Udvikling af langtidsvarmelager til solvarmeanlæg i enfamilieshus

Relaterede dokumenter
Langtidsvarmelagring baseret på salthydrater. Simon Furbo DTU Byg Danmarks Tekniske Universitet Bygning 118, Brovej 2800 Kgs. Lyngby

Solvarmeanlæg med smeltevarmelagre. Simon Furbo DTU Byg Danmarks Tekniske Universitet Bygning 118, Brovej 2800 Kgs. Lyngby

Stofindløbsrør til varmelagre

Termisk energilagring i metaller

Solceller og lagring af elektricitet

Greenlab solvarmeprøvefaciliteter ved DTU Byg Åbningskonference Elsa Andersen DTU Byg Brovej bygning Kgs. Lyngby

Koncepter til overvindelse af barrierer for køb og installation af VE-anlæg task 2. Skitsering af VE-løsninger og kombinationer

Condens 6000 W. Kondenserende gaskedel til solvarme med buffertank til varme og varmt vand

Forbedret varmtvandsbeholder til små solvarmeanlæg til brugsvandsopvarmning

Optimal udnyttelse af solcelle-el i énfamiliehus

SOLVARMEANLÆG FORÅR 2010

Kombinerede sol/varmepumpeanlæg i praksis analyse af måledata

LAVE VARMEUDGIFTER MED WELLMORE JORD VARMEPUMPER

NBE SOLVARME INDHOLD: 2 Valg af størrelse. 3 Information. 4 Installations tips. 5 Anlægs typer / el tilslutning Styringen. 14 Garanti.

Bestemmelse af energiindhold i. Højtemperatur energilagre

Koncepter til overvindelse af barrierer for køb og installation af VE-anlæg task 1. Opsummering af erfaringer fra eksisterende projekter

Opvarmning med naturlig varme

Til privatforbruger / villaejer. Bosch varmepumper Miljørigtig varmeenergi til enfamilieshuse og dobbelthuse

Alfred Heller. Notat vedr. UVE-ansøgning Røgerivej 3, Energiindpakning Udredning til udvalg under Energistyrelsen. Sagsrapport BYG DTU SR-01-13

Jordvarme. - endnu lavere energiforbrug

SOLEN HAR MEGET AT GI

FAKTAARK Ordforklaring. Biomasse hvad er det?

Opvarmning med naturlig varme

Jordvarmeboringer - fremtidens energikilde? Lotte Thøgersen VIA University College

Behovsstyret. Jordvarme. - endnu lavere energiforbrug

Solvarme 2: Danske solvarmeanlæg til rumopvarmning - er det den rigtige type anlæg?

Silkeborg Varme solvarmeanlæg. Verdens største solvarmeanlæg

solceller i bygningsreglementet

Udnyttelse af solcelle-el i batterier og varmepumpe i énfamiliehus Projektet er støttet af ElForsk Deltagere: Lithium Balance NILAN A/S Teknologisk

Design af jordvarmeanlæg med og uden lagring

Enkel og effektiv solfanger til varmt brugsvand med god samvittighed

Reto M. Hummelshøj Energieffektivitet og Innovation

- mere end funktionel

VI HAR GJORT DET UMULIGE MULIGT SOL+ LØSNINGEN.

Udredning vedrørende store varmelagre og varmepumper

GRØNT REGNSKAB BO-VEST administrationen, Malervangen 1, 2600 Glostrup

Udviklingspotentialet for varmepumper og solvarme. Varmepumpedagen 12. oktober 2010

FREMTIDENS ENERGI Lærervejledning til modul 4. Goddag til fremtiden

LUFT/VAND VARMEPUMPER

Udvikling af installationspakker: Solvarme kombineret med varmepumper i Bygninger Teknologisk Institut, d

Varmelagring i dybe formationer ved Aalborg - Numerisk modellering

Beslutning 5. Træpillekedler - dokumentation for standardværdier. Udskiftning af kedel fra 1978 eller nyere til automatisk fyret træpillekedel

Højtemperaturlagring i smeltet metal

CopmaxWTGR-80/40 Akkumuleringstank

LAVE VARMEUDGIFTER MED WELLMORE LUFT/VAND VARMEPUMPER

Indholdsfortegnelse. Side 1...Indledning. Tegninger. Side 2...Skema. Side 3...Slanger. Side 4...Slangeafruller. Side 5...Isolering.

Jordvarme VV DC. - endnu lavere energiforbrug

NBE SUN COMFORT Version 6.00

HÅNDBOG FOR ENERGI KONSULENTER ENFAMILIEHUSE. Version Beregnet forbrug Gyldig fra den 1. juli 2012

K% Æ"N ^v-a TC^^-^ /""<N,-V^ js AFDELING MIDTJYLLAND, Vestergade 48 H

Energimærkning og energiforhold i praksis. 5. april 2011

Integreret energisystem Elevvejledning

BYGNINGER OG FREMTIDENS ENERGISYSTEM

Passivhuse & renovering

Solfangeranlægget. Simon Furbo DTU Byg Danmarks Tekniske Universitet Brovej, bygning Kgs. Lyngby Tlf.

Bliver solvarme rentabel og moderne igen?

Kombinerede solvarme- og varmepumpeanlæg. Ivan Katić, Energi & Klima Teknologisk Institut, september 2013

file://q:\valgfag\energiberegning\energiramme.htm

Neotherm emaljeret varmtvandsbeholder FJV til 2500 liter. Til fjernvarme, varmepumper og centralvarmeinstallationer

Nye fjernvarmesystemer. Svend Svendsen DTU BYG

AQUAREA LUFT/VAND-VARMEPUMPE EFFEKTIV OPVARMNING AF DIT HJEM

Effektiv integration af store mængder vindenergi

SOLBADNING HELE ÅRET MED WELLMORE SOLVARME

Lagring af vedvarende energi

Be06 model: finsensvej16-isobyg Dato Finsensvej 16. Bygningen. Beregningsbetingelser

Beholderstørrelse. 60 liter 110 liter 160 liter 200 liter

Energilagring i Aluminiums faseovergang

Eksempler og anbefalinger vedr. design

Hvem er han? Leo Holm Maskinmester Har siden 1988, arbejdet med fjernvarme og alternative energikilder

Renere produkter. HFC-frie mælkekøleanlæg

HPW varmepumpe væske-vand

Solvarmeløsninger fra Bosch

Udnyttelse af energi fra motionscykel

Få mere varme ud af fjernvarmen. God afkøling gavner både miljø og økonomi

Kondenserende gaskedel med solfangere tilkoblet

Termisk Lagring HTES (High Temperature Energy Storage) Termisk Lagring 1

Solvarmeløsninger fra Bosch

Baggrunden bag transkritiske systemer. Eksempel

Årlig. Tilbage- Forslag til forbedring. energienheder. 28 kwh el 0,71 Ton træpiller, i pose

CFD-modellering af tank i tank Solvarmebeholder fra Batec A/S

- mere end funktionel

PreHEAT Produkter til styring af boliger. Konference om fremtidens smarte fjernvarme - Bygningernes og forbrugernes rolle i det smarte energisystem

LagringsProjekt støttet af Elforsk. Deltagere: Lithium Balance NILAN Teknologisk Institut

Nulenergi- eller plusenergibygninger med varmepumper - er det mulig? Gilbert Jensen, Næstformand DSF & CEO Free Energy A/S

GRØNT REGNSKAB BO-VEST administration, Malervangen 1, 2600 Glostrup

VARMEPUMPE LUFT TIL VAND PRODUKT KATALOG 2011 DANSKSOLVARME APS

Advanced storage concepts for solar and low energy buildings IEA Task 32 final report

Jordvarmepumpe. Compress 7001i LWM

Udnyt solens naturlige varme. Det er sund fornuft!

Per Alex Sørensen, PlanEnergi Thomas Schmidt, Solites. Steinbeis Research Institute for Solar and Sustainable Thermal Energy Systems

Kapitel 19 Tekniske informationer. Tekniske informationer...521

Hvad har vi lært? del 2:

Energforsyning koncepter & definitioner

PANNEX VANDVARMERE TIL CENTRALVARME MED SOLVARME UNIT

Halver din varmeregning Skift oliefyret ud med en varmepumpe! Energi Fyn hjælper dig på vej

Neotherm emaljeret varmtvandsbeholder FJV til 2000 liter. Til fjernvarme, varmepumper og centralvarmeinstallationer

Hybridvarmepumper Gastekniske dage 2017

Skoletjenesten Aalborg kommune energiundervisning- Tjek på energien

Neotherm WPA302 Brugsvandspumpe Type ECO og E-LF. 7 års Garanti

Inddata til beregningsprogrammet BE15 Produkt F , med ekstern cirkulationspumpe

Transkript:

Udvikling af langtidsvarmelager til solvarmeanlæg i enfamilieshus Mark Dannemand Postdoc. Danmarks Tekniske Universitet Institut for byggeri og Anlæg Brovej Bygning 118 2800 Kgs. Lyngby Phone: 45 25 18 87 Email: markd@byg.dtu.dk

Energiforsyning Source: http://theearthproject.com Source: http://www.trehugger.com Drivhusgasser Ressourcer Luftforurening Klimaforandringer Vedvarende Fornybar Ren Bæredygtigt 2

Energi varme/strøm 80 % Energistatistik 2015, Energistyrelsen. 3

Hvad er problemet så? 4 Spredt/sporadisk Daglig variation Sæson udsving Energilagring

Energilagring Strøm eller Varme Elektrisk lagring Livscyklus! Termodynamisk vandalisme? Kompakt effektiv varmelager Faseskiftmaterialer PCM Varmelagring Vand Varme til varme Kontinuertligt varmetab 5

6 Faseskiftmaterialer (PCM)

Natriumacetat trihydrat Materialedata: Smeltepunkt: 58 C Smeltevarme: 265 kj/kg Specifik varme cp(væske): 3,1 kj/kgk Specifik varme cp(fast): 2,2 kj/kgk Densitet: 1280 1450 kg/m 3 7 Billigt Sikkert Underafkøler

En ide Heat pack håndvarmer Kog i 10 minutter Put i tasken gå en tur Bøj metal disk varm hænderne Kan vi lave en stor nok til at opvarme et hus? 8

Princip for langtidsvarmelagring: Stabil underafkøling Minimum temperatur for stabil underafkøling ~80 C I alle dele af lager Forbliver i flydende tilstand under smeltepunktet E charge Smeltevarme lagret Lagrings periode i flere måneder Smeltevarme frigivet Når størkningen startes 9

Materialeoptimering Natriumacetat trihydrat NaCH 3 COO 3H 2 O 60% Natriumacetat + 40% H 2 O Ekstra vand princip 55% natriumacetat + 45% H 2 0 Underafkølet NAT Underafkølet NAT + H 2 O Tilsætningsstoffer Fortykkelsesmiddel Grafit Underafkølet NAT + CMC Underafkølet NAT + CMC + Grafit 10

11 Forsøgsfaciliteter

12..r ~)> '1)> X ~o *Q qn.. v~ 0~ (l~ /?. 7<:>/ ~h (c,r~. /(\ ~(l - /0' e> ~ r~lc$)l T~ ~ Heat content [kj/kg].-.- i- I-' t'-' N N N O'\ -:I 00 \0 0,_. N W 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Småskala forsøg Varmeindhold </9, 0(7 ttt~

Starte krystallisering Den første krystal > Størkningen gror fra den første krystal NaCH 3 COO. 3H 2 O

Varmebehov. 7 dage uden sol Rumvarme Q = 500 W Varmt vand: 100 liter per dag a 40 C Kold vand temperature 10 C 2 tons underafkølet natriumacetat trihydrat

System design varmtvandsbeholder PCM storage Space heating auxiliary Radiator

Test stand T o Beregninger Effekt: T s Varmetabskoefficient (steady state): T amb Varmeindhold: Varmeoverføringsevne: T i 16

Lagertank design - Sandwich Lukket PCM kammer Simplet PCM kommer Intern og ekstern ekspansionsbeholder intet opbygning af tryk Varmeveksler på overfalde, top og bund Dimension: 240 x 120 cm Kammer højde: 5 cm NAT med extra vand : 200 kg NAT med CMC: 220 kg 17

Storage unit design - Sandwich TOP MANIFOLD TOP UD 14 Parallelle kanaler TOP IND TOP MANIFOLD 18

Test forløb Indløb temp. Flow rate Periode Opladning 92 C 21 l/min 8-20 timer Afladning 25 C 4 l/min 8 timer Stabil underafkøling Omgivelserne - Dage-måneder Aktivering-afladning 25 C 4 l/min 6-8 timer Varmetabskoefficient i stabil periode: 8 W/K E oplade, H20 = 26 kwh E under, H20 = 10 kwh E oplade, CMC = 30 kwh E under, CMC = 13 kwh 19

Cylinder enhed 150 cm Rustfrit stål/ Aluminium finner 116 kg NAT mix inkl. 6% ekstra vand 116 kg NAT mix inkl. 0.5% Xanthan gummi og 5% grafit pulver 20

Varmeoverføringsevne, opladning NAT med ekstra vand vs. NAT med tilsætningsstoffer Storage medium Start temp. T start Max temp. T max Flow rate Vሶ Varme element ሶ Q / T in Varmeindhold E storage Opladningstid t SAT + ekstra vand (SATH2O) 19 C 85 C 7.3 l/min ~ 6 kw / 87 C 46 MJ 308 min SAT + additives (SATXC) 23 C 91 C 7.4 l/min ~ 6 kw / 95 C 50 MJ 376 min 21

Afladning af smeltevarme effekt og temperaturer Lager medium Start temp. T super Indløb temp. T i Flow rate Vሶ Afladt varme E Storage SAT + ekstra vand (SATH2O) 19 C 27-20 C 5.7 l/min 17 MJ SAT + additives (SATXC) 25 C 27-24 C 5.7 l/min 25 MJ 22

Prototype - konklusioner Princippet om at udnytte stabil underafkøling til langtidslagring af varme virker. Varmeoverføringsevne reduceres når fortykkelsesmidler er tilsat. Varme frigivet fra NAT med ekstra vand reduceres over gentagende opvarmning og afkøling pga. faseseparation Varme frigivet fra krystalliseringen af NAT med fortykkelsesmiddel er stabilt over gentagende opvarmning og afkøling selv i en høj tank. Støre varmeindhold, afladningseffekt og temperatur opnås fra NAT blandinger med fortykkelsesmiddel frem for ekstra vand. 23

Demonstrationsanlæg Location: Solar heating test facility of Technical University of Denmark

Demonstrations system T4e PC I *Tv ' ' lduocontioisystun l H..tB T4 T7 TIO -r. Jiu=nn,J T5 TB ~æ,hsat *F7 b-ug,,a,møl Dom,mic Hot Waur (DHW) Salrlager 3 S:zltlagør 1 Salrlagør l

Demonstrationsanlæg 4 dages opladning med solenergi Passiv afladning til omgivelsernes temperatur 1 spontan krystallisation 3 stabile moduler aktiveret

Demonstrationsanlæg - konklusion Stabil underafkøling kan opnås ved at smelte NAT blandinger med varme fra solfangere

Videre udvikling Reducere pris billigere tank materiale, design, produktion Identificere attraktive løsninger til energisystemet Solvarmesystemer med lavpriselektricitet Varmepumpesystemer Forbedret driftsbetingelser, øget COP Forskydning af elforbrug ift. varmebehov

Udvikling af langtidsvarmelager til solvarmeanlæg i enfamilieshus Mark Dannemand Postdoc. Danmarks Tekniske Universitet Institut for byggeri og Anlæg Brovej Bygning 118 2800 Kgs. Lyngby Phone: 45 25 18 87 Email: markd@byg.dtu.dk