VARMEAKKUMULERINGS BETYDNING FOR INDEKLIMA OG ENERGI SBi 25. marts. 2015

Transkript

1 VARMEAKKUMULERINGS BETYDNING FOR INDEKLIMA OG ENERGI SBi 25. marts. 2015

2 Tid Onsdag 25. marts 2015 kl Sted Statens Byggeforskningsinsitut, A.C. Meyers Vænge 15, 2450 København SV Beskrivelse Gå-hjem-møde Varmeakkumulering i bygninger er interessant fordi det er en vigtig parameter i bygningers varmebalance. I de seneste år har det fået fornyet interesse fordi det ønskes at udnytte varmeakkumulering i bygningskonstruktionerne i bygninger der opvarmes med varmepumper. Derved vil det være muligt at opnå fleksibilitet i el-forbruget, ved at varmepumperne stoppes i et tidsrum. Dette kræver et passende samspil mellem varmekapacitet, varmetab fra bygningen og komfortforhold. Et andet forhold som er interessant er at varmetabet i nye bygninger er lavt hvilket medfører varmeakkumuleringen i bygningskonstruktionerne får en større relativ betydning. Et tredje forhold er muligheden for at anvende faseændringsmaterialer i forbindelse med de varmeakkumulerende materialer. Vil dette give nye muligheder. På dette møde i IDA Bygningsfysik vil der blive fortalt om disse muligheder.

3 Program Introduktion status v. Carsten Rode Der er arbejdet med bygningers varmekapacitet i mange år er der viden som ikke udnyttes. Der gives en introduktion til varmeakkumulering i bygninger. I hvilke sammenhænge er der behov for at arbejde med bygningers varmeakkumulering. Hvad har betydning mht. materialer, placering og varmeovergang. Hvilke fordele og ulemper er der ved varmeakkumulering. Varmekapaciteter og tidskonstanter i bygninger v. Lars Olsen Hvorledes kan varmekapaciteten for en bygning findes på en enkel måde? Orientering om baggrund for bestemmelse af varmekapaciteter i DS/INF og interaktivt værktøj. Hvad er typiske varmekapaciteter og tidskonstanter i forskellige typer af bygninger med forskellig alder. Resultater fra sammenstilling af estimater for tidskonstater med målinger hvor varmetilførslen er afbrudt i både eksisterende og lavenergibyggeri. Varmeakkumulering i materialer og konstruktioner v. Jørgen Rose Kan faseændrende materialer (PCM) anvendes i forbindelse med bygningskonstruktioner? Der orienteres om erfaringer fra et projekt med anvendelse af PCM. Hvilke temperatur- og materialemæssige forudsætninger er nødvendige for at udnytte PCM-effekten. I hvilke situationer kan det forventes at der kan opnås den største effekt. Det beskrives hvorledes det er muligt at beregne effekten ved hjælp af simuleringsprogrammerne BSim og Be10. Eksempler på materialeog udformningsmæssige muligheder for at påvirke varmeakkumuleringen med PCM-materialer vises. IEA EBC Annex 67 Energy Flexible Buildings v. Søren Østergaard Jensen Orienterer kort om et nyt IEA arbejde hvor udnyttelse af bygningers varmekapacitet indgår som en væsentlig del.

4

5 Slides from: eb.mit.edu/cron/project/concrete-sustainability-hub/oldfiles/literature%20review/building%20energy/thermal%20mass/dynamic%20r%20value%20rquivalent.pdf

6

7 Jordtemperatur Depth

8 Temperaturer og varmestrøm (Efter momentan ændring af overflade temperature) Temperaturen til tid og sted (x, t) er: x x T ( x, t) = T0+ ( T1 T0) erfc = T1+ ( T0 T1) erf = 4 4 at at x 4at 1 2 T1+ ( T0 T1) u e du π 0 Så varmestrømmen kan bestemmes til: T λ q ( xt, ) = λ = ( T1 T0) e x π at og ved overfladen: α t 2 x 4at ( T T ) λ ρ cp ( T1 T0) λ at λ T1 T0 q ( 0, t) = ( T1 T0) e = = πat π at πt

9 Termisk Effusivitet Termisk Effusivitet: Rumvægt Varmeledningsevne Varmekapacitet ρλc DK: Varmeindtrængningsnings-tal

10 Termisk Effusivitet

11 Kontakttemperatur T s = ( λρc ) T + ( λρc ) T A A, i B B, i ( λρc) + ( λρc) A B

12 Temperaturprofilets indtrængning

13 Indtrængningsdybde For harmonic (sinusoidal) changes of surface temperature, the depth, where the signal is reduced to 36.7% of the amplitude at the surface, is: d p,36.7%,harmonic a t where t p is the duration of the period = π p For step changes, the depth, where 50% of the temperature change at the surface can be registered, is: d p,50%,step = a t p

14 Termiske egenskaber Materiale ρ kg/m 3 c p J/(kg K) Termisk diffusivitet a m²/s Termisk effusivitet J/(K m² s ½ ) Indtrængningsdybde 1 dag harm. δ (36.7%) mm Indtrængningsdybde 2 hr step δ mm Mineraluld E Træ E Beton E Jern E

15 Sauna C Hudoverfladetemperatur: 30 C Materiale Skillefladetemperatur Stål 95 Beton 74 Træ 46 Mineraluld 32