Lavenergifjernvarme i Boligforeningen Ringgårdens byggeri, Lærkehaven II, Lystrup Og andre forhold I fjernvarmeforsynede lavenergiboliger Christian Holm Christiansen cnc@teknologisk.dk Teknologisk Institut
Indhold Fjernvarme i Danmark Demonstration af et nyt koncept for lavtemperatur fjernvarme
Fjernvarme i Danmark 1,6 million boliger (ca. 60%) er forsynet med fjernvarme Kilde: Energistyrelsen 2008
Fjernvarme i Danmark 30% Kilde: Energistyrelsen 2008
Central CHP Small scale CHP Industrial CHP Om fjernvarme i Danmark: Omkring 400 fjernvarmeværker Halvdelen har færre end 1000 forbrugere Små CHP netværk designet for 80 C/40 C Omkring 700.000 forbrugerinstallationer i enfamiliehuse
Nogle udfordringer for fjernvarme i Danmark Lavdensitetsområder Varmetabet fra ledningsnet højt Direktiv 2010/31 om bygningers energimæssige ydeevne (recast) Bruttoenergiforbrug i bygninger : 35-50 kwh/m2 (NZEB: 20 kwh/m2) Fjernvarmestrategi for eksisterende bygninger: Energibesparelser i ledningsnet Større VE-andel Udskiftning af individuelle naturgasfyr med fjernvarme
Nyt designkoncept for lavenergifjernvarme til lavenergibyggeri: Med støtte fra Energistyrelsen EFP/EUDP programmerne (3 projekter) Projektkonsortium: Affaldvarme Århus Høje Taastrup Fjernvarme A.m.b.A.
Nyt designkoncept for lavenergifjernvarme til lavenergibyggeri: Lavenergibyggeri (lavt varmebehov lille varmemængde solgt!) Et afgrænset område (ensartede driftsbetingelser) Fjernvarmeunit med beholder på fjernvarmesiden (udjævnet flow - akkumulering) eller fjernvarmeunit med gennemstrømningsvandvarmer Lavtemperaturvarmeanlæg (gulvvarme eller radiatorer 55 C/25 C) Lav fremløbstemperatur lidt over 50 C (lave varmetab fra ledningsnet) Booster-pumpe til afgrænset område Mindre rørdimensioner (lavere varmetab fra ledningsnet og investering) Twinrør i alle dimensioner (lavere varmetab fra ledningsnet og investering) Foto: Fleksibel stiledning, twin, series 2 Isoleringsmateriale: PUR, λ= 23 mw/k/m Kapperør: ø 110 mm med diffusionsbarriere Medierør: AluPEX ø14 mm/ø10 mm (ydre/indre)
Fjernvarmebeholderunit 50 C FVF 45 C BV 25 C FVR BK 10 C VF VR
Demonstrationsområde: Lærkehaven II, Lystrup
11 fjernvarmeunits med gennemstrømningsvandvarmer (GVV) 11 fjernvarmeunits med akkumuleringsbeholder på fjernvarmesiden (FVB)
Distributionsnet booster pumpe
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Middel Varmt brugsvandsforbrug [l/døgn] Resultater juli til november 2010 200 Varmt brugsvandsforbrug, 22 boliger - Uge 26-47 175 150 125 100 75 50 25 0 Bolig [-]
Temperatur [ C] Fjernvarmetemperauturer, gennemsnit - uge 26-47 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 Fjernvarme frem Fjernvarme retur 5 0 11 GVV 11 FVB
Temperatur - ugemiddel [ C] Resultater juli til november 2010 Udetemperatur og rumtemperatur - uge 26-47 30 25 20 15 10 5 Udetemperatur Rumtemperatur - middel 19 boliger 0-5 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 Uge
Varmetab fra ledningsnet i område med 11 FVB units
Gennemsnitligt varmebehov inkl. varmetab fra installationer pr. bolig [W] Energisignaturer baseret på resultaterne 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 Energisignatur, 22 boliger - Uge 26-47 Formel for gennemsnitligt varmebehov inkl. varmetab fra installationer pr. bolig i fyringssæson [W]: y = -85,0x + 1168 R² = 0,9477-5 0 5 10 15 20 Udetemperatur [ C] Uge 38-47 Uge 26-38 (108 W)
Beregning for referenceår af forbrug baseret på energisignaturer Lokalt fjernvarmeforbrug 5.8 MWh pr bolig Varmetab i ledningsnet: 1.2 MWh pr bolig Fjernvarmeforbrug for bebyggelsen: 7.0 MWh pr bolig Et traditionelt ledningsnet med enkeltrør i par og designtemperaturer 80 C/40 C ville have haft et varmetab, der er omkring 4 gange højere Elforbrug for booster-pumpen: 2.600 kwh pr år eller ca. pr. år: 63 kwh pr bolig
De faktiske målte resultater for et helt år (28 juni 2010 til 27 juni 2011) Lokalt fjernvarmeforbrug*: 6.2 MWh pr hus Varmetab i ledningsnet: 1.3 MWh pr hus Fjernvarmeforbrug for bebyggelsen **: 7.5 MWh pr hus * Baseret på gennemsnitsforbruget for 22 huse ** Baseret på hovedmåleren til bebyggelsen Målt elforbrug for pumpen er: 2.840 kwh pr. år eller ca. pr. år: 69 kwh pr hus
Konceptet virker hvad sker nu? Konceptet virker: Lavt varmetab fra ledningstab og lavt pumpeforbrug Varmtvandstemperatur på 45 C med 50 C frem Returtemperaturen lidt højere end ventet Units tæt på markedet (GVV før FVB) Næste fase: Fortsat måling og optimering i Lærkehaven II, Lystrup Demonstrerer konceptet for eksisterende boliger: 75 parcelhuse i Taastrup 8 (1 gade) med Parcelhuse i Tilst International guideline