1 Hvorfor kombinere jordvarmeslanger og faskiner?
Udvikling af faskiner med jordvarmeslanger v/hanne Kjær Jørgensen, Rørcentret, Teknologisk Institut Udvikling af prototyper Udvikling af test-metode Afprøvning og dokumentation
Hvorfor? Multifunktionel LAR-løsning kobling mellem energi og regnvand 2 myg i ét klask! gravearbejdet er det samme 3
Teoretisk forprojekt, konklusioner Modelberegning af energiindholdet i regnvand, der nedsives omkring en jordvarmeslange Tydelig sammenhæng mellem jordens mætningsgrad og de termiske egenskaber i jorden Jorden tilføres varme fra det nedsivende regnvand Forsigtigt skøn: Øgede varmetilførsel op i mod 20 %, Faskinens udformning er afgørende for effektforøgelsen 4
Udvikling, etablering samt afprøvning af prototype Udvikling af 2 prototyper. Udvikling af testmetode Test og afprøvning af prototyper på TI Afrapportering 5
Deltagende parter: Naturstyrelsen Robert Jensen TI Køle- og Varmepumpetek, Ivan Katic og Per Henrik Pedersen Kolding Spildevand, Jette Nørgaard Jensen Greve Forsyning, Charlotte Jersborg Albertlund Kommune, Hans Henrik Høg og Ian Cridland Nyrup Plast A/S, Henrik Johansen Nordisk Wavin A/S, Henning Stabell og Thomas Milert Hansen TI Rørcentret, Hanne Kjær Jørgensen
7 Prototype 1
8 Prototype 2
Testmetode (målinger) Energimålere: måling af temperatur i til- og udløb samt måling af flow hver halve time Måling af fugt i jorden hver time (længdeprofil) 9
10
Forundersøgelser og dimensionering Sigtekurveanalyser Nedsivningstest Dimensionering af faskiner 2 års regn 144 m 2 tag Dimensionering af varmepumpe samt længde af jordvarmeslanger Temperaturforskel skulle være tilstrækkelig stor Flow i de 3 kredsløb skulle være i samme størrelsesorden 11
12 Etablering af jordvarmefaskiner
13
14
15
16 Montering af energimålere
Montering af fugtsensorer 17
18 Aflæsning af fugtsensorer
Flow (l/h) 160 Flow Maj 2012 140 120 100 80 60 Måler 63: Proto 2 spoler Måler 64: Reference Måler 65: Proto 1 dræn 40 20 0-100 100 300 500 700 900 1100 1300 1500 Tid (timer) 19
Temperaturforskel (K) 3,5 Temperaturforskel Maj 2012 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 Måler 63: proto 2 spoler Måler 64: reference Måler 65: proto 1 dræn 0,5 0,0-100 100 300 500 700 900 1100 1300 1500 Tid (timer) 20
Akkumuleret energi (kwh) 2500 Akkumuleret energi Maj 2012 2000 1500 1000 Måler 63: proto 2 spoler Måler 64: reference Måler 65: proto 1 dræn 500 0-100 100 300 500 700 900 1100 1300 1500 Tid (timer) 21
Akkumuleret energi (kwh) 200 Akkumuleret energi gennem (0,0) Maj 2012 180 160 140 120 100 80 60 Måler 63: Proto 2 spoler Måler 64: Reference Måler 65: Proto 1 dræn 40 20 0-100 100 300 500 700 900 1100 1300 1500 Tid (timer) 22
Akkumuleret energi (kwh) 8 Akkumuleret energi gennem (0,0) pr. m jordvarmeslange Maj 2012 7 6 5 4 3 Måler 63 proto 2 spoler måler 64 reference Måler 65 proto 1 dræn 2 1 0-100 100 300 500 700 900 1100 1300 1500 Tid (timer) 23
Datagrundlag Måned Antal målepunkter i alt Antal mulige datapunkter %-vis data I alt 19.174 20.407 94 24
Forsøgsresultater 120 Månedlig nedbør 581520 Høje Tåstrup 100 80 60 40 20 0 Totale nedbør: 585,4 mm 25
Fugtighed (m3/m3 VWC) Fugtdata 1. sep. 2011-1. nov. 2012 0,450 0,430 0,410 0,390 0,370 0,350 0,330 0,310 0,290 0,270 0,250 Måler 64 Reference Måler 65: Proto 1 dræn Måler 63 Proto 2 Udenfor membran Tid (timer) Måler 63 Proto 2 Indenfor membran 26
3,50 Gennemsnitlig temperaturforskel (K) 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 okt-11 nov-11 dec-11 jan-12 feb-12 mar-12 apr-12 maj-12 jun-12 jul-12 aug-12 sep-12 okt-12 Måler 63: Proto 2 spoler Måler 64: Reference Måler 65: Proto 1 dræn 27
140,00 Gennemsnitlig summeret energi (kwh) 120,00 100,00 80,00 60,00 40,00 20,00 0,00 okt-11 nov-11 dec-11 jan-12 feb-12 mar-12 apr-12 maj-12 jun-12 jul-12 aug-12 sep-12 okt-12 Måler 63: Proto 2 spoler Måler 64: Reference Måler 65: Proto 1 dræn 28
4,50 Gennemsnitlig summeret energi pr. m jordvarmeslange (kwh) 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 okt-11 nov-11 dec-11 jan-12 feb-12 mar-12 apr-12 maj-12 jun-12 jul-12 aug-12 sep-12 okt-12 Måler 63: Proto 2 spoler Måler 64: Reference Måler 65: Proto 1 dræn 29
Akkumuleret energi pr. måned (kwh) Måned Prototype 1 (kwh) Prototype 2 (kwh) Reference Proto 1 (%) Proto 2 (%) September 2011 232* 26* 17* 1265* 53* Oktober 2011 221 148 150 47-1 November 2011 170 140 136 25 3 December 2011 183 173 142 29 22 Januar 2012 123 84 73 68 15 Februar 2012 61 61 35 74 74 Marts 2012 159 89 87 83 2 April 2012 183 128 129 42-1 Maj 2012 194 137 132 47 4 Juni 2012 168 134 120 40 12 Juli 2012 154 84 69 123 22 August 2012 147 108 115 28-6 September 2012 165 129 124 33 4 Oktober 2012 152 83 104 46-20 30 I alt 2.080 1.498 1.416 47 6
Akkumuleret energi pr. måned (kwh pr. meter jordvarmeslange) Måned Prototype 1 (kwh) Prototype 2 (kwh) Reference Proto 1 (%) Proto 2 (%) September 2011 8,29* 0,32* 0,63* 1216* -49* Oktober 2011 7,89 1,83 5,56 42-67 November 2011 6,07 1,73 5,04 21-66 December 2011 6,54 2,14 5,26 24-59 Januar 2012 4,39 1,04 2,70 62-62 Februar 2012 2,18 0,75 1,30 68-42 Marts 2012 5,68 1,10 3,22 76-66 April 2012 6,54 1,58 4,78 37-67 Maj 2012 6,93 1,69 4,89 42-65 Juni 2012 6,00 1,65 4,44 35-63 Juli 2012 5,50 1,04 2,56 115-59 August 2012 5,25 1,33 4,26 23-69 September 2012 5,89 1,59 4,59 28-65 Oktober 2012 5,43 1,02 3,85 41-73 31 I alt 74,29 18,49 52,44 42-65
Konklusioner 14 måneders sammenhængende data Jorden er langt mere fugtig ved prototype 1 og 2 end ved referencen, og de måneder, hvor det regner mindst, er jordfugtigheden også mindst. Prototype 1 fungerer bedst Prototype 1 er 47% bedre til at hive varme ud af jorden end referencen Prototype 1 er 42% bedre til at hive varme ud af jorden end referencen pr. m. jordvarmeslange 32
Det videre arbejde Der er potentiale i jordvarmefaskinen Vi arbejder videre for at identificere betydende parametre, der har betydning for effekten Demo-anlæg 33