Gashybridkursus september 2017 Gasfyr, Elvarmepumpe og Gasvarmepumpe Svend Vinter Pedersen Teknologisk Institut, svp@teknologisk.dk Karsten V. Frederiksen, Dansk Gasteknisk Center, kvf@dgc.dk
Dagens Program 09.00-09.10 Morgenmad Velkomst 09.10-09.30 Introduktion - Hvorfor gashybridvarmepumper? 09.30-10.00 Hybridtyper Opbygning og styring. 10.00-10.10 Pause 10.10-11.10 Dimensionering Valg af bedste belastningsområde m.m. 11.10-11.30 Opsætning - Hvad skal man være opmærksom på? 11.30-12.30 Frokost 12.30-13.10 Cases og marked 13.10-13.40 Økonomi - Hvornår giver det mening med gashybridløsninger? 13.40-14.00 Introduktion til gruppeopgave 14.00-14.10 Pause 14.10-15.10 Gruppeopgave 15.10-15.50 Gennemgang af gruppeopgave i plenum 15.50-16.00 Afslutning 08-09-2017 2
Baggrund for hybridindsatsen ERFA-gruppe møder Energiløsninger Fælles indsats med Energistyrelsen, produktleverandørerne og gasbranchen Grundfortælling Guideline Funktionstest Kurserne 08-09-2017 3
Hvorfor gashybrid varmepumper? Energipolitisk baggrund Samspil mellem el- og gasnettet Hvor meget fossilt brændsel kan vi fase ud og hvad er de overordnede tanker bag? Den fremtidige lovgivning Ecodesign kravene 08-09-2017 4
Baggrund og formål - Energipolitiske målsætninger Fossilfrit Danmark i 2050 Ingen oliekedler i 2030 35 % VE i forbruget af energi i 2020 50 % 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) 08-09-2017 5
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 Renovering af Tyra feltet, hvor naturgasforbrug dækkes af tysk import Kilde: Energistyrelsen, Ressourcer og prognoser for gas- og olieaktiviteter, 2017 08-09-2017 6
Baggrund og formål - Samspil mellem elnet og gasnet. 08-09-2017 7
Baggrund og formål - Samspil mellem elnet og gasnet. I flexibilitets scenariet for 2035 er halvdelen af 740.000 elbiler og 285.000 varmepumper flexible. Residualforbrug er Elforbruget fratrukket elproduktion fra fluktuerende energikilder som vind og solceller. 08-09-2017 8
Baggrund og formål - Samspil mellem elnet og gasnet. Implementeres 400.000 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 3.555 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. 08-09-2017 9
Baggrund og formål - Fremtidsperspektiver / Brobygning med naturgas 925 km stålrør i naturgas-transmissionsnettet 2.590 km stålrør og 15.612 km plastrør i naturgas distributionsnettet 400.000 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: 10-16 PJ Kilde: Energistyrelsen, http://www.ens.dk/undergrund-forsyning/vedvarendeenergi/bioenergi/biogas, jan. 2016 08-09-2017 10
Gas hybrid varmepumper kan udfase fossilt brændsel [%] Vedvarende energi for forskellige varmekilder 2013 08-09-2017 11
Energi forbrug/år ifht. Energimærkning af 140 m2 Primær energifaktor (2010/2020) (2,5/1,8) Energi consumption pr year [kwh/år] 20000 18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 Energi forbrug /år ifht Energimærkning af bygning Beregnet v. 140 m2 [kwh/år] Energimærke A Energimærke B Energimærke C 08-09-2017 12
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 08-09-2017 13
Energikrav til produkterne! https://ens.dk/sites/ens.dk/files/energimaerkningsforordringen_dansk.pdf https://ens.dk/ansvarsomraader/energikrav-til-produkter/produkter-med-energikrav/varmepumper-til-varmeanlaeg https://ens.dk/ansvarsomraader/energikrav-til-produkter/produkter-med-energikrav/kedler-til-varmeanlaeg 08-09-2017 Gashybridkursus 2017 (udvikles pt. med Teknologisk Inst. - 14 Arbejdskladde version 6.1.2017)
Hvad sker der i udlandet? http://www.gasterra.nl/en/knowledge-centre/bookseries-the-world-of-natural-gas 08-09-2017 15
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). 08-09-2017 16
Andre typer gasvarmepumper Motordrevet varmepumpe med mekanisk kompressor Zeolit-gasvarmepumpe 08-09-2017 17
Andre typer gasvarmepumper 08-09-2017 18
Andre typer gasvarmepumper AISIN (både køling/varme) 08-09-2017 19
Feltmålinger tyskland 08-09-2017 20
Feltmålinger tyskland 08-09-2017 21
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). 08-09-2017 22
Gasmotor drevet varmepumpe 08-09-2017 23
Opbygning eldrevet varmepumpe og gasfyr i kombination (Pakke og ad-on) 08-09-2017 24
Opbygning gasdrevet absorptions varmepumpe 08-09-2017 25
Styringsmetoder gasabsorptions varmepumpe Hvordan styrer den? Leverer kedlen kun til rumvarme 08-09-2017 26
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. 08-09-2017 27
Styringsmetoder kombination el varmepumpe og gasfyr Økonomisk Elpris / Gaspris Miljømæssigt Primær effektivitet VP/kedel Fast skiftepunkts temperatur Fast T_ude 08-09-2017 28
Dimensionering Gashybrid Varmepumpe Valg af bedste størrelse - belastningsområde mm.. Hvad skal man være opmærksom på ved dimensionering Se også Energiløsninger og Taskrapporter fra Demoprojektet 08-09-2017 29
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 08-09-2017 30
Størrelse Elvarmepumpe/Gasfyr 08-09-2017 31
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 Hyppighed (antal timer pr. år) 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0-22 -20-18 -16-14 -12-10 -8-6 -4-2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 Temperatur 08-09-2017 32
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 Energidækningsgrad (Q heatpump /Q dim ) 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 Varmeydelse vs. Energidækning EN 14825 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 ) 08-09-2017 33
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 08-09-2017 34
Gaskedlens maks. rumvarmeandel ift. Kedelvirkningsgrad / gasforbrug / antal pers. med et VV-behov på 750 kwh/år. Kedelvirkningsgrad: 100 % Rumvarmebehov [kwh/år] Gasforbrug (før) [m3/år] Antal pers. 1000 2000 3000 0 11000 22000 33000 1 10250 21250 32250 2 9500 20500 31500 3 8750 19750 30750 4 8000 19000 30000 Kedelvirkningsgrad: 100 % Gas RV [%] Gasforbrug (før) [m3/år] Antal pers. 1000 2000 3000 0 50 50 50 1 43 46 48 2 34 43 45 3 24 39 43 4 13 34 40 Kedelvirkningsgrad: 90 % Rumvarmebehov [kwh/år] Gasforbrug (før) [m3/år] Antal pers. 1000 2000 3000 0 9900 19800 29700 1 9150 19050 28950 2 8400 18300 28200 3 7650 17550 27450 4 6900 16800 26700 Kedelvirkningsgrad: 90 % Gas RV [%] Gasforbrug (før) [m3/år] Antal pers. 1000 2000 3000 0 50 50 50 1 42 46 47 2 32 42 45 3 21 37 42 4 7 32 39 Kedelvirkningsgrad: 80 % Rumvarmebehov [kwh/år] Gasforbrug (før) [m3/år] Antal pers. 1000 2000 3000 0 8800 17600 26400 1 8050 16850 25650 2 7300 16100 24900 3 6550 15350 24150 4 14600 23400 Kedelvirkningsgrad: 80 % Gas RV [%] Gasforbrug (før) [m3/år] Antal pers. 1000 2000 3000 0 50 50 50 1 41 46 47 2 29 41 44 3 16 35 41 4 29 37 Udfra ovenstående kan varmepumpens energidækningsgrad bestemmes og derved også effektforhold 08-09-2017 35
Størrelse - rammer jf. standardværdikataloget Rumvarme: 70% dækkes af VP resten af kedeldelen VBV: 100% dækkes af kedeldelen. Q hhh = EEEEEEEEEEEEE 33 0, 9 2222 22 Q VV = Q hhh eeeeeeeeeeeee 08-09-2017 36
Dimensionering gasabsorptions varmepumpe Hvordan styrer den? Leverer kedlen kun til rumvarme 08-09-2017 37
Fastlæggelse af anlægsstørrelse i kw jf. før forbrug Brug af før forbrug Analyse af driftsdata og beregning. Bestemmelse af stilstandstid Fastlæggelse af årsvirkningsgrad jf. Energirådgivning for gasselskaberne Modul 2, Teknologisk Institut, DSM kursus materiale 2002 08-09-2017 38
Tommelfingerregler for Robur løsninger: Holland/Danmark I et dansk fyrtårnsprojekt anbefales det, at Robur s gasvarmepumper først bør overvejes ved før forbrug på min. 10.000 m3 naturgas pr. år eller min. 10.000 liter olie pr. år. 08-09-2017 39
Størrelse - Gasvarmepumpe Fabrikantanvisning 08-09-2017 40
Dimensionering og varmeanlæg, specielt for Gasvarmepumper WINTER KIT p Water delivery temperature Heating DHW 35 C 40 C 45 C 50 C 55 C 60 C 65 C 70 C -20 C 1,344 1,250 1,175 1,100 1,020 0,940 0,900 0,740-19 C 1,354 1,260 1,185 1,110 1,030 0,950 0,910 0,750-18 C 1,364 1,270 1,195 1,120 1,040 0,960 0,920 0,760-17 C 1,375 1,280 1,205 1,130 1,050 0,970 0,930 0,770-16 C 1,385 1,290 1,215 1,140 1,060 0,980 0,940 0,780-15 C 1,395 1,300 1,225 1,150 1,070 0,990 0,950 0,790-14 C 1,405 1,310 1,235 1,160 1,080 1,000 0,960 0,800-13 C 1,414 1,320 1,245 1,170 1,090 1,010 0,970 0,810-12 C 1,424 1,330 1,255 1,180 1,100 1,020 0,980 0,820-11 C 1,433 1,340 1,265 1,190 1,110 1,030 0,990 0,830-10 C 1,443 1,350 1,275 1,200 1,120 1,040 1,000 0,840-9 C 1,474 1,390 1,307 1,223 1,140 1,057 1,007 0,850-8 C 1,506 1,430 1,338 1,247 1,160 1,073 1,013 0,860-7 C 1,537 1,470 1,370 1,270 1,180 1,090 1,020 0,870-6 C 1,569 1,484 1,384 1,284 1,197 1,110 1,034 0,874-5 C 1,600 1,498 1,398 1,298 1,214 1,130 1,048 0,878-4 C 1,604 1,512 1,412 1,312 1,231 1,150 1,062 0,882-3 C 1,608 1,526 1,426 1,326 1,248 1,170 1,076 0,886-2 C 1,612 1,540 1,440 1,340 1,265 1,190 1,090 0,890-1 C 1,618 1,547 1,457 1,366 1,281 1,195 1,105 0,895 0 C 1,620 1,555 1,474 1,393 1,297 1,201 1,120 0,900 1 C 1,622 1,562 1,491 1,420 1,314 1,206 1,135 0,905 2 C 1,624 1,570 1,509 1,448 1,330 1,212 1,150 0,910 3 C 1,630 1,575 1,519 1,462 1,347 1,231 1,166 0,918 4 C 1,636 1,581 1,528 1,476 1,363 1,251 1,183 0,926 5 C 1,640 1,586 1,538 1,490 1,380 1,270 1,200 0,934 6 C 1,640 1,591 1,548 1,504 1,397 1,291 1,218 0,942 7 C 1,640 1,597 1,558 1,519 1,415 1,311 1,236 0,950 8 C 1,640 1,602 1,565 1,527 1,428 1,329 1,254 0,961 9 C 1,640 1,607 1,571 1,534 1,441 1,348 1,272 0,973 10 C 1,640 1,613 1,578 1,542 1,454 1,367 1,290 0,984 11 C 1,642 1,618 1,584 1,549 1,467 1,385 1,308 0,995 12 C 1,644 1,624 1,590 1,557 1,480 1,404 1,326 1,006 13 C 1,646 1,629 1,597 1,565 1,494 1,423 1,344 1,018 14 C 1,648 1,634 1,603 1,572 1,507 1,441 1,362 1,029 15 C 1,650 1,640 1,610 1,580 1,520 1,460 1,380 1,040 08-09-2017 41
Installatørdage - Absorb 6000 GHP AWO Hybrid løsning 33/66 % Ude temperatur -12 Investering 35.000 kr. Drift timer ca. 500 2.000 Tilbagebetalingstid 8-11 år 25 timer 3660 timer Investering 35.000 kr. Drift timer ca. 3.500 4.500 Tilbagebetalingstid 5-6 år 5856 timer Investering 120.000 kr. Drift timer ca. 5.500 6.500 Tilbagebetalingstid < 3-5 år Ude temperatur + 18 8760 timer 42 Thermotechnology jul aug sep okt nov dec jan feb mar apr maj Jun jul Optimal Hybrid er 30-50 / 70-50 % Den optimale løsning er anlægsbestemt Internal SDK/TT PRM-BNN 20/08/2013 Robert Bosch GmbH 2013. All rights reserved, also regarding any disposal, exploitation, reproduction, editing, distribution, as well as in the event of applications for industrial property rights.
08-09-2017 43
08-09-2017 44
Fastlæggelse af årsnyttevirkning: 08-09-2017 45
Beregning af dim. varmetab og anlægsstørrelse Forbrug (dim) = Forbrug (samlet) - Forbrug (varmt vand) [m3/år] Gangtid = Forbrug (samlet) / Indfyret effekt [timer] Dim. Varmetab = Forbrug (dim) x Årsvirkningsgrad/Gangtid [kw] Varmeydelse (Gasvarmepumpe) = 0,3 x Dim. Varmetab [kw] Varmeydelse (Backupkedel) = 0,7 x Dim Varmetab [kw] 08-09-2017 46
Anlægsstørrelse, energistatistik og tommelfingerregler Brug af kendt samlet varmebehov jf. energinøgletal Link: http://energiwiki.dk/index.php/n%c3%b8gletal_for_bygninger_- _ELO_n%C3%B8gletal Korrektion for varmtvandsbehov og anden varmeforsyning Rumvarmebehov (Transmissions og ventilationstab) Ekstra varmeydelse (fx efter natsænkning) Fastlæggelse af Dimensionerende varmebehov jf. Beregning af varmeanlæg til parcelhuse, Dansk Gasteknik Center, Teknisk note Nr.1/1995. 08-09-2017 47
08-09-2017 48
Kontrol af anlægsstørrelse jf. Teknisk note Nr.1/1995 Korrektion for varmtvandsbehov i boliger: 750 kwh/pers. år. Korrektion for anden varmeforsyning (Fx fastbrændesel): Ingen nøgletal Dimensionerende gangtid ved dårligt isoleret hus: 2150 timer/år Dimensionerende gangtid ved hus bygget efter BR77 eller senere: 2000 timer/år Dimensionerende gangtid ved velisoleret hus: 1750 timer/år Rumvarmebehov Lavenergihuse (Transmissions og ventilationstab): 30 W/m2 Rumvarmebehov huse opført efter 1977 (Transmissions og ventilationstab): 50 W/m2 Rumvarmebehov huse opført efter 1960 (Transmissions og ventilationstab): 65 W/m2 Rumvarmebehov huse opført efter 1930 (Transmissions og ventilationstab): 80 W/m2 Rumvarmebehov huse opført før 1930 (Transmissions og ventilationstab): 100 W/m2 08-09-2017 49
Opsætning hvad skal man være opmærksom på? Samspil med varmeanlæg Kompabilitet mellem gaskedel og varmepumpe. BBR-registrering og elrabat. Krav vedr. kølemidler (kompetencer mm.). Typiske fejl, ved opsætning, indstilling og opstart. Etc. Se Energiløsninger 08-09-2017 50
Samspil med varmeanlæg: DS 469 Varme og køleanlæg i bygninger. Stk. 6.9 :Centralvarmeanlæg: Sker varmeforsyningen med kondenserende kedel eller varmepumpe, skal der anvendes en dimensionerende fremløbstemperatur på 55 C. Forbedring af effektiviteten ved sænkning af fremløbstemperatur er fra 2-2,5 %/ C 08-09-2017 51
Samspil med varmeanlæg: Kan man lave energiforbedringer!! Videnscenter for energibesparelser http://www.byggeriogenergi.dk/ Kontroller varmeanlægget!!! Mindsket effektafgivelse: Fra 90/70-20 til 55/45-20: Faktor 2,46 Fra 90/70-20 til 45/35-20: Faktor 4,23 Fra 70/40-20 til 55/45-20: Faktor 1,13 Fra 70/40-20 til 45/35-20: Faktor 1,95 08-09-2017 52
Samspil med varmeanlæg: Funktion 08-09-2017 53
Samspil med varmeanlæg: Funktion 08-09-2017 54
Samspil med varmeanlæg: Funktion 08-09-2017 55
Praktiske fysiske udfordringer Støjberegner fra Energistyrelsen http://www.ens.dk/da- DK/FORBRUGOGBESPARELSER/INDSATSIBYGNINGER/VARMEPUMPER/STOEJBEREGNER/Sider/Forside.aspx 08-09-2017 56
Kompabillitet med gaskedel 08-09-2017 57
BBR registrering og eltilskud Såfremt huset registreres med el som primære opvarmningskilde i BBR, kan der for den del af husstandens elforbrug, der ligger over 4.000 kwh opnås en reduktion af elafgiften. Såfremt at varmepumpen leverer mindst 50 % af det samlede varmeforbrug, kan der opnås en el-rabat på 0,52 kr/kwh. PSO-afgiften, som er en del af elprisen, nedsættes gradvist fra 2017-2022. Derfor bliver driftsudgifterne til en hybridvarmepumpe lavere i de kommende år. 08-09-2017 58
Krav vedr. køle kompetence Arbejde med kølemiddelfyldninger mellem 0 og 2,5 kg kræver mindst kategori IIautorisation Installering, genvinding og vedligeholdelse/servicering af køle-, og luftkonditionerings- og varmepumpeanlæg, der indeholder mindre end 2,5 kg flourholdige drivhusgasser, kræver mindst en kategori II autorisation for både montøren og virksomheden. Arbejde med kølemiddelfyldninger over 2,5 kg kræver certificeret kølemontør Montøren skal være certificeret kølemontør og komme fra en sagkyndig ISO 9001 certificeret virksomhed, i henhold til Arbejdstilsynets bekendtgørelse nr. 100 af 31. Januar 2007 om trykbærende udstyr, bilag 7. 08-09-2017 59
08-09-2017 60
08-09-2017 61
Vibrationer Robur anlæg i Malmø 08-09-2017 62
Afrimningsfunktion 08-09-2017 63
Udfordringer Langsomt opstart af salg af hybridvarmepumper Relativt få produkter på det danske marked Dyre produkter Teknologien er svær at formidle for installatører Kræver ekspertise og support af installatører Kompatibilitetsproblemer mellem forskellige produkter Faldende olie- og gaspriser udfordrer det økonomiske rationale 08-09-2017 64
Funktionstest Bygningsreglementet og krav til funktionstest Energistyrelsens vejledning VEB-vejledning 08-09-2017 65
08-09-2017 66
Funktionstest 08-09-2017 67
Cases og marked (kl. 12.30-13.10) Demonstrationsanlæg Status for marked 08-09-2017 68
Felt målinger 6 stk. Bosch Compress Hybrid 5000 AWS and 30 kw Condens 5000 WT (Type 1) 1 stk. Bosch Compress Hybrid 5000 AWS and 14 kw Europur gas boiler (Type 1) 1 stk. Reb2B Atlantic Alfea Hybrid Duo Gas 14 kw (Type 1) 1 stk. Viessmann Vitocaldens 222-F (Type 1) 3 stk. Weishaupt 25 kw A/W HP and 40 kw gas boiler(type 2) 1 stk. MHG Thermiair 16 kw and older oil boiler 20 kw (Type 2) 1 stk. Bosch 17 kw Compress 6000 AW and older oil boiler (Type 2) 08-09-2017 69
Felt målings resultater El. Forbrug Varme produktion 6 stk. Bosch Compress Hybrid 5000 AWS og 30 kw Condens 5000 WT (Type 1) 1 stk. Bosch Compress Hybrid 5000 AWS og 14 kw Europur gas boiler (Type 1) Varmepumpe SPF 2.95 Gas Forbrug Brugsvands Produktion Samlet varmepumpe produktion 59 % (Varme + Brugsvand) Varme pumpe andel af varme produktion 70% Samlet Effektivitet SPF HP Gas Besparelse HP andel af varme [kwh] [kwh] [kwh] [kwh] [-] [-] [kwh] % Enhed 1 5.066,66 17.716,00 7.695,91 3.818,96 106% 2,73 64% 78% Enhed 2 3.203,23 10.502,00 4.322,36 3.194,40 107% 2,93 66% 79% Enhed 3 2.877,83 12.062,00 8.112,86 3.818,96 104% 2,70 49% 65% Enhed 4 3.449,14 15.206,00 8.611,47 2.050,95 115% 2,51 55% 69% Enhed 5 2.477,89 15.687,00 9.566,68 1.253,10 126% 2,98 46% 53% Enhed 6 2.547,74 15.823,00 10.037,57 3.085,50 126% 3,48 49% 61% Enhed 7 6.107,97 22.773,00 3.782,05 1.306,80 111% 3,32 84% 89% Periode 1. okt.2014 til 30. sept 2015 114% 2,95 59% 70% 08-09-2017 70
Felt målinger Flerfamilie huse (klynger) VAB 63, 15 lejligheder, 51-75 m3 /stk, fra 1984 936 m2 total opvarmet VAB 73, 18 lejligheder, 50-70 m3 /stk, fra 1985 1099 m2 total opvarmet VAB 74, 19 lejligheder, 44-87 m3 /stk, fra 1985 1151 m2 total opvarmet 08-09-2017 71
Felt målings resultater El Forbrug Varme Gas Forbrug Varme produktion. produktion. Varmepumpe Gaskedel Eff. Gaskedelr SPF Varmepump ehp Eff. System Varmepu mpe andel af opvarmni ng [kwh] [kwh] [kwh] [kwh] [-] [-] % % VAB 63 7.209,05 23.820,00 56.793,11 54.610,00 96% 3,30 105 30% VAB 73 27.938,00 87.850,00 3.750,72 3.500,00 93% 3,14 124 96% VAB 74 28.972,41 84.670,00 3.984,59 3.740,00 94% 2,92 116 96% Period 11. oct.2014 to 29. sept 2015 3,12 115 74% 3 stk. Weishaupt 25 kw A/W HP og 40 kw gas kedel(type 2) Varme pumpe andel af opvarmning op til 94% SPF Varmepumpe 3,12 08-09-2017 72
Case eksempel: Demonstration af add on-mhg-installation Kilde: DGC/FAU GI/MHG-demonstrationsprojekt 08-09-2017 73
Resultater: Ydelse vs. udetemperatur (MHG) 08-09-2017 74
Resultater: Kedelvirkningsgrad vs. varmepumpe COP (MHG) 08-09-2017 75
Demonstration af større hybridanlæg (Ribe) www.elforsk.dk/elforskprojects/345-058/345-058_web.pdf 08-09-2017 76
Demonstration af gasvarmepumper Milton-gaskedel og Robur/8xsol/Topline 80 (Avedøre) Robur, jordbaseret (Gl. Holte) Milton-gaskedel og 1-trins Robur-anlæg (Malmø) Bygas: Bosch-gaskedel, Robur og solfanger (Emdrup) 08-09-2017 77
Avedøre HeTo-kedel fra 1980 (126/340 kw) 08-09-2017 78
Avedøre: Robur/8xsol/Topline 80 08-09-2017 79
Varmtvandstanke efter Varmtvandsbehov: Skift fra 2x500 liter til 2x1.000 liter Fokus på styring og samspil! 08-09-2017 80
Robur E³ A/ TopLine 80 CV Vent. VV KV Princip diagram Robur/gaskedel og solvarme 08-09-2017 81
Robur-kaskadeanlæg ved multihus i Hvidovre 08-09-2017 82
Robur-kaskadeanlæg ved multihus i Hvidovre 08-09-2017 83
08-09-2017 84
Efter optimering.. 08-09-2017 85
Opsummering Gode erfaringer fra Multihuset i Hvidovre : Halveret årligt gasforbrug Virkningsgrad på 141 % Tilbagebetalingstid på 4 ½ år 08-09-2017 86
Andre projekter i Danmark Robur i Tønder (N-gas) - www.vvscomfortoverby.dk 2 stk. Robur i kaskade i Thyholm (F-gas) Robur i Vestsjælland (F-gas) Robur i Ringsted (N-gas) 08-09-2017 87
Status for salg af varmepumper kombineret med gasfyr Leverandør Varmepumpetype Antal solgte Har ikke VP Ydelse VP Ny kedel Forventet salg Andet Baxi Luft/vand Jordvarme Ingen besvarelse Beretta Caldo Gas-tech Gastech Luft/vand Jordvarme Luft/vand Jordvarme Luft/vand Jordvarme X Sælger ikke varmepumper. Ingen besvarelse Ingen besvarelse MHG Miltonmegatherm Luft/vand 2 3,1-15,3kW Ikke oplyst Jordvarme 0 Luft/vand Jordvarme Ingen besvarelse Robert Bosch Luft/vand 15 12 Jordvarme 0 0 60-100 pr. år Sanistål Luft/vand Jordvarme Ingen besvarelse Luft/vand 44 2,8kW Vaillant Jordvarme 14 2,7kW Luft/vand Viessmann Jordvarme Luft/vand Weishaupt Jordvarme I alt solgte 75 fåtal Kilde: Jf. henvendelse fra Malene Hein Nybroe, Energinet.dk, i november 2013 Kan tilsulttes alle eksisterende gaskedler, oliekedler og fjernvarmeanlæg Virker med Bosch kedler med elektronisk styring HT3 og HT4. Der findes ca. 25-27.000 installeret af denne type. Passer på andre Vaillant kedler med E-bus, oftest max 5 år gamle Ingen besvarelse Ingen besvarelse www.gasidithus.dk/groenne_gasapparater/gaskedel-plus-solvarme/produkter-paamarkedet 08-09-2017 88
Topic NL FR DK GE Identification of products available on the market 10 products IthoDaalderop Inventum Remeha Nefit/Bosch DHS Daikin Mitsubishi Electric Vaillant NIBE Techneco List on the way. Specific product by ELM (one box without external unit). Info on the way. Add on products by Bosh, Vaillant & MGH Data not yet received Trend: Add-on or integrated products Market data. Number of appliances installed & costs Integrated Integrated Add on 1000 installed in the NL Between 100 and 200 Very few only. Field test & results On-going field test with 50 in Ameland (ntegrated and add on). Investigation of social aspects and aesthetic impact. 1 unit has been placed on the island so far. We have a report in Dutch of Dutch students who investigated the degree of acceptance of hybrid hp s by the inhabitants of the island. Field test executed in 2015. Report on the way. Kilde: Fra: Jean Schweitzer Sendt: 7. marts 2016 14:04 Til: Karsten V. Frederiksen Emne: HYBRID status 01c.docx 08-09-2017 89
Økonomi (kl. 13.10-13.40) Hvornår giver det mening med gashybridløsninger? 08-09-2017 90
Økonomi: Gas og elvarmepumpepumpe Levetidsberegning Parameter Enhed Alternativ 1 Alternativ 2 Alternativ 3 Varmesystem Gasfyr V/V VP L/V VP (komplet nyinstl.) eksisterende gaskedel Energiinput Naturgas El El Gas (40 %) El (60 %) Gas (40 %) El (60 %) Netto varmebehov [kwh/år] 16.800 16.800 16.800 16.800 16.800 Anlægsudgifter m. m. Indkøb og installation inkl. moms [kr] 37.000 131.000 103.000 80.000 40.000 - heraf arbejdsløn [kr] 20.350 39.300 15.450 25.000 7.500 Håndværkerfradrag [kr] 6.700 10.000 5.100 8.300 2.500 Energisparetilskud (0,25 kr/kwh) [kr] - 2.800 2.700 1.800 1.800 Samlet anlægsudgift [kr] 30.300 118.200 95.200 69.900 35.700 Afskrivning [kr/år] 1.377 5.910 4.760 3.495 1.785 Rente [%] 3,5% 3,5% 3,5% 3,5% 3,5% Rente gns. brutto [kr/år] 611 2.667 2.097 1.423 727 Rente gns. netto [kr/år] 410 1.787 1.405 954 487 Levetid, effektivitet, energipriser mv. Forventet levetid [år] 22 20 20 20 20 Effektivitet af anlæg [%] 102 330 300 102 350 102 350 Brændselspris [kr/l], [kr/m 3 ] 8,8 8,8 8,8 Brændværdi (nedre) [kwh/l], [kwh/m 3 ] 11 11 11 Energipris [kr/kwh] 0,80 1,68 1,68 0,80 1,68 0,80 1,68 Elpris (hjælpeenergi) [kr/kwh] 2,20 - - 2,20-2,20 - Driftsudgifter Brutto varmebehov [kwh/år] 16.471 5.091 5.600 6.588 2.880 6.588 2.880 Hjælpeenergi (el til drift af kedel) [kwh/år] 75 - - 25-25 - Afgifter (fjernvarme) [kr/år] - - - - - Energiomkostning [kr/år] 13.341 8.553 9.408 5.326 4.838 5.326 4.838 Vedligeholelsesudgifter Service og vedligehold [kr/år] 2.200 1.900 1.400 2.200 2.200 Samlede årlige omkostninger [kr/år] 17.328 18.150 16.973 Indeks [-] 1,00 1,05 0,98 CO 2 udledning [kg/kwh] 0,205 0,478 0,478 Årlig CO 2 udledning [ton/år] 3,38 2,43 2,68 Forudsætninger: Værdier fra ENS teknologikatalog, afskrivning = afdrag, beregning i nutidsværdi Alternativ 4 Gashybrid VP Alternativ 5 VP add-on på 08-09-2017 91 16.813 0,97 14.636 0,84 0,369 0,369 2,73 2,73
Årligt energiforbrug jf. energimærkeberegning Årligt energiforbrug [kwh/år] 20000 18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 Beregnet v. 140 m2 [kwh/år] Energimærke A Energimærke B Energimærke C 08-09-2017 92
Besparelsespotentiale add-on gashybridvarmepumpe Kilde: Vejledning udviklet ifm. TI/DGC Demoprojekt (DGC-projekt 739-45). 08-09-2017 93
Besparelsespotentiale add-on gashybridvarmepumpe Gaspris 6,6 kr/m3 og Elpris = 2,2 kr/kwh. Kilde: Vejledning udviklet ifm. TI/DGC Demoprojekt (DGC-projekt 739-45). 08-09-2017 94
Økonomi: Gasvarmepumpe og virkningsgrad Dansk Branchesamarbejde Sammenhæng mellem forbrug og energieffektivitet (fyrtårnskrav på min. 10.000 m 3 naturgas pr. år eller 10.000 l olie pr. år) 08-09-2017 95
Intro til gruppeopgave (kl.13.40-14.00) Opgave 1: Fastlæg optimal/minimum størrelse [kw] for en Ad-on elvarmepumpe for et hus med 3 beboer og et normalårs gasforbrug på 2000 m3/år? Lav selv de nødvendige antagelser! Opgave 2: Fastlægge optimal størrelse [kw] for et nyt anlæg til en skole med et nyt gasfyr og gasvarmepumpe (-er) med et normalårs gasforbrug til rumvarme på 40.000 m3/år? Lav selv de nødvendige antagelser! Hint: Se præsentationen på DGC s hjemmeside! 08-09-2017 96
Gennemgang af gruppeopgave i plenum (kl.15.10-15.50) Opgave 1: Fastlæg optimal/minimum størrelse [kw] for en Ad-on elvarmepumpe for et hus med 3 beboer og et normalårs gasforbrug på 2000 m3/år? Opgave 2: Fastlægge optimal størrelse [kw] for et nyt anlæg til en skole med et nyt gasfyr og gasvarmepumpe (-er) med et normalårs gasforbrug til rumvarme på 40.000 m3/år? 08-09-2017 97
Gennemgang af gruppeopgave i plenum (Løsningsark) Opgave 1: Fastlæg optimal/minimum størrelse [kw] for en Ad-on elvarmepumpe, hvis elvarmerabat skal sikres? Oplysninger: Boligtype: Antal beboer: Gasforbrug: Antagelser: Varmtvandsbehovet: Hus 3 stk. 2000 m3/år (normalt året) 750 kwh/pers pr. år Årsvirkningsgrad (kedel): 95 % (nedre brændværdi) Brændværdi: 11 kwh/m3 08-09-2017 98
Gennemgang af gruppeopgave i plenum (Løsningsark) Opgave 1 (fortsat): Beregninger Samlet varmebehov: (2.000x11x0,95) =20.900 kwh/år Varmepumpe andel: (0,5x20.900) =10.450 kwh/år Varmtvandsbehovet- 100% kedel: (3x750) = 2.250 kwh/år Rumvarmebehovet: (20.900-2.250) =18.650 kwh/år Varmtvandsandel: (100x2.250/20.900) = 11% Kedel maks. rumvarmeandel: (50-11) = 39% Minimum varmepumpebidrag: (100-39)x18650/100=11.376 kwh/år 08-09-2017 99
Varmebehov vs. udetemp. i Danmark (ref. år) Heat demand distribution (DK) Opgave 1 (beregninger fortsat): Aflæsning af grafen til højre ved 39% RVandel for gaskedlen Resultat: varmepumpedrift ved udetemperatur > 0 C. Q hhh = EEEEEEEEEEEEE 33 0, 9 2222 22 Q VV = Q hhh eeeeeeeeeeeee 08-09-2017 100
Ydelse (kw) vs. udetemp. ift. varmebehov (Boilsim) Opgave 1 (beregninger fortsat): Aflæsning grafen ved 0 C og rumvarmebehov på 18.650 kwh/år) Resultat: Med en varmepumpestørrelse 5 kw er man sikre på en 50% dækning af det samlet varmebehov. 08-09-2017 101
Gennemgang af gruppeopgave i plenum (kl.15.10-15.50) Opgave 2: Fastlægge optimal størrelse [kw] for et nyt anlæg til en skole med et nyt gasfyr og gasvarmepumpe (-er) med et normalårs gasforbrug til rumvarme på 40.000 m3/år? 08-09-2017 102
Gennemgang af gruppeopgave i plenum (Løsningsark) Opgave 2: Fastlægge optimal størrelse [kw] for et nyt anlæg til en skole med et nyt gasfyr og gasvarmepumpe (-er) med et normalårs gasforbrug til rumvarme på 20.000 m3/år? Oplysninger: Boligtype: varmvandsbehov Byggeår: 1980 Antal beboer/bruger: Gasforbrug: Mærkepladeeffekten: Musikskole uden brusefaciliteter og dermed lille 100 elever og 10 lærer 40.000 m3/år (normalt året) Ikke oplyst. Antagelser: Varmtvandsbehovet: Årsvirkningsgrad (gl. kedel): Dim. gangtid ved hus bygget efter BR77 eller senere: Brændværdi: 0 kwh/pers pr. år (ikke relevant ift. kw- størrelse) 80 % (ved nedre brændværdi) 2000 timer pr. år 11 kwh/m3 08-09-2017 103
Gennemgang af gruppeopgave i plenum (Løsningsark) Opgave 2 (fortsat): Beregninger Samlet varmebehov: (0,8x40.000x11) =352.000 kwh/år Varmtvandsbehovet: =0 kwh/år Rumvarmebehovet: (352.000-0) =352.000 kwh/år Gangtiden: = 2000 timer pr. år Dimensionerende varmebehov: (352.000/2000) = 176 kw Optimal Gasvarmepumpeandel: = 33-50 % Optimal Gasvarmepumpeeffekt (min): (0,33x176) > 58 kw Optimal Gasvarmepumpeeffekt (maks): (0,5x176) < 88 kw En løsning kan være 2 stk. Robur absorptions gasvarmepumper med nominel effekt på 40 kw og opbygget i i kaskade. Backupkedlen skal vælges med en nominel effekt på 176-(2x40) = 96 kw. 08-09-2017 104
Hvordan kommer I videre? Guidelines PR og grundfortællinger (lang/kort) PR og annoncer Hjemmesider links Kursusbevis og netværk 08-09-2017 105
Guideline 08-09-2017 106
Guideline 08-09-2017 107
PR Grundfortælling 08-09-2017 108
PR Grundfortælling 08-09-2017 109
Afslutning og fælles fremstød (kl.15.50-16.00): Installatørens rolle Opdatering af egne metoder for salg af gashybrid varmepumper Løbende opdatering af egne kompetencer på gastekniske workshops Rådgiver rolle (produktleverandører, Gasselskaber, Teknologisk Institut og DGC) Opdatering af kataloger (produktliste, anlægsløsninger) Opdatering af Case-beskrivelser (succeshistorier) Opdatering af Vejledninger (dimensionering og drift) Udvikling og opdatering af Beregningsværktøj (besparelse) Ad-hoc rådgivning (spørgsmål/svar) Hvem andre bakker op? Elselskaberne, brancheorganisationer, PR-folk og Energistyrelsen. 08-09-2017 110
Afslutning - Tak for opmærksomheden Yderligere oplysninger findes på http://www.dgc.dk/gas-og-el-i-kombination www.dgc.dk/gasvarmepumper eller kontakt: Karsten V. Frederiksen, DGC kvf@dgc.dk 08-09-2017 111
Kontakt www.byggeriogenergi.dk Tlf: 72 20 22 55 info@byggeriogenergi.dk 08-09-2017 112