfra skal trækkes forbrug til en evt. elpatron på ca. 5 % af nettovarmebehovet til brugsvand (200 liter opvarmet fra C i 365 dage» 3000 kwh): 3000 X 0,05 = 150 kwh pr. år.

39 Eksempel, kombianlæg Find den årlige besparelse for et kombianlæg på 15 m² solfanger. Solfangeren er en plan selektiv solfanger med kanalplade (type I,fig2). Anlægget skal forsyne 4 personer, der bruger 50 liter varmt vand pr. dag, og der er gulvvarme tændt i badeværelset hele året. Den eksisterende kedelinstallation har et årligt forbrug på kwh. Forbrug pr. m² solfanger: 15 MWh / 15 m² = 1 MWh / m² Dækningsgrad: Aflæses på figur 8 til ca = 33 % Ydelse: Aflæses på figur 8 til = 320 kwh/m² Årlig besparelse: 15 m² x 320 kwh/m² = 4800 kwh Dette svarer til en oliebesparelse på ca. 530 liter pr. år. Herfra skal trækkes forbrug til en evt. elpatron på ca. 5 % af nettovarmebehovet til brugsvand (200 liter opvarmet fra C i 365 dage» 3000 kwh): 3000 X 0,05 = 150 kwh pr. år.

40 Beholderudskiftning Der er særdeles god økonomi i at udskifte udtjent elvandvarmer med solvarme: o 1. års over-/underskud ca. : 1.500,- o Nuværdi ca. : ,- Der er god økonomi i at udskifte udtjent vandvarmer med solvarme, hvis eksisterende basisenergiforsyning er ikke-kondenserende kedel: o 1. års over-/underskud ca. : 300,- o Nuværdi ca. : ,- Note: Ovenstående er gennensnitværdier for solvarme til brugsvand og solvarme til både brugsvand og rumvarme. Er der aftag af rumvarme om sommeren til eks. klinkegulv bør vælges et anlæg til både rumvarme og brugsvand ellers et rent brugsvandsanlæg. Note: I dette tilfælde bør kedel dog også udskiftes så se under kedeludskiftning nedenfor.

41 Beholderudskiftning (2) Der er ca. neutral økonomi i at udskifte udtjent vandvarmer med solvarme til brugsvand, hvis eksisterende basisenergiforsyning er kondenserende kedel: o 1. års over-/underskud ca. : -300,- o Nuværdi ca. : 7.000,- Der er dårlig økonomi i at udskifte udtjent vandvarmer med solvarme til både rumvarme og brugsvand, hvis basisenergiforsyning er kondenserende kedel (eller fjernvarme): o 1. års over-/underskud ca. : ,- o Nuværdi ca. : ,- NB: hvis en beholder skal udskiftes akut, kan en solvarmeforberedt beholder installeres, resten af anlægget kan så etableres senere

42 Kedeludskiftning Det giver god økonomi at erstatte ældre kedel med ny og samtidigt installere solvarme: o 1. års over-/underskud ca. : 1.200,- (kedeludskiftning alene: 1.600,-) o Nuværdi ca. : ,- (kedeludskiftning alene: ,-) Note: Gennensnitværdier for olie/gas og solvarme til h.h.v. kun brugsvand og kombineret brugsvand/rumvarme

43 Rentabilitetscheck i f.m. bygningsreglementet, eks.: Forventet besparelse pr. år x levetid) / Investering > 1,33 Merpris for 4 m2 BV solvarme kr (beholderudsk.) Levetid 20 år (Håndbogens bilag) Sparet olie, ældre kedel 316 liter á 7,66 kr Ekstra elforbrug 120 kwh á 1,6 kr R = (316*7,66-120*1,6)*20/24000=1,86 OK

44 Gode råd Vær realistisk med hensyn til økonomi og besparelser, husk at solvarme er et supplement Fremhæv ikke et bestemt fabrikat, men henvis til oversigter (altomsolvarme.dk) Vis gerne billeder med eksempler Anbefal KSO installatører (kso-ordning.dk) Husk at beregning ifølge BE06 ikke nødvendigvis udtrykker den sande brugerøkonomi, som er stærkt afhængig af det reelle forbrugsmønster

45 Checkpunker Er forbruget af varmt vand tilpas stort til at berettige solvarme? Er der individuelt fyringsanlæg eller elvarme (frarådes normalt i fjernvarmeområde) Er der en passende tagflade eller facadeparti til rådighed? Er der plads til solvarmebeholder Er gl. anlæg modent til udskiftning? Kan rørføring og tilslutning til eksisterende anlæg ske på en ukompliceret måde?

46 Links og adresser (Forbrugerportal) Hjælp til inddata (datablade og beregningsprogrammer) Data kan også findes hos producenter af beholdere, solfangere og tilbehør