Utfasing av oljefyr. Varmepumper, biovarme og solvarme. Mai 2012 COWI. Jørn Stene

Transkript

1 Utfasing av oljefyr Varmepumper, biovarme og solvarme Jørn Stene AS Divisjon Bygninger NTNU Inst. energi- og prosessteknikk 1 Mai 2012

2 Pelletskjel eller -brenner Uteluft som varmekilde Jord eller fjell som varmekilde Sol varmtvannsberedning 2

3 Eksisterende boliger Vannbåren varme varmedistribusjon Eldre radiatorsystemer høy vanntemperatur Høyt effektbehov til romoppvarming i dårlig isolerte boliger Radiatorer liten varmevekslerflate i forhold til gulvvarme Temperaturnivå og valg av oppvarmingskilde Pelletskjel påvirkes minimalt av høyt temperaturkrav Varmepumpe varmeytelse, energisparing og levetid påvirkes i stor grad 3 Maks. krav til vanntemperatur på kaldeste dag bør ikke overstige 60 C Tiltak på varmesystem ved installasjon av varmepumper Kontrollere og evt. rense rørsystem og radiatorer Kontrollere og evt. innjustere vannmengder Erstatte dagens radiatorer med nye radiatorer med større overflate Supplere dagens radiatorsystem med én eller flere viftekonvektorer

4 Varmepumper Fjell som varmekilde væske/vann-anlegg Installasjon muligheter og begrensninger Dimensjoneres som grunnlastkilde el.varme som spisslastkilde Varmeuttak fra meter dype energibrønner i fjell Energibrønner usynlige og støyfrie men begrensninger mht. mulig utnyttelse Svært viktig med korrekt dimensjonering/utforming/drift av brønnsystemet Maks. vanntemp. typisk C begrensning ved høye temperaturkrav Gir høy varmeleveranse og høy COP når el.prisen er høyest Investering, levetid og energisparing Relativt høy investering da energibrønnene er kostbare Maks. energisparing oppnås ved høy energidekning og høy COP 4 Indirekte systemløsning med kollektorslange i plast med sirkulerende frostvæske Lang levetid for korrekt dimensjonerte anlegg med lavtemperatur varmesystem

5 Varmepumper Uteluft som varmekilde luft/vann-anlegg Installasjon muligheter og begrensninger Dimensjoneres som grunnlastkilde el.varme som spisslastkilde Varmeuttak fra uteluft varmekilde tilgjengelig overalt Varmeytelse og COP avtar med synkende utelufttemperaturen 5 Utevarmeveksler krever tidvis avriming krever energi og kan gi evt. problemer Utedelen genererer støy utfordringer mht. plassering Maks. vanntemp. typisk C begrensning ved høye temperaturkrav Noen få anlegg har C maksimal vanntemperatur Investering, energisparing og levetid Moderat investering da fordampersystemet er en integrert del av anlegget Maks % energisparing pga. moderat energidekning og moderat COP Kortere levetid enn bergvarmepumper pga. store temperaturvariasjoner

6 CO2-varmepumper Uteluft som varmekilde luft/vann-anlegg Bruker karbondioksid (CO2) som kuldemedium Miljøvennlig, ugiftig og ubrennbart medium Basisteknologi utviklet ved NTNU-SINTEF i Trondheim Kun tilgjengelig som luft/vann-aggregater Kombinert romoppvarming og varmtvannsberedning Brukes også som varmtvanns-varmepumper Kan levere varme ved høy temperatur (50-90 C) Anvendelse 6 Velegnet for lavenergihus og passivhus med lavtemperatur varmesystem Frarådes brukt i eksisterende boliger med høytemperatur varmesystem (radiatorer) gir lav energisparing pga. lav energidekning og lav COP

7 Varmepumper Feltmålinger fra Sveits, Tyskland, Danmark og Sverige Luft/vann Væske/vann relativ energisparing (%) CH - luft/vann, væske/vann DE - 40 luft/vann, 80 væske/vann % 80 % 67 % 74 % 64 % 67 % 62 % 58 % 60 % 60 % 50 % rgsp lativn e R rgsp lativn e R 71 % 40 % 50 % 40 % Ekst. bygg Nye bygg Ekst. bygg Nye bygg SE - 1 luft/vann, 4 væske/vann % 75 % 64 % 60 % 60 % 50 % 50 % 40 % 67 % 63 % 69 % 65 % 57 % 53 % 40 % Rad./gulv 7 66 % rgsp lativn e R rgsp lativn e R DK - 12 luft/vann, 138 væske/vann % Rad./gulv Rad./gulv Gulv Rad. Rad./gulv Gulv Ny feltstudie i Norge med 18 luft/vann og væske/vannvarmepumper VVS-foreningen Enova-støttet Ny feltstudie med 20 bergvarmepumper i Sverige Flere andre felt-studier i Europa Feltmålinger viser reell energisparing for hele systemet

8 Varmepumper Instrumentering av anlegget effekt- og energimåling Måling av tulført el.effekt og avgitt varmeeffekt Dokumenterer årlig varmeleveranse og energisparing Kan brukes til å oppdage eventuelle feil med anlegget Med målinger står boligeier står mye sterkere i evt. tvistesak El.måler (kw/kwh) Varmemengdemåler (kw/kwh) Volumstrømsmåler + temperaturfølere + digitalt telleverk Måler avgitt varmeeffekt/-energi fra varmepumpen 8 Separat el.måler for varmepumpeaggregat og pumper men eks. tilleggsvarme (el.varmekolber) gir mulighet for beregne COP Anbefalt for alle luft/vann- og væske/vannvarmepumper

9 Biovarme Pellet som energibærer pelletkjel eller pelletbrenner Funksjon utforming varmeeffekt Helautomatisk tilførsel av pellet fra pelletsilo og optimal regulering av lufttilførsel Noen kjeler har automatisk rengjøring av brenner, avsoting av konveksjonsflater og fjerning av aske kw varmeytelse Typisk 80-95%, lastavhengig Betjening 9 Plasseres i eget fyrrom med skorstein og tilkobles vannbårent varmedistribusjonssystem Virkningsgrad Forbrenningsprinsipp som for pelletkaminer Påfylling av pellet (fra lager), fjerning av aske m.m.

10 Solvarme Solvarme som energibærer varmtvannsberedning Funksjon utforming varmeeffekt Effektiviteten avhengig av solinnstråling, varmebærerog utetemperatur samt solfangerutforming Krever tilleggsvarmesystem (el. varmekolbe) 40-50% energisparing i forhold til elektrisk oppvarming Ingen støy Betjening 10 Plane solfangere og vakuumrørsolfangere Energisparing lydnivå Kortbølget solstråling absorberes i solfangerpaneler, og oppvarmet vann/frostvæske varmer vannet i en akkumulatortank (stort tankvolum) Helautomatisk

11 Norges Naturvernforbund Alternative oppvarmingssystemer til oljefyring Varmepumper luft/vann-anlegg, væske/vann-anlegg (jord-/fjellvarme) Bioenergi ved, pellet (kjel, brenner, kamin m/u vannmantel) Sol solfanger (plan type, vakuumrør) 11

12 Aktuelle rapporter og Byggforsk detaljblader Oppvarmingssystemer for boliger varmepumper Lastes ned gratis fra: 12

13 Takk for oppmerksomheten! FORNYBAR 13 MAI 2012