Dansk Fjernvarmes landsmøde 27. Okt. 2006 Lavenergifjernvarme til lavenergibyggeri Svend Svendsen Professor v. BYG.DTU Danmarks Tekniske Universitet 45 25 18 54, ss@byg.dtu.dk, www.byg.dtu.dk 1
Udviklingsbehov Energiproblem: Fossile brændsler Varme i bygninger Økonomi Energiløsning: Udfases helt (2040) Energibesparelser + Vedvarende energi Optimal balance: forbrug/forsyning Optimal omstilling: løbende ved nybyg og renovering 2
Udviklingsbehov Løsningsmulighed på bygningsområdet Lavenergihuse og lavenergifjernvarme: Nye huse som lavenergibygninger Renovering af huse til lavenerginiveau Nye bebyggelser med lavenergifjernvarme Renovering af fjernvarmenet til lavenergi Vedvarende energi til fjernvarme: Affaldsforbrænding med lager Solvarmecentraler med sæsonlager Geotermisk ikke biomasse og el (transport og elbehov) 3
Lavenergibygninger Nye regler i 2006 Bygningsreglement: Lavenergibygninger kl. 1 og 2: Energiforbrug på 50% og 75% af energirammen på 70 +2200/A [kwh/m 2 ] Bekendtgørelse om tilslutning til kollektive varmeforsyningsanlæg: Ophæver tilslutningspligt til fjernvarme for lavenergibygninger 4
Tværsnit hus A Lavenergibygninger Eksempler Mere isolering Mindre kuldebroer Energiruder m. varm kant Ventilation med VGV 5
Hus A. Skalmuret gasbeton Lind & Risør, Snekkersten 6
Lavenergibygninger Eksempler Hus B. Lette ydervægselementer i stålskelet 7
Hus B: Lette ydervægselementer i stålskelet. Lemvig 8
Lavenergibygninger Be06-beregninger: Energibehov Energibehov [kwh/m 2 pr. år] Rumopvarmning (ydelse) Varmt brugsvand (ydelse) Samlet varmebehov (indfyret) El-behov installationer Samlet energibehov (faktor 2,5 på el) Energiramme Procent af energiramme Hus A 36,6 16,1 53,1 2,5 59,4 86,3 69 Hus B 26,8 15,9 42,7 2,1 47,9 85,2 56 9
Lavenergibygninger Økonomi Sammenligning - Forsøgshus/BR-95 Hus Totalomkostninger Merudgift for energibesparelse Besparelse i opvarmningsbehov pr. År** Tilbagebetalings -tid [tkr] [tkr] [%] [kr] [år] A 1.300 24 * 2 3.400 7 B 1.300 82 6 4.900 17 * Modregnet besparelse på 20 tkr ved at fjerne karnapper ** Baseret på 0,50 kr/kwh 10
Lavenergibygninger Be06-beregninger: Energibehov Energibehov i pct. af energiramme 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 100 75 50 Ramme Klasse 2 Klasse 1 Hus A Hus B Hus B bedre vinduer 69 56 42 11
Lavenergifjernvarme Analyser af energiforbrug - referencehus Lavenergihus klasse 1 på 145 m² (Hus B med bedre vinduer) Varmt brugsvand: Energiforbrug som i SBI 213: 1900 kwh/år Varmtvandsforbrug 150 l/døgn á 40ºC Brugsvandsopvarmning udjævnes over døgnet med lagertank Rumvarme: Energiforbrug: 3000 kwh/år Rumvarmeforbrug udjævnes over døgnet med tung gulvvarme 12
Lavenergifjernvarme Energibehov Energiramme for nye enfamiliehuse (145 m²) Energiforbrug til brugsvand og rumvarme 90 12000 Energiforbrug [kwh/m² pr. år] 80 70 60 50 40 30 20 Rumopvarmning Brugsvand Ventilation Gulvvarme pumpe Energiforbrug [kwh pr. år] 10000 8000 6000 4000 Rumopvarmning Brugsvand 2000 10 0 0 Lavenergihus klasse 1 Standardhus Lavenergihus klasse 1 Standardhus 13
Lavenergifjernvarme Effektbehov 14
Lavenergifjernvarme Effektbehov Døgnmiddelværdier for et lavenergihus klasse 1 2,0 1,8 1,6 1,4 Effektbehov rum [kw] Flow [liter/min] Frem/retur: 50C / 20C RV RV 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Middel flow 0,26 l/min RV RV RV RV RV RV RV BV BV BV BV BV BV BV BV BV BV BV BV 152 82 69 47 12 3 15 Antal dage RV
Lavenergifjernvarme Døgnudjævning af rumvarmeforbrug Lavenergihus Klasse 1 på 145 m² med gulvvarme (tung) Varmebehov ca. 20 kwh/m² pr. år Gulvvarmens fremløbstemperatur og styring: Traditionel gulvvarme on/off med fremløbstemperatur 45ºC Konstant lavtemperaturdrift med fremløbstemperatur beregnet på døgnbasis 16
Lavenergifjernvarme - Gulvvarme 17
Lavenergifjernvarme - Gulvvarme 18
Lavenergifjernvarme Døgnudjævning af brugsvandsopvarmning Principper: Lagring i brugsvand Lagring i fjernvarmevand Lagring i varmesystemvand 19
Lavenergifjernvarme Døgnudjævning af brugsvandsopvarmning Lagring i varmesystemvand Fjervarme frem Varmt brugsvand Fjervarme retur Styring Koldt brugsvand Gulvvarme Fjernvarme Lagertank Brugsvand og gulvvarme 20
Lavenergifjernvarme Døgnudjævning af brugsvandsopvarmning Styring af døgnudjævning: Brugsvandopvarmning alene: Max flow fra lagertank Max temperatur fra lagertank Rumopvarmning: Beregnet effekt til bv+rv for aktuelt døgn Blandetemperatur fra 1. lagertank og 2. fjernvarme (sikrer høj temperatur i hele lagertanken) 21
Lavenergifjernvarme Lavflow og lavtemperatur Husinstallationer for lavenergifjernvarme: Tung gulvvarme som døgnlager for rumvarmeforbrug Lagertank som døgnlager for varmt brugsvandsforbrug Intelligent styring af døgnudjævning Fordele: Lav effekt og lavt flow: små rørdimensioner Lav frem- og returtemperatur: lille varmetab 22
Lavenergifjernvarme Rør Varmetabsbestemmelse for dobbeltrør med FEMLAB Temperaturneutral placering af returrør: Returrør uden varmetab Returrør uden afkøling af fremløbsrør 23
Lavenergifjernvarme Dobbeltrør for stikledning Dimension i mm 10/10/80 PEX 10mm/6.4mm Varmetab 3 W/m 24
Lavenergifjernvarme Net Ensidet forsyning med cirkulationsledning og vendt retur 25
Lavenergifjernvarme Optimering af rørdimension Prisdiagram for optimale ledningsdimensioner ved vægtet middel flow Nuværdimetode over 30 år for udgifter til anlæg, varmetab, pumpedrift Varmepris 600 kr/mwh Middel flow pr. hus 0,005 l/s 26
Lavenergifjernvarme Eksempel Lavenergifjernvarme eksempel Ny 500 m vej med 40 lavenergihuse Data pr. hus Leveret energi: Varmetab i net El til pumpe i net 5.000 kwh/år 400 kwh/år 20 kwh/år Pris på net (gade og stikledning) 8.000 kr. 27
Konklusion - udviklingsbehov Varmelager for døgnudjævning af brugsvandsopvarmning Gulvvarmestyring med døgnudjævning af rumvarmeforbrug Fjernvarmerør og fjernvarmenet optimeret for lave temperaturer og små effekter Regler for tilslutning, aftag og betaling 28
Konklusion - udviklingsmuligheder Lavenergifjernvarme kan blive: Den billigste løsning for forbrugerne Den sikre energiløsning for samfundet En god forretning for erhvervslivet 29
Konklusion - samarbejde Udviklingen mulig ved samarbejde mellem alle aktører på fjernvarme- og bygningsområdet Invitation til deltagelse i Netværk om udvikling af integrerede lavenergiløsninger på bygningsområdet: www.lavebyg.dk 30