Ecodesign minimumskrav og energimærkning af kedler, varmepumper mv. samt vandvarmere og varmtvandsbeholdere Christian Holm Christiansen cnc@teknologisk.dk Møde NVE Møde, NVE 8. marts 2012
4 forslag til forordninger (regulations) ENER Lot 1 ENER Lot 2 Ecodesign Space heaters and Water heaters and (Dir. 2009/125/EC) combination heaters hot water storage tanks Energy Labelling (Dir. 2010/30/EU) Space heaters and combination heaters (products) + Package label Water heaters and hot water storage tanks (products) + Package label
Indhold Ecodesign minimumskrav og energimærkning for vandvarmere og separate beholdere (Lot 2) Effektivitetskrav Test og beregningsmetoder Energimærkning Ecodesign minimumskrav og energimærkning for kedler, varmepumper mv. (Lot 1) Effektivitetskrav Test og beregningsmetoder Energimærkning
Historik (den korte version) 2007 (september): Ecodesign forstudie afsluttes (Lot 1 og Lot 2) 2009 (juni): Forslag til minimumskrav og mærkning af kedler, varmepumper p mv. med efterfølgende konsultationsmøde 2010 (juli): Forslag til minimumskrav i og mærkning af vandvarmere med efterfølgende konsultationsmøde 2011 (april): Revideret forslag for kedler, varmepumper mv. 2012 (februar): Nyt samlet revideret forslag
Produkter (Lot 2) Elektriske beholdervandvarmere Elektriske gennemstrømningsvandvarmere Gasfyrede beholdervandvarmere d Gasfyrede gennemstrømningsvandvarmere Elektriske varmepumper - luft-vand + aftræk Elektriske varmepumper væske-vand Solvandvarmere Separate beholdere inklusiv i solbeholdere ld med back-up varmelegeme + beholdervandvarmere til fjernvarme (indirekte)
Definitioner (Dir. 2009/125/EC)
Water heater efficiency Q ref is the tapped volume defined by different tapping (load) profiles in kwh Q fuel is the fossil fuel heat input in kwh Q elec is the electricity input in kwh CC is the conversion coefficient taking into account average European Electricity production efficiency (40%) which leads to CC=2.5 SCF is the smart control factor that describes the effect of controlling the Temperature of a tank dependent on user behavior/different tapping profiles. The SCF must be measured if the water heater is equipped with such control. Smart is a factor that is =0 if no smart control is mounted and =1 if a smart control is mounted and the measurements of SCF gives a result that is greater than or equal to 0.07
Euroheat & Power (2008) Normarbejde
Water heaters October 2013?
October 2015? October 2017?
Energimærkning Water heaters Samme skala for alle typer vandvarmere!
Storage tanks October 2015?
Energimærkning Storage tanks WD February 2012 Standby loss [W], T hot water=65 C, T ambient =20 Size, l 0 30 60 100 200 300 500 1000 2000 A+ 6 18 22 25 32 36 43 56 72 A 9 25 30 35 44 50 60 76 97 B 12 35 43 49 61 70 83 106 136 C 17 49 60 69 86 98 117 149 191 D 21 61 74 86 107 122 145 185 237 Standby loss [W/K] 0 30 60 100 200 300 500 1000 2000 A+ 0,1 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 1,0 1,2 1,6 A 0,2 0,6 0,7 0,8 1,0 1,1 1,3 1,7 2,2 B 0,3 0,8 0,9 1,1 1,4 1,6 1,8 2,4 3,0 C 0,4 1,1 1,3 1,5 1,9 2,2 2,6 3,3 4,2 D 0,5 1,4 1,6 1,9 2,4 2,7 3,2 4,1 5,3
Hvor ligger vi? Simulation model of water heaters
Maximum declared load profile 300 liter/3 kw water heater Example 0 1 Krav: Profile Qtap XXL Qtap XL Th set high, C 63 63 XL: Th set low, C 63 63 Smart control no no XXL: TWC, C 10 10 Power, kw 3,00 3,00 Size, liter 300 300 3XL: UA, W/K 27 2,7 27 2,7 Ta, C 20 20 Hys, C 3 3 Average loss kw 0,102 0,106 Sum el kwh 27,0 21,5 V40, liter 387 450 Efficiency % 90,9 88,1 Efficiency incl. CC =2,5, % 36,4 35,3 Qref = 19,1 kwh/døgn, V40=210 liter Qref = 24,5 kwh/døgn V40 = 300 liter Qref = 46,8 kwh/døgn V40 = 520 liter
Eksempler
Smart control factor (SCF)
Example 1 11 12 13 Profile Qtap XL Qtap L Qtap L Qtap XL Th set high, C 63 63 63 63 Th set low, C 63 63 43 43 Smart control no no yes yes TWC, C 10 10 10 10 Power, kw 3,00 3,00 3,00 3,00 Size, liter 300 300 300 300 UA, W/K 2,7 2,7 2,7 2,7 Ta, C 20 20 20 20 Hys, C 3 3 3 3 Average loss, kw 0,106 0,111 0,103 0,084 Sum el, kwh 21,5 14,3 14,0 20,7 V40, liter 450 472 409 294 Efficiency % 88,1 81,4 82,3 90,2 Efficiency incl. CC =2,5, % 35,3 32,5 32,9 36,1 Corrected average loss, kwh 20 2,0 16 1,6 Energy tapped, kwh 11,655 19,07 Corrected sum el, kwh 13,6 20,7 Corrected efficiency incl. CC =2,5, % 34,33 36,9
Learning week Thw avg day 6 7 C 63 Ta C 20 Day 1 2 3 4 5 6 7 Qelec,week Profile XL L XL L XL kwh Energy content kwh 19,07 11,655 19,07 11,655 19,07 eta WH % 35,3 32,5 35,3 32,5 35,3 Sum el kwh 21,609 14,345 21,609 14,345 21,609 2,614 2,614 98,745 Heat loss kwh 2,539 2,690 2,539 2,690 2,539 2,614 2,614 UA W/K 246 2,46 261 2,61 246 2,46 261 2,61 246 2,46 253 2,53 253 2,53 Smart week Thw avg day 6 7 C 41 Ta C 20 Day 1 2 3 4 5 6 7 Qelec,week,smart Profile XL L XL L XL kwh Energy content kwh 19,07 90 11,655 19,07 90 11,655 19,07 90 eta WH % 36,9 34,3 36,9 34,3 36,9 Sum el kwh 20,672 13,592 20,672 13,592 20,672 1,275 1,275 91,750 Heat loss kwh 1,602 1,937 1,602 1,937 1,602 1,275 1,275 UA W/K 2,53 2,53 Result Qref kwh 19,07 SCF 0,071 etawh % 38,0 Thw avg smart day 1 7 C 46,4 Krav til XL = EtaWH = 38% (95%)
Uden distribution losses og Heat recovery In previous working documents distribution losses and waste heat recovery was taken into account in the formula of water heater efficiency. i They have now been removed, which make the formula more straight forward, but also gives a lower value of water heater efficiency even though, the explanatory memorandum says they balance themselves out. The lower calculated water heater efficiency is especially critical for electric storage water heaters and is in the range of 0.5 to 1.5 %-point dependant d on size and insulation standard d of the water heater
Energimærker
Produkter (Lot 1) Oliefyrede kedler Gasfyrede kedler Elektriske kedler Mikro-/minikraftvarme (< 50 kw) Gas absorptionsvarmepumper Elektriske varmepumper - luft-vand Elektriske varmepumper - væske-vand Lavtemperaturvarmepumper 35 C Middeltemperaturvarmepumper t 55 C Kombi-kedler ( Combination heaters ) For mærkning desuden: Styringer Solkomponenter Passive røggas varmegenvindere
Gaskedel Varmepumpe
Minimumskrav Område: <400 kw output Årsvirkningsgrad i Lyd NOx Varmtvandsvirkningsgrad for kombikedler (combination heaters)
Combination heaters October 2014? October 2016?
Lyd
Krav til årsvirkningsgrad - grundlag Baseret på europæiske standarder Øvre brændværdi (olie- og gas) Olie: 103% >>> 96% Gas: 107% >>> 96% Primær energifaktor for el på 2,5 ΣF(i) > 3%-points
Kedler
Varmepumper
Test og beregningsgrundlag Gasfyrede kedler: Test: FprEN 15502-1 (som erstatter EN 297 mv.) Beregning: Delvist baseret på EN 15316-4-1 1 Oliefyrede kedler: Test: EN 304/EN 15034:2008 Beregning: g Delvist baseret på EN 15316-4-1 Elektriske varmepumper: Test: pren 14825 (EN 14551) Beregning: pren 14825 = BIN-Method 3. parts conformity assessment
Kondenserende gaskedel P4 100% 15 kw P1 30% 4,5 kw Pstb 0,15 kw LCV GCV eta,1 103,4 94 % eta,4 94,6 86 % eta,son 102,0808 92,8 % ηson = 0,85 η1 + 0,15 η4 F(1) 3 % point F(1) = 3 % F(2) 3 % point F(2) = 2,5 (0,15 elmax + 0,85 elmin + 1,3 PSB) / (0,15 P4 + 0,85 P1) elmin 0,06 kw elmax 0,06 kw PSB 0,005 kw F(3) 0,5 % point F(3) = 0,5 Pstby / P4 eta,s 86,6 %
Elkedler estimeret årsvirkningsgrad g Useful heat output P4 kw 3 6 15 36 50 Water content V Litre 1 2 3 24 50 Heat loss S kw 0,025 0,028 0,030 0,046 0,056 Electric consumption EC kw 3,025 6,028 15,030 36,046 50,056 Efficiency, measured Eta % 99,2 99,5 99,8 99,9 99,9 Efficiency, useful Eta4 % 39,7 39,8 39,9 39,9 40,0 Efficiency, seasonal active mode Etason % 39,7 39,8 39,9 39,9 40,0 Correction F(1) % 3 3 3 3 3 Correction F(2) % Correction F(3) % Efficiency, seasonal Etas % 36,7 36,8 36,9 36,9 37,0 NVE har kontaktet kt t Kommissionen i Fejl i beregningsgrundlag!
October 2014? Indfasning af minimumskrav (forventet) t)
October 2016?
Mærkningsskala 2009 Ny generel Ny LT VP +25% >= 150% 175% >= 125% 150% >= 98% 123% >= 90% 115% >= 82% 107% >= 75% 100% >= 37% 62% >= 34% 59% >= 30% 55% < 30% 55%
Varmepumper Source: Danish Energy Agency
Varmepumper Luft til vand Source: Danish Energy Agency
Varmepumper Væske til vand Source: Danish Energy Agency
Leverandørens forpligtigelser Produktet skal leveres med et trykt mærke, der skal følge bestemte retningslinier Et produktblad, d der skal følge bestemte t retningslinier, skal være tilgængeligt Yderligere teknisk dokumentation skal være tilgængelig for medlemsstater og Kommissionen (Samme specifikationer, som ved minimumskravene) Krav ved markedsføring og salgsmaterialer om angivelse af mærke og årsvirkningsgrad i Skal følge tidsramme for implementering af mærkningsskala
Andre leverandørers forpligtigelser l Leverandører af: Styringer Solløsninger Separate røggasvarmevekslere Skal levere et produktblad der angiver visse Skal levere et produktblad, der angiver visse tekniske specifikationer fx type af styring
Sælgerens forpligtigelser Trykt mærke skal placeres på front. Afvigelse herfra kan ske, men samme oplysninger skal stilles til rådighed d Krav ved markedsføring og salgsmaterialer om angivelse af mærke Et pakke energimærke og produktblad for kombinationer SKAL udfyldes overfor slutbrugeren
Implementering af mærkningsskala 2014 2016
Forskellige mærker Kedler MKV VP LT VP
Package label
Produktblad
Produktblad