Smarte oppvarmings- og kjølesystemer VARMEPUMPER. Jørn Stene

Transkript

1 Smarte oppvarmings- og kjølesystemer VARMEPUMPER Jørn Stene SINTEF Energiforskning Avdeling energiprosesser NTNU Institutt for energi- og prosessteknikk 1

2 Høyt spesifikt energibehov i KONTORBYGG! kwh/(m 2 år) Kilde Enova SF 2

3 Smarte helhetsløsninger gir energieffektive bygninger! 3

4 Eksempel på lavenergibygg Telenors kontorbygg Kokstad Smart bygning! Bilde Telenor Eiendom Ferdigstilt 2001 målt spesifikt energibehov 110 kwh/(m 2 år) 4

5 Eksempel på lavenergibygg Bravidas kontorbygg Fredrikstad Smart bygning! Tegning stilt til rådighet av Heidi Mauritzen, Bravida Ferdigstilt 2003 målt spesifikt energibehov 100 kwh/(m 2 år) 5

6 Eksempel på lavenergibygg Sig. Halvorsens kontorbygg Sandnes Smart bygning! Bilde Sig. Halvorsen Ferdigstilt 2006 målt spesifikt energibehov 100 kwh/(m 2 år) 6

7 SMART bygningskropp Tett, godt isolert vinduer med lav U-verdi solavskjerming osv. Smart bygning! SMART ventilasjonssystem Mekanisk/hybrid energieffektiv utforming behovsstyrt god luftkvalitet SMART varme- og kjøledistribusjon Oppvarming relativt lav distribusjonstemperatur behovsstyrt Kjøling relativt høy distribusjonstemperatur behovsstyrt SMART sentral driftskontroll Avansert styring, regulering og overvåkning av alle tekniske installasjoner SMART energisentral Oppvarming energieffektiv varmepumpe + evt. solfangere og biofyrt kjel Kjøling frikjøling fra varmepumpens varmekilde + evt. spisslastkjøling 7

8 Varmepumper for bygningsklimatisering Smart utnyttelse av omgivelsesvarme eller spillvarme VARMEBEHOV (30 til 80 C) Romoppvarming Varmtvann Ventilasjonsluft 100% 20-50% 50-80% VARMEKILDE (-20 til 20 C) Sjøvann Grunnvann Fjell Jord Uteluft Spillvarme KJØLEBEHOV Klimakjøling Datarom TILFØRT ELEKTRISITET 8

9 Grunnvarmebaserte varmepumper Klassifisering av anleggstyper VARMEPUMPE GRUNNVARME Grunnvann Bergvarme Jordvarme Grunnvann fra Grunnvann fra meter dype brønner i meter dype brønner i løsmasser eller fjell løsmasser eller fjell Varmeuttak Varmeuttak fra fra meter meter dype dype fjellbrønner fjellbrønner med med kollektorslanger kollektorslanger Varmeuttak fra horisontale fordamperrør (DX) Varmeuttak fra horisontale fordamperrør (DX) eller kollektorslanger eller kollektorslanger 9

10 Grunnvarmebaserte varmepumper GRUNNVANN for oppvarming og kjøling 10

11 Grunnvarmebaserte varmepumper FJELL for oppvarming og kjøling Varmepumpe 40 mm plastslanger med sirkulerende frostvæske Varmedrift (varmekilde) Kjøledrift (frikjøling) 11

12 Grunnvarmebaserte varmepumper FJELL som termisk energilager oppvarming og kjøling A D B C Kjøledrift Varmedrift + evt. + noe noe kjøleleveranse varmeleveranse fjelltemperaturen synker øker øker 12

13 Varmepumper energisparing Grunnvarmebasert varmepumpe for oppvarming og kjøling Fornybar varme og kjøling 80% 100% Primærenergibehov 20% Oppvarming elektrisitet eller gass Kjøling elektrisk drevet kjølemaskin Oppvarming varmepumpesystem Kjøling frikjøling + varmepumpe 13

14 CO 2 -varmepumper i større bygninger Utvikling av banebrytende varmepumpeteknologi Karbondioksid (CO 2, R744) som arbeidsmedium Ugiftig ubrennbar miljøvennlig meget gode medieegenskaper Basisteknologi utviklet ved SINTEF-NTNU Formidabel suksess med CO 2 varmtvanns-varmepumper 1 million anlegg installert i Japanske boliger ( ) CO 2 - varmepumper i større bygninger f.eks. kontorbygg Kan oppnå høyere energieffektivitet enn konvensjonelle varmepumper Kan dekke varmebehov opp mot C Krever alternativ utforming av varmedistribusjonssystemet Seriekobling av varmelaster med avtagende temperaturkrav Evt. variabel sirkulert mengde (mengderegulering) 14

15 Prototyp CO 2 -varmepumpe Installasjon i kontorbygg i 2008/2009 Prosjektdeltakere Byggherre Teknotherm AS Prosjektpartner Statsbygg Prosjektpartner Forsvarsbygg BIP, delfinansiering Norges Forskningsråd Teknisk ekspertise SINTEF Energiforskning CO 2 -varmepumpe ett-trinns anlegg, kw Varmekilde energibrønner i fjell eller uteluft 15

16 INFORMASJON om varmepumper Grunnvarmebaserte varmepumpesystemer Varmepumper i lavenergibygninger og passivhus Figur IEA Heat Pump Centre 16

17 Takk for oppmerksomheten! SMARTBYGG 17