EVU 28/ Svend Pedersen Teknologisk Institut

Transkript

1

2 EVU 28/ Svend Pedersen Teknologisk Institut

3

4

5 Baggrund og formål - Energipolitiske målsætninger Fossilfrit Danmark i 2050 Ingen oliekedler i % VE i forbruget af energi i % vind i el-mikset i 2020 Stop for udskiftning af oliekedler i områder med gas eller FjV i 2016 Datakilde: Danmarks Statistik (baseret på BBR indberetninger)

6 Baggrund og formål - Værne om tilgængelige ressourcer Olie og gasproduktionen i Danmark toppede i 2005 og er faldet siden Nyeste fremskrivning forventer nettoeksport af gas fra Danmark frem til 2023, eller frem til 2035 hvis teknologiske og efterforskningsressourcer udnyttes Kilde: Energistyrelsen, Ressourcer og prognoser for gas- og olieaktiviteter, aug

7 Baggrund og formål - Samspil mellem elnet og gasnet

8 Baggrund og formål - Samspil mellem elnet og gasnet. I flexibilitets scenariet for 2035 er halvdelen af elbiler og varmepumper flexible. Residualforbrug er Elforbruget fratrukket elproduktion fra fluktuerende energikilder som vind og solceller

9 Baggrund og formål - Samspil mellem elnet og gasnet. Implementeres Gashybrid varmepumper, vil deres gennemsnitlige eloptag være 440 MW i fyringssæsonen Deres el optag i spidslast vil være 933 MW =0,933 GW Elforbruget var i snit i 2012 på MW Det vil sige at man ved implementering af gashybrid varmepumper vil kunne flytte 12,38% af GNS lasten og 26,25 % af spidslasten Gashybrid varmepumper har ingen tidsmæssig begrænsning ifht. Flexibilitet. Residual forbrug er Elforbruget fratrukket elproduktion fra fluktuerende energikilder som vind og solceller

10 Baggrund og formål - Fremtidsperspektiver / Brobygning med naturgas 925 km stålrør i naturgas-transmissionsnettet km stålrør og km plastrør i naturgas distributionsnettet stk. gaskedler i DK Stigende produktion af biogas (opgraderet), brint eller methaniseret brint Opgraderet biogas kan bruges som naturgas (ingen specifikke problemer ift. apparater) Naturgasforbrug i 2014: 115 PJ (19 PJ anvendt i enfamiliehuse) Forventet produktion af biogas i 2020: PJ Kilde: Energistyrelsen, jan

11 Gas hybrid varmepumper kan udfase fossilt brændsel [%] Vedvarende energi for forskellige varmekilder

12 Energi consumption pr year [kwh/år] Energi forbrug/år ifht. Energimærkning af 140 m2 Primær energifaktor (2010/2020) (2,5/1,8) Energi forbrug /år ifht Energimærkning af bygning Beregnet v. 140 m2 [kwh/år] Energimærke A Energimærke B Energimærke C

13 Ecodesign mærkning (Erp Lot 1 Rum opvarmning op til 400 kw): Sammenligning på tværs af teknologier Produkter klassificeres iht. Seasonal space heating energy efficiency Specielt for kedler til væskebaseret opvarmning: Fælles angivelse for effektivtet muliggør sammenligning på tværs. Lav temp. 35 C

14 Energikrav til produkterne! Videncenter Gashybridkursus for energibesparelser 2017 (udvikles i bygninger pt. skaber med Teknologisk viden om konkrete Inst. - og praktiske muligheder for at reducere energiforbruget i bygninger. 14 Arbejdskladde version )

15 Hvad sker der i udlandet?

16 Hvad sker der i udlandet? Ny mindre gasvarmepumpe til villamarkedet Ved en udetemperatur på 7 C, fremløbstemperatur på 50 C og en nominel belastning på 16,9 kw er der i laboratoriet målt en virkningsgrad på 153 % (Kilde: HEAT4U)

17 Andre typer gasvarmepumper Motordrevet varmepumpe med mekanisk kompressor Zeolit-gasvarmepumpe

18 Andre typer gasvarmepumper

19 Andre typer gasvarmepumper AISIN (både køling/varme)

20 Bag om teknikken - Typer af gashybridvarmepumper Elvarmepumpe og gaskedel som pakkeløsning Elvarmepumpe som add-on til eksisterende gaskedel Gasfyrede adsorptionsvarmepumper (Zeolit) Gasfyrede absorptionsvarmepumper Illustration af gasfyret absorptionsvarmepumpe. Kilde: Bosch

21 Oversigt over feltmålinger 3 stk. Weishaupt 25 kw L/V varmepumpe og 40 kw gaskedel 1 stk. Bosch Compress Hybrid 5000 AWS og 14 kw Europur gaskedel 1 stk. Reb2B Atlantic Alfea Hybrid Duo Gas 14 kw 1 stk. Viessmann Vitocaldens 222-F 1 stk. MHG Thermiair 16 kw og ældre oliefyr 20 kw 1 stk. Bosch 17 kw Compress 6000 AW og ældre oliefyr 6 stk. Bosch Compress Hybrid 5000 AWS og 30 kw Condens 5000 WT (fra Insero Energy demoprojekt)

22 Resultater fra feltmålinger - Case 1: VAB rækkehusbebyggelser, vestsjælland 3 forskellige rækkehusbebyggelser opført m. hver ca m 2 opvarmet boligareal fordelt på lejemål. Max Weishaupt 25 kw Luft til vand-varmepumpe og 32 kw gaskedel m. fælles styring

23 Resultater fra feltmålinger - Case 1: VAB rækkehusbebyggelser, vestsjælland Varmedækning fra 25 kw varmepumpe på op til 90%! Enkelt installation med lynnedslag og følgende driftsforstyrelser Producent Type SPF, VP [-] Rumvarme og varmt brugsvand [kwh] brugsvandsandel [%] VP andel, samlet varme [%] Max Weishaupt Systemløsning 3, Max Weishaupt Systemløsning 2, Max Weishaupt Systemløsning 3,

24 Dagligt energiforbrug [kwh] Døgnmiddeltemp [⁰C] Resultater fra feltmålinger - Case 1: VAB rækkehusbebyggelser, vestsjælland Drift af gashybridinstallation, VAB afd Varme fra varmepumpe Varme fra gaskedel Døgnmiddeltemp 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0-5,

25 Resultater fra feltmålinger - Case 2: Enfamiliehuse i Stenderup 7 forskellige enfamiliehuse opført ml , med boligarealer m 2 Bosch CompressHybrid 5000 AWS luft til vandvarmepumpe på 5,2 kw samt en Bosch gaskedel

26 Resultater fra feltmålinger - Case 2: Enfamiliehuse i Stenderup Varmedækning fra 5 kw varmepumpe på 50-85% Producent Type SPF, VP [-] Rumvarme og varmt brugsvand [kwh] brugsvandsandel [%] VP andel, samlet varme [%] Bosch Add-on VP, gas 2, Bosch Add-on VP, gas 3, Bosch Add-on VP, gas 2, Bosch Add-on VP, gas 3, Bosch Add-on VP, gas 3, Bosch Add-on VP, gas 2, Bosch Add-on VP, gas 2,

27 Hyppighed (antal timer pr. år) Dimensionering af hybridvarmepumpe Kolde temperaturer forekommer statistisk set sjældent i normalåret, hvilket bevirker at små varmepumper kan levere en relativt stor energidækning Temperaturfordeling i et dansk normalår Temperatur Videncenter for energibesparelser i bygninger skaber viden om konkrete og praktiske muligheder for at reducere energiforbruget i bygninger. 27

28 Feltmålinger tyskland

29 Feltmålinger tyskland

30 Gas hybrid varmepumpetyper Opbygning af gasmotordrevet varmepumpe Opbygning eldrevet varmepumpe og gasfyr i kombination. Opbygning af gasdrevet Absorption varmepumpe Opbygning af gasdrevet Adsorption varmepumpe Styringsmetoder og forskellige former for styring (Økonomisk/ Miljømæssigt/ Fast skiftepunkts temperatur)

31 Gasmotor drevet varmepumpe

32 Opbygning eldrevet varmepumpe og gasfyr i kombination (Pakke og ad-on)

33 Styringsmetoder kombination el varmepumpe og gasfyr Økonomisk Elpris / Gaspris Miljømæssigt Primær effektivitet VP/kedel Fast skiftepunkts temperatur Fast T_ude

34 Opbygning af gasdrevet adsorptionsvarmepumpe (Zeolit) Zeolit-varmepumpen Mineralet zeolit afgiver varme, når det optager væske, og den varme kan med fordel anvendes til boligopvarmning. I systemet får solenergien/jordvarmen væsken til at fordampe allerede ved 3 grader, fordi det er et lukket system med undertryk (vakuum). Denne damp optages af zeolitten, som nu afgiver varme til opvarmning af bolig og brugsvand. Derefter kommer naturgassen ind i billedet. Gaskedlen opvarmer zeolitten, så væsken i zeolitten fordamper. Når denne damp efterfølgende bliver til væske igen (kondenseres), bliver der ligeledes afgivet varme til opvarmning. Væsken bliver ført tilbage til solfangerkredsen/jordkredsen og hele processen kan starte forfra

35 Opbygning gasdrevet absorptions varmepumpe

36 Styringsmetoder gasabsorptions varmepumpe Hvordan styrer den? Leverer kedlen kun til rumvarme

37 Dimensionering Gashybrid Varmepumpe Valg af bedste størrelse - belastningsområde mm.. Hvad skal man være opmærksom på ved dimensionering Se også Energiløsninger og Taskrapporter fra Demoprojektet

38 Størrelse Elvarmepumpe/Gasfyr 1: Oplysninger om hus og eksisterende forbrug 2: Oplysninger om hus og husdata 3: Energiberegninger 1: Eksisterende forbrug Olieforbrug l/år Virkningsgrad på fyr 2: Oplysninger om hus Byggeår antal m2, isoleringsgrad Antal beboere

39 Størrelse Elvarmepumpe/Gasfyr

40 Hyppighed (antal timer pr. år) Dimensionering Gashybrid Varmepumpe Kolde temperaturer forekommer statistisk set sjældent i normalåret, hvilket bevirker at små varmepumper kan levere en relativt stor energidækning Temperaturfordeling i et dansk normalår Temperatur

41 Energidækningsgrad (Q heatpump /Q dim ) Dimensionering af hybridvarmepumpe En relativt mindre maksimal varmeydelse vil kunne dække et relativt større varmebehov Et effektforhold = 0,6 vil i normalåret modsvare en energidækning = 0,75 (rumvarmebehovet) Eksempel: Et hus med Qdim = 10 kw ved -12 C vil med en 6 kw varmepumpe kunne erstatte 75% af varmen fra den oprindelige primærvarmekilde 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 Varmeydelse vs. Energidækning EN Average climate zone 0,0 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 Effektforhold (q heatpump / q dim )

42 BBR krav til el som primærkilde Dimensioner når kedlen fortsat skal dække varmtvandsbehovet alene - Og 50%-varmedækningskrav skal overholdes og rabat fra SKAT skal dokumenteres..!!! Bestemmelse af gaskedlens nye andel af rumvarmeydelsen ud fra nuværende gasforbrug, varmtvandsbehov (fx antal bruger af boligen) og kedelvirkningsgrader Fastlæggelse af udetemperatur for drift af elvarmepumpe Fastlæggelse af nødvendig varmeydelse for elvarmepumpen

43 Om energimærkning af varmeanlæg Energimærket indeholder alle de oplysninger, du har brug for, så du kan fortage et energirigtigt valg, når du køber nyt. Om energimærkning af varmeanlæg Om energimærkning af varmeanlæg Det mest udbredte energimærke er EU s obligatoriske ordning for energimærkning. Energimærket indeholder alle de oplysninger, du har brug for, så du kan fortage et energirigtigt valg, når du køber nyt. Den gælder bl.a. for hårde hvidevarer, elpærer, lamper, tv, klimaanlæg, støvsugere og varmeanlæg i alle EU-lande. Kravene til varmeanlæg gælder for opvarmningsanlæg på op til og med 70 kw. Det vil sige til bygninger på op til ca m 2. Kravene dækker disse anlæg: Opvarmningsanlæg til vandbaserede opvarmningssystemer. Det er typisk naturgas- og oliekedler, varmepumper og solvarmeanlæg. Bemærk, at også hybridanlæg er omfattet. Vandvarmere og varmtvandsbeholdere. Temperaturstyringer til opvarmningsanlæg. Installatører har pligt til at informere dig om anlæggets energimærke og en række andre oplysninger, som findes i databladet.

44 Disse typer anlæg skal energimærkes 1.Enkeltprodukter og -anlæg til enten rumopvarmning eller varmt brugsvand 2.Kombianlæg til både rumopvarmning og varmt brugsvand 3.Pakker med enkeltanlæg, der kombineres med solvarme og/eller temperaturstyring 4.Pakker med kombianlæg til både rumopvarmning og varmt brugsvand, der kombineres med solvarme og/eller temperaturstyring Pakkeløsninger Et pakkeanlæg i Danmark er typisk: En kedel eller varmepumpe kombineret med temperaturstyring, uanset om styringen er integreret i kedlen/varmepumpen eller ej. En kedel eller varmepumpe kombineret med solvarme og evt. temperaturstyring Elvandvarmer kombineret med solvarme Kombinationsløsninger, f.eks. elvarmepumpe kombineret med gaskedel Varmtvandsbeholdere energimærkes separat og indgår ikke som element i en pakkeløsning. Der er forskel på, hvilke mærkninger de enkelte produkter og pakker kan opnå: Vandvarmere og varmtvandsbeholdere kan opnå op til A Gas-, oliekedler og varmepumper kan opnå op til A++ Pakkeløsninger kan opnå op til A+++

45 Lovgivning Bekendtgørelse om jordvarmeanlæg nr: /02/ Varmeslanger, der er placeret mindre end 1,5 m fra bygninger og mindre end 1 m fra vand- og kloakrør, skal være isoleret mod kondens. Stk. 2. Varmeslanger i et terrænnært anlæg skal ligge mindst 0,6 m fra skel, medmindre der foreligger en skriftlig tilladelse fra naboejendommens ejer. Stk. 3. Varmeslanger skal nedgraves, så de har mindst 0,6 m jorddækning. Stk. 4. Varmeslanger i landbrugsarealer skal nedgraves, så de har mindst 1 m jorddækning. Stk. 5. Der må ikke placeres dræn i eller tæt ved jordstykker med terrænnært anlæg.

46 Lovgivning 19. Inden ibrugtagning af et nyt jordvarmeanlæg med brine og inden genstart af et bestående anlæg efter reparation eller vedligeholdelse af den nedgravede del af anlægget skal ejeren eller brugeren af jordvarmeanlægget gennemføre en tæthedsprøvning efter fremgangsmåden i bilag 3. Resultatet skal være kommunalbestyrelsen i hænde senest 14 dage efter tæthedsprøvningen. 21. Jordvarmeanlæggets ejer skal efter 1. driftsår lade anlægget efterse af en sagkyndig i jordvarmeanlæg. Eftersynet skal omfatte de i bilag 4 nævnte forhold. Kommunalbestyrelsen kan i sin afgørelse efter lovens 19 fastsætte yderligere vilkår for eftersynet. Stk. 2. Ejeren af anlægget skal i mindst 10 år opbevare resultatet af kontrollen og efter anmodning stille denne til rådighed for kommunalbestyrelsen.

47

48