SBR Svenska Byggingenjörers Riksförbund BYGG B EL B VVS B ANLÄGGNING. Nedanstående är en annons från ÅF

Transkript

1 SBR Svenska Byggingenjörers Riksförbund BYGG B EL B VVS B ANLÄGGNING 609 Nedanstående är en annons från ÅF

2

3

4

5 nr Årgång 51 SBR SVENSKA BYGGINGENJÖRERS RIKSFÖRBUND B BYGG B EL B VVS B ANLÄGGNING ISSN Organ för SBR Svenska Byggingenjörers Riksförbund ANSVARIG UTGIVARE Lars Hedåker REDAKTÖR Margot Granvik, Granvik Produktion Gaffelgränd 1 a, Stockholm Tfn Fax e-brev: granvik@algonet.se ANNONSAVDELNING Björn Mårtenson Lena Rösund Tfn Fax e-brev: husbyggaren@mediarum.se Djursholmsvägen Täby PRENUMERATIONSÄRENDEN Tfn: e-brev: pren@fc.bygging.se PRENUMERATIONSPRISER 1 4 prenumerationer 250: 5 9 prenumerationer 200: 10 eller fler prenumerationer 160: Lösnummer 70: Samtliga priser exkl moms. Plusgiro: Bankgiro: UTGIVNINGSPLAN 2009 Nr 1 v 5 Nr 5 v 37 Nr 2 v 11 Nr 6 v 42 Nr 3 v 17 Nr 7 v 49 Nr 4 v 23 TRYCKERI Prinfo Ystads Centraltryckeri Box 82, Ystad Tfn Fax e-brev: cty@cty.se Husbyggaren är medlem i Sveriges Tidskrifter Upplagan är ex. Kontrollerad av Husbyggaren uttrycker SBRs officiella uppfattning endast då det särskilt anges. Redaktionen ansvarar inte för material som inte beställts. Sidan 20 En av de stora utmaningarna när det gäller fastighetsförvaltning är att ta grepp om energitjuvar, som ventilationen. När det gäller energifrågor handlar det ofta om att trimma och förbättra, till exempel så kan en slang som läggs närmare bergväggen i ett borrhål förbättra värmeväxlingen. Vågkraft kan bli intressant för framtiden och Husbyggaren går igenom läget idag. Likaså tar vi ett grepp över miljöklassningssystemen som tycks skölja som en flodvåg över byggsektorn. Foto: Vattenfall INNEHÅLL 4 Reglerna kring vattenåtgång leder fel i energideklaration 8 Behovsstyrd ventilation sänkte energiåtgången rejält 10 Effektiv styrning av pumpar och fläktar sparar energi 14 Vartannat hus med putsad regelvägg är fuktskadat 16 Slang intill bergväggen ger effektivare värmeväxling 20 Vågkraftverk kan bli stor svensk exportprodukt 24 Så hittar du rätt bland alla miljöklassningssystem 32 Register över miljövänligt byggmaterial utökas 34 Fuktregler gjorde att stål valdes till stomsystem 36 Betong tar upp koldioxid under hela sin livstid 38 Juridik: Miljökonsekvensbeskrivning måste redovisa alternativ 40 IT: Program som miljöbedömer byggprojekt bör mogna 42 Form & Teknik: Det ansvarsfulla i att bygga: att tänka rätt och fritt 46 Debatt: Det behövs inget statligt stöd till miljonprogramshusen 48 Noterat 51 Marknadsnytt 60 Nytt från SBR Bilaga medföljer I nästa nummer: Byggmetoder Innemiljö Tidningen utkommer i vecka 49 nr 6 B 2009 husbyggaren 3

6 FASTIGHETSFÖRVALTNING Vilka faktorer spelar störst roll för byggnadens värmeanvändning? Och varför stämmer inte energideklarationernas syn på bra och dåliga hus överens med energideklaranternas? En studie visar att användningen av varmvatten påverkar deklarationen. Reglerna kring vattenåtgång leder fel i energideklaration Av andreas boström, driftsanalytiker, MKB Fastighets AB i Malmö Energideklarationer var ämnet för ett examensarbete vid KYH s KY-utbildning Energikonsult inriktning energideklarationer i Malmö. Med hjälp av en statistisk analys av över flerbostadshus i Malmö och Eskilstuna kunde ett antal faktorer som samvarierar med värmeanvändningen identifieras. Energi som används till att värma upp varmvatten och varmvattencirkulation har kallats varmvatten. Resterande del av värmeenergin kallas i arbetet uppvärmning. När inget annat anges är samtliga värden uttryckta i kwh/m2, Atemp där Atemp omfattar all uppvärmd area utom garage. Som väntat använder äldre byggnader och hus i kallare klimat mer värme till uppvärmning än de övriga. När det gäller ventilationen visar det sig att mer värme används vid självdragsventilation, mindre vid mekanisk ventilation (F och FT) och minst vid mekanisk till- och frånluftsventilation med värmeåtervinning (FTX). Något förvånande är kanske att varmvattenanvändningen inte verkar påverka den totala värmeanvändningen i någon högre grad. Anledningen är att de byggnader som använder mycket varmvatten i allmänhet använder mindre uppvärmning. Varför de använder mindre till uppvärmning ger arbetet inte svar på. En hög varmvattenanvändning kan tyda på att många personer vistas i byggnaden. Detta ger i så fall upphov till ett högre tillskott av personvärme, vilket i gynnsamma fall innebär att mindre värme behöver tillföras via uppvärmningssystemet. Läget styr användning I MKB s bestånd kan man konstatera att byggnadernas varmvattenanvändning är starkt kopplad till områdets läge. I A- lägen, som ligger i centrum eller i exklusiv centrumnära bebyggelse, ligger varmvattenanvändningen på 28,2 kwh/m 2. I B-lägen, som kännetecknas av centrumnära bebyggelse, ofta från talen, ligger varmvattenanvändningen på 38,5 kwh/m 2. I C-lägen, som kännetecknas av bebyggelse utanför de centrala delarna och hus byggda från 1960-talet och framåt, är varmvattenanvändningen uppe på 45,1 kwh/m 2. I MKB är boendetätheten betydligt högre i C-lägen än i B- och A-lägen. Samtidigt har husen vanligen isolering, vilket ofta saknas i A- och B-lägen. Dessutom har de ofta mekanisk frånluft, som är ett värmeeffektivare ventilationssystem. Sammantaget ger detta en situation där många energieffektiva byggnader i energideklarationerna får samma energiprestanda som betydligt mindre energieffektiva, på grund av en högre varmvattenanvändning. Mellanbyggnad värms upp mest I energideklarationerna talas om tre olika byggnadstyper: friliggande, mellanliggande och gavelhus. Friliggande saknar direkt kontakt med annan byggnad, mellanliggande har kontakt med minst två andra byggnader och gavelhus med minst en. Det visar sig att gavelhus i allmänhet Andreas Boström arbetar som drifts - analytiker på MKB Fastighets AB i Malmö. Han gjorde examensarbetet i samband med KY-utbildningen "Energikonsult inriktning energikonsult" på KYH Malmö. använder mindre uppvärmning än övriga och att mellanliggande byggnader använder överlägset mest uppvärmning. Sannolikt beror detta inte primärt på byggnadstypen, utan är troligen ett utslag av att byggnadstypen samvarierar med andra faktorer som styr behovet av uppvärmning, se tabell 1. Till exempel är andelen gamla hus ( före år 1975) högst bland mellanliggande och lägst bland gavelhus. Självdragsventilation är vanligast bland mellanliggande hus, mekanisk frånluft är vanligast bland friliggande hus och ventilation med vär- Byggnadstyp Friliggande Gavelhus Mellanliggande Antal (st.) Uppvärmning 84,6 80,9 95,9 (kwh/m 2, Atemp) Signifikant Mellanliggande Mellanliggande Friliggande och skillnad mot P<0,0001 P<0,0001 gavelhus P<0,0001 i byggnadstyp båda fallen Tabell 1. Resultatet för analys av samband mellan byggnadstyp och energianvändning till uppvärmning. P anger sannolikheten för att skillnaden i medelvärde enbart beror på slumpen. FÖRFATTAREN 4 husbyggaren nr 6 B 2009

7 meåtervinning är mycket vanligare i gavelhus än andra byggnadstyper. Figur 1. Andelen byggnader som hamnar över (rött område), under (grönt område) respektive inom (blått område) intervallet i referensvärde 2. Kolumnerna representerar förhållan - det mellan olika byggnadstyper (f = friliggande, g = gavelhus och m = mellanliggande). Bred - den på respektive kolumn representerar andelen byggnader inom byggnadstypen av det totala antalet byggnader i undersökningen. Stapeln till höger är ett genomsnitt för samtliga byggnader. Hur bedöms ett flerbostadshus Ett av huvudsyftena med energideklarationerna är att ägare och förvaltare till byggnader ska kunna bedöma om huset är bra eller dåligt sett ur energiperspektiv. Tanken är att detta ska åstadkommas med hjälp av två olika referensvärden: Referensvärde 1 är till för att jämföra byggnaden med de krav som skulle gälla om huset byggdes idag, det vill säga nybyggnadskravet i BBR. Referensvärde 2 utgörs av ett intervall som är tänkt att beskriva hur mycket energi liknande byggnader använder. I energideklarationerna presenteras detta som liknande byggnader använder. Detta referensintervall beräknas matematiskt genom att man utgår från ett specifikt hus i Eskilstuna och tillämpar olika korrigeringsfaktorer för att minska effekten av skillnader i klimat (kommun), byggnadens ålder (byggnadsår), byggnadstyp och värmekälla. Värmekällan antas påverka hela värmeanvändningen medan de övriga tre endast antas påverka uppvärmningen. Byggnad missgynnas Justeringen för klimat fungerar utmärkt när det gäller att jämföra Eskilstuna och Malmö. Åldersjusteringen utgör en kompromiss mellan sanning och enkelhet. Äldre byggnader är lite missgynnade och byggnader byggda precis före ett av bryt - åren 1975 eller 2005 är något gynnade. Fortsättning s. 6 P nr 6 B 2009 husbyggaren 5

8 P Korrigeringen för värmekällan gick inte att studera då dataunderlaget innehöll för få icke fjärrvärmeuppvärmda byggnader. När det gäller korrigeringsfaktorn med avseende på byggnadstyp visar resultaten på helt orimliga konsekvenser. Enligt de inlämnade energideklarationerna använder mellanliggande byggnader 13 procent mer uppvärmning än friliggande, men enligt korrigeringsfaktorn borde de använda 30 procent mindre. Resultatet blir att hela 75 procent av alla mellanliggande hamnar över intervallet i referensvärde 2. Bland gavelhus är det 45 procent och bland friliggande byggnader endast 37 procent som hamnar över intervallet. Mellanliggande byggnader betraktas alltså i allmänhet som sämre än liknande byggnader enbart på grund av att de är mellanliggande, se figur 1. Korrigera varmvattenåtgång När det gäller varmvatten är det svårt att dra några generella slutsatser. I materialet som helhet finns det en del indikationer på att nivån i genomsnitt inte spelar speciellt stor roll. Den fråga som man osökt ställer sig är då hur stor del av högförbrukarnas lägre uppvärmningsbehov som beror på att personvärmetillskottet är högt och hur stor del som beror på skillnader i byggnadens energiprestanda? Arbetet har inte kunnat ge svar på denna fråga, däremot har det konstaterats att det finns byggnader vars varmvattenanvändning är så pass hög att om fastighets - el och uppvärmning exkluderades, hade de ändå fått en högre energianvändning än liknande byggnader. I sådana fall kan med rätta diskuteras om det är vettigt att ta med varmvatten - användningen i bedömningen av energiprestanda, speciellt som fastighetsägaren i allmänhet har mycket begränsade möjligheter att påverka vattenanvändningen. En väg att gå kunde vara att korrigera varmvattenanvändningen så att den del som är större än uppvärmningen inte behöver tas med, eller att korrigera ner varmvattenanvändningen när antalet boende överstiger det antal som byggnaden är anpassad för. Varför misslyckas korrigering Hur korrektionsfaktorn för byggnadstyp i referensvärde 2 kunnat bli så här missvisande är något av en gåta. Tittar man i Boverkets underlagsrapport för referensvärden, finner man endast att en sådan korrigering inte bedömts som intressant. Gräver man lite djupare finner man bland annat ELIB-rapport nr 8, där det konstateras att cirka 17 procent av värmeförlusterna i flerbostadshus sker via transmission genom ytterväggarna. Totalt står transmission för cirka 54 procent av förlusterna. Vid beräkning av referensvärde 2 anses värmeförlusterna genom transmission och ventilation minska med 20 procent om byggnaden har en anslutning till en annan byggnad. Sett till husets totala värmeförluster motsvarar det 16 procent, vilket alltså är samma sak som att det inte sker någon transmissionsförlust genom någon yttervägg över huvud taget! Motsvarande siffra för mellanliggande hus är 22,5 procent av värmeförlusterna. Spelar det någon roll Boverkets syn är att referensvärdena är viktiga för att kunna göra relevanta bedöm ningar av byggnadens energiprestanda och hur denna förhåller sig till byggnader med liknande förutsättningar. Med denna hållning är det naturligtvis allvarligt att referensvärde 2 är missvisande. Dessutom medför det en uppenbar risk att ägare och förvaltare satsar resurser på mellanliggande hus i första hand i stället för att objektivt kunna bedöma var resurserna gör bäst nytta. I förlängningen leder detta till onödigt dyra åtgärder och mindre sparad energi än om informationen varit korrekt. Anpassa till verkliga förhållanden Det bästa hade naturligtvis varit att korrektionsfaktorn för byggnadstyp tas bort, alternativt anpassas efter verkliga eller teoretiska förhållanden. Förhoppnings - vis arbetar Boverket redan på en sådan regeländring. Boverket bör även fundera igenom energideklarationernas regelverk kring varmvatten. Enligt lagen om energideklarationer ska byggnaden deklareras vid normal användning. En väg att gå skulle kunna vara att Boverket i riktlinjer eller allmänna råd ger ut rekommendationer för vad som anses vara normal varmvattenanvändning, och inom vilka gränser det är rimligt att korrigera för onormal varmvattenanvändning. Under tiden är det viktigt att alla som arbetar med eller på annat sätt kommer i kontakt med energideklarationer är medvetna om bristerna. Extra viktigt är detta i kontakten med kunder som annars riskerar att få en felaktig bild av energianvändningen i sina hus. Statistiska analyser Undersökningen har utförts i form av statistiska analyser med hjälp av framför allt Anova och Kruskal-Wallis. I de fall en signifikant skillnad hittats har Tukey-Kramer HSD använts för att bestämma vilka grupper som har en signifikant skillnad. För att avgöra olika byggnaders sannolikhet att hamna inom, över respektive under intervallet i referensvärde 2 har Chi-2 tester använts. Dataunderlaget bestod av byggnader i Malmö och 498 byggnader i Eskilstuna. Byggnader som inte var flerbostadshus, till mer än 50 procent bestod av lokaler eller hade mer än ett uppvärmningssystem, sorterades ut. Kvar fanns byggnader som analyserades. När det gäller kopplingen mellan byggnadens läge och dess varmvattenanvändning har data hämtats från MKB s interna statistik. D Fotnot: Examensarbetet Vad påverkar värmeanvändningen i flerbostadshus? En analys av värmeanvändning för flerbostadshus i Malmö och Eskilstuna jämfört med energideklarationens referensvärde 2 har utförts i samarbete mellan KYH Malmö, MKB Fastighets AB och Lunds tekniska högskola, av - delningarna för byggnadsfysik och installationsteknik. Det presenterades tidigare i år. 6 husbyggaren nr 6 B 2009

9

10 FASTIGHETSFÖRVALTNING Naturvetarhuset vid Umeå universitet är från 1960-talet. Ägaren Akademiska Hus satsade på bästa möjliga installationsteknik vid ombyggnaden. Man fick ett kontorshus med en energianvändning långt under Boverkets byggregler för nya hus. Behovsstyrd ventilation sänkte energiåtgången rejält Av björn åslund, frilansjournalist Utåt sett är Naturvetarhuset en ganska vanlig kontorsbyggnad med byggår Fasaden är original med 100 mm isole - ring. På 1990-talet fick det treglasfönster. För några år sedan genomgick Naturvetarhuset en rejäl ombyggnad, för att bli kontor. Ambitionen inför renoveringen var att bli Umeås energisnålaste kontor, och då skulle varje energiåtgärd vara lönsam, berättar förvaltaren Hans Johansson vid Akademiska Hus. Detta innebar att all gammal installationsteknik åkte ut. Istället kom modern teknik, byggd i en samverkande systemlösning. Resultatet visar vilken potential till energieffektivisering som finns i modern installationsteknik. Och det utan konflikt med krav på bra innemiljö. I mina ögon ett bevis på att det i allra högsta grad är möjligt att kraftigt minska vårt byggnadsbestånds energianvändning idag och det utan att vår inomhusmiljö behöver påverkas negativt, konstaterar Stefan Sandgren som utvärderat byggnadens inomhusmiljö i en C-uppsats för Malmö högskola. Närvarostyr ventilationen Idag ligger den årliga fjärrvärmeanvändningen på cirka 42,5 kwh/m 2, och fastighetselen på cirka 10 kwh/m 2. Detta är i klimatzonen norra Sverige, där Boverkets byggregler (BBR) för nya byggnader till - låter högst 130 kwh för fjärrvärmen. Hans Johansson beskriver ombyggnaden som en realisering av många idéer som han och driftteknikern Erik Lind - blad samlat på sig genom åren. Själva kärnan i energiförbättringen ligger i närvarostyrning av ventilation (tillluft/frånluft) och belysning. En viktig komponent här är aktiva tilluftsdon IDCC med närvarostyrning. Vi har länge provat Lindinvents don inom koncernen. Det har gått igenom barnsjukdomar, men har nu blivit användarvänligt och lätt att sköta, säger Hans Johansson. Boverkets energikrav är väldigt låga, tycker Hans Johansson. Optimerar efter behov Naturvetarhuset har fått ett system som optimerar luftmängd efter behov. Ett tomt rum vilket det oftast är får bara ett lågt grundflöde. Vid närvaro ökar tillluftsflödet, och blir det riktigt varmt ökar det ordentligt. Donen som stänger när det inte är verksamhet i rummen, sparar en massa värme och el, konstaterar han. Tilluften tempereras via två luftbehandlingsaggregat och håller bara 15 grader året runt. Det ger en stor energivinst i uppvärmningen jämfört med normala graders tilluftstemperatur och konstant luftflöde. Med 15 grader blir behovet av tillskottsvärme från fjärrvärmen ett minimum. Värmeväxlarna i ventilationsaggregaten täcker i stort sett hela behovet, säger Hans Johansson. 15 grader ger också luftburen kyla, men kyler inte ned tomma rum, tack vare att luftflödet blir lågt i IDCC-donen. Lösningen har gjort att man kunnat avstå från ett nät för köldbärare och sluppit installera kylbafflar. Det årliga behovet av fjärrvärme för uppvärmning av tilluften blir endast 6 MWh, och det i en byggnad på kvadratmeter (BRA). Systemlösningen med IDCC-donen kan mäta och reglera flödet av tilluft och göra det i balans med frånluften. 230 don samverkar mot två luftbehandlingsagg - regat. Ventilationskanalerna har byggts för att klara en hög luftmängd, men körs på cirka 25 procents kapacitet, vilket ger mycket lågt tryckfall. Det går att hålla lågt tryck (cirka pascal) i aggregaten, och därmed blir elåtgången liten för fläkt - motorerna. Tyvärr överdimensionerade vi motorerna. Hade vi gjort rätt hade vi fått bättre verkningsgrad, konstaterar Hans Johansson. Närvarodetektorn i IDCC-donet sköter släckning av belysningen, om man glömt släcka när man lämnade rummet. Drifttiden är 45 procent lägre än i en jämförbar byggnad, och man räknar att det årligen sparar kwh el. Vi är nu nere på 10 kwh/m 2 fastighetsel och det är långt under andra hus, säger Hans Johansson men medger en viss vansklighet att jämföra med andra hus, då det kan skilja vad som klassas som fastighetsel och hyresgästel. För fjärrvärmeanvändningen 42,5 kwh/m 2 finns viss osäkerhet kring orsakerna: Den låga förbrukningen kan delvis 8 husbyggaren nr 6 B 2009

11 förklaras av värme från hyresgästernas verksamheter. Men det är en av poängerna, att utnyttja internlaster. Energisiffrorna är nyligen uppmätta av WSP Group som en uppföljning av projektet. 42,5 kwh/m 2 är betydligt lägre än jämförelseobjektet Norra beteendevetarhuset också inom universitet som förbrukar 77 kwh/m 2, se tabell 1. Det är en modern byggnad med liknande verksamhet. Målsättningen energisnålast i Umeå bland kontorshus lyckades av allt att döma. Hittills har inte Akademiska Hus hittat några andra kontorshus ens i närheten av Naturvetarens förbrukningssiffror. Oklart vad underhåll kostar Återbetalningstid och ekonomi är alltid intressant vid energieffektivisering. Men några definitiva svar går inte att få, eftersom det är svårt att dra gränserna vid ombyggnaden; vad som är kontorsanpassning eller vad som är energieffektivisering, förklarar Hans Johansson. Men av erfarenheter från koncernnivå vet vi att denna systemlösning innebär en lite lägre investeringsnivå, bland annat då vi sluppit separat kylsystem. Den låga energiförbrukningen är givetvis en vinst, men Hans Johansson förnekar inte att det finns frågetecken för ekonomin på sikt. Det finns en osäkerhet om underhållskostnaderna. Det är oklart om den här nya tekniken håller i längden, exempelvis vad det kan bli för kostnader för reparationer av kretskort och motorer i donen. En annan utmaning han ser är att den valda tekniken ställer höga krav på driftsorganisationen. Det krävs ordentlig kompetens hos de driftansvariga. Tekniken ställer så höga krav, att den inte passar alla fastighetsägare, är hans slutsats. Kan bli bättre Något anmärkningsvärt är att Hans Johansson menar att det är möjligt att komma ännu längre i energieffektiviseringen. Mycket hade kunnat bli bättre. Vi fick inte tillräckligt engagemang under projekteringen av konsulterna, säger han och konstaterar att det ofta brast i kunskap Naturvetarhuset skulle bli riktigt energieffektivt. Idag är fjärrvärmeanvändningen på 42,5 kwh/m 2, och fastighetselen cirka 10 kwh/m 2. Boverkets byggregler (BBR) för nya byggnader tillåter högst 130 kwh/m 2 för fjärrvärmen. Foto: Hans Johansson kring den teknik och systemlösning som valdes. Han tror det är möjligt att spara ytterligare 30 procent. Främst genom att byta till modernare fönster. Men då är man nere på en så låg nivå, att besparingen i kilowattimmar inte blir så stor. Siffror som visar på potentialen finns i beräkningar på byggnadens klimatskal, där man räknat på transmissionsförluster genom väggar, tak och fönster. Med U- värden enligt BBR skulle man kunna nå ett värmebehov på cirka 28 kwh/m 2. Med Akademiska Hus interna energikrav för nyproduktion skulle man nå 24 kwh/m 2. Det här säger ju också något om BBR. Boverket ställer ju väldigt låga energikrav, kommenterar Hans Johansson. Inom Akademiska Hus har den här valda installationslösningen vunnit gehör. Redan pågår en ombyggnad av en byggnad i Umeå, och man planerar för ytterligare en. I dagarna är det invigning av en byggnad i Sundsvall. D Tabell 1. Stapeln till vänster visar ge nom snittlig energianvändning i 123 kontorslokaler upp - mätta i pro jektet Statistik i lokaler (Stil) som gjordes år 2005 av Energimyndigheten. Stapeln i mitten visar energianvändningen i Norra be teendevetarhuset, som också finns vid Umeå universitet, och har liknande verksamhet som Naturvetarhuset. Det är en modern kontorsbyggnad från år 2002 med modern installations teknik som uppfyller dagens BBRkrav. Stapeln till höger visar att Naturvetarhuset har en mycket låg energianvändning. Hittills har Akademiska Hus inte funnit någon annan kontorsbyggnad i Umeå med liknande siffror. Faktaruta Naturvetarhuset i korthet: Närvarostyrning av tilluft på rumsnivå, med Lindinvents tilluftsdon IDCC. Låg temperatur på tilluften; 15 grader. Med värmeåtervinning täcks nästan hela behovet av värme till ventilationsluften. 15 grader ger också luftburen komfortkyla. Väl dimensionerade ventilationskanaler ger lågt tryckfall. Ger lite elförbrukning ventilationsaggregaten. Närvarostyrning av belysning. nr 6 B 2009 husbyggaren 9

12 FASTIGHETSFÖRVALTNING Om styrsystemen för pumpar och fläktar matchar tillförseln mot det verkliga, lokala behovet kan energi sparas. För även om varje pump eller fläkt i sig drar lite så är det totala antalet stort och drifttiderna långa. Effektiv styrning av pumpar och fläktar sparar energi Av per fahlén, professor i installationsteknik, Chalmers Avdelningen för installationsteknik vid Chalmers tekniska högskola bedriver sedan många år forskning med syfte att hitta nya el- och värmeeffektiva lösningar för att klara inomhusmiljön i byggnader. Utgångspunkten är att med hjälp av genomtänkt integration av styrsystem bättre matcha tillförsel med verkligt, lokalt behov helt enkelt att få rätt mängd och rätt kvalitet på rätt plats och vid rätt tid. För att klara detta behövs i många fall ett nytt sätt att utforma de installationstekniska systemen. Teorin för axiomatisk konstruktion visar att varje funktionskrav som ska uppfyllas kräver en separat styrbar variabel och att dubbelfunktioner måste undvikas. Effektivitet är grunden Att kunna styra transporten av luft och värme till och från rum på ett effektivt sätt är grundläggande i detta arbete. Vår utgångspunkt är att först skapa systemlösningar som klarar en given funktion med lågt teoretiskt behov av fläkt- och pumparbete, det vill säga anpassade flöden och låga tryckfall. Det arbete som ändå behöver utföras ska utföras effektivt, med god mekanisk verkningsgrad för strömningsmaskinerna. Slutligen ska elbehovet för att klara det mekaniska arbetet vara lågt vilket kräver effektiva motorer och motordrifter, till exempel optimerade varvtalsstyrningar. Kan få stor påverkan Dagens byggnader innehåller ett stort antal små och medelstora pumpar och fläktar för värme, kyla och ventilation. På grund av att den enskilda komponenteffekten ofta är liten har intresset varit lågt för apparaternas effektivitet. Ett stort antal och långa drifttider ger emellertid en betydande inverkan på el - effekt och elenergi. Även planerat elsnåla system med solvärme, frikyla, värmepumpar etcetera kan därmed få en hög elanvändning. Modern teknik och nya systemlösningar kan teoretiskt minska denna användning med upp till en faktor tio, beroende på applikation. Tar fram rekommendationer Projektarbetet har syftat till att: 1. Kartlägga omfattningen i byggnader av pumpar och fläktar samt deras drift - tider, storleksfördelning och typer. 2. Analysera möjligheterna till effektivisering genom systemutformning, hydraulisk utformning, motorteknik och styrteknik. 3. Sammanställa krav på elmiljö och värdera risker med olika typer av motorstyrningar. 4. Skapa en tvärteknisk forskarmiljö mellan installationstekniker och elektrotekniker. Målsättningen har varit att få fram ett underlag för värdering av besparingspotential, rekommendationer för val av motorer och motorstyrteknik samt nya, energieffektiva systemlösningar för värme, kyla och ventilation. Analyserar potential Projektets första målsättning har varit att identifiera och analysera potentialen för att effektivare utnyttja el för transport av luft och värme i byggnader i direkt relation till faktiska behov. Analysen har haft två huvudsyften: Minskat behov av effekt och arbete för medietransport (luft, värme- och köldbärare; installationstekniska aspekter). Målet är att hitta systemlösningar som minimerar flöden och tryckdifferenser FÖRFATTAREN Per Fahlén är professor i installations - teknik på institutionen för energi och miljö vid Chalmers tekniska högskola. Han har tidigare varit bland annat utvecklings - ingenjör på Cewe och ABB, samt forskningsoch kvalitetschef på SP, enheten för Energiteknik. för givna behov av ventilation, värme och kyla, bland annat genom att utnyttja de möjligheter som ges av ny teknik för motorer och motorstyrningar. Minskat behov av eleffekt och elenergi för att utföra det nödvändiga transport - arbetet (eltekniska frågeställningar). Syftet är att använda nya motorteknologier ihop med lämpliga kraftelektronikgränssnitt mot såväl maskin som anslutande elnät. Analysen har omfattat undersökning av verkningsgrader, erforderliga dynamiska prestanda, elkvalitet samt EMC-påverkan. Arbetet har gett ett underlag för värde - ring av besparingspotential, rekommendationer för val av motorer och motorstyrteknik samt nya, energieffektiva systemlösningar för värme, kyla och ventilation. Det fortsatta arbetet är inriktat mot att demonstrera potentialen för våra idéer i ett antal konverteringsprojekt. Skattad användning Det finns en stor brist beträffande information om typer och driftförhållanden 10 husbyggaren nr 6 B 2009

13 Byggnadstyp Småhus El-användning [TWh/år] Tabell 1. Elanvändning till pumpar (ganska osäkra värden). Idag I framtiden Potential - byggda före ,00 0,130 0,87 - byggda efter ,04 0,012 0,03 Flerbostadshus - byggda före ,29 0,050 0,24 - byggda efter ,02 0,005 0,015 Lokaler 0,60 0,23 0,37 Totalt 1,95 0,43 1,52 Byggnadstyp El-användning [TWh/år] Tabell 2. Elanvändning till fläktar (ganska osäkra värden). Idag I framtiden Potential Småhus 0,64 0,16 0,48 Flerbostadshus 0,90 0,40 0,50 Lokaler 2,90 0,40 2,50 Totalt 4,44 0,96 3,48 för pumpar och fläktar. Det har också varit svårt att få detaljerad information från leverantörer, konsulter etcetera. Energimyndighetens undersökning STIL II är ett försök att ge ett bättre underlag. Vi har, trots detta, inom ramen för vårt forskningsprojekt gjort en bedömning av nuvarande elanvändning till pumpar och fläktar samt besparingspotentialen, se tabell 1 och tabell 2. Värdena för dagsläget är ganska osäkra och verkligheten kan säkert avvika mer än ±30 procent. Tabell 1 visar att den största effektiviseringspotentialen för pumpar finns in - om segmentet äldre småhus. Även lokalsektorn har en betydande användning av el för pumpdrift. Även om elanvändningen för pumpar i nya byggnader är låg i förhållande till det äldre beståndet bör man naturligtvis använda effektiva lösningar vid ny- såväl som vid ombyggnad. Som exempel på ombyggnad kan nämnas konvertering av direktelvärmda småhus till värmepump med vattenburen värme. Där en traditionell lösning ger ett effektbehov av W för pumpar och konvektorfläkt hade det redan idag varit möjligt att klara sig med 50 W (det vill säga procent lägre). Tabell 2 visar att lokalsektorn är viktigast när det gäller effektivisering av fläkt - drift. Tillsammans erbjuder området pumpar och fläktar en teoretisk besparingspotential av 3 5 TWh, beroende på hur omfattande åtgärder som vidtas och hur stor den faktiska användningen är i Figur 1. Luftbehandlingsaggregat: a) Traditionell, seriell uppbyggnad, b) alternativ, parallell konstruktion. Även luftrening kan hanteras parallellt. F = fläkt, FI = filter, LV = luftvärmare, LK = luftkylare, P = pump, VÅV = värmeåtervinnare (index F = frånluft, T = tilluft). dagsläget. Bara genom att välja bästa teknik för småhusens cirkulationspumpar och fläktar kan besparingen bli nästan lika stor som hela den svenska vindkraftproduktionen till en avsevärt lägre kostnad. Nya systemlösningar Baserat på en teoretisk analys avseende var de största transportförlusterna uppstår i värme-, kyl-, och ventilationssystem har vi föreslagit några alternativa systemlösningar. Dessa lösningar syftar till att skilja distributions- och värmeöverföringsarbetet för pumpar och fläktar, vilket ger fler frihetsgrader i systemutformningen och möjligheter att optimera respektive flöde och tryckfall. Vårt arbete identifierar två intressanta möjligheter: Parallella luftbehandlingsaggregat ersätter de traditionella, seriellt uppbyggda aggregaten (se figur 1). Direktstyrda, decentraliserade pumpar och fläktar ersätter traditionell reglering med ventiler och spjäll (se figurerna 2 och 3). Parallella aggregat Moderna VAV-system utnyttjar typiskt sina eftervärmare < 5 procent och sina kylare procent av drifttiden medan värmeåtervinningen går nedreglerad en stor del av året. Ändå ligger värmeväxlarna med fullt tryckfall årets alla timmar. Parallell utformning ger möjlighet att cirkulera luften genom växlarna enbart vid behov. Genom att frikoppla värme - överföringen från ventilationsflödet får man helt nya möjligheter att optimera förhållandet mellan överförd värme och totalt elbehov för medietransport på luft och vätskesidan. Decentraliserade pumpar och fläktar Det traditionella sättet att distribuera luft och vatten till olika slutapparater som tilluftsdon, värmare och kylare är via centralt placerade fläktar och pumpar. Fördelning och lokal styrning sker med hjälp av strypningar (spjäll, ventiler) för balansering och reglering. Denna typ av styrning behöver så kallad auktoritet, det vill säga styrventilen/styrspjället ska ha det avgörande inflytandet på flödets storlek. Därmed måste tryckfallet över den Fortsättning s. 12 P nr 6 B 2009 husbyggaren 11

14 tydligt färre komponenter, ett tryckfall som är procent lägre och i princip inte behöver någon injustering. Samtidigt får man också ett system som är lätt att förändra; ingen omjustering behövs när man lägger till eller tar bort enheter. Den teoretiska driveffekten sjunker nu med flödet upphöjt till tre. En halvering av flödet ger en minskning med en faktor åtta! P Figur 2. Pumpeffekt som funktion av reglerad värmeeffekt (nedreglering). Figur 3. Princip för värmesystem med central respektive decentral pump. temperaturreglering styrda strypningen ge det största enskilda bidraget till systemets tryckfall. Ofta projekterar man för minst 50 procent auktoritet vilket innebär att vid dimensionerande förhållanden kommer mer än halva tryckfallet att ligga över den styrda strypningen. Vid nedreglering av flödet ökar den relativa andelen. Dagens sätt att använda varvtalsstyrda pumpar och fläktar är ganska primitivt flödesreglering med pump flödesreglering med ventil Figur 4. Pumpeffekt som funktion av tiden vid reglering av värmeeffekt i ett verkligt värmesystem. Den övre figuren avser temperaturreglering (konstant flöde) respektive flödesreglering med tvåvägsventil. Den nedre visar flödesreglering med direktstyrd pump. och är i första hand ett sätt att underlätta för strypregleringen. Det teoretiska effektbehovet minskar med denna lösning linjärt med flödet. Genom att ersätta flödesregulatorn (spjäll, ventiler) med en lokalt placerad, direktstyrd fläkt/pump kan man ersätta både den centrala fläkten/pumpen och dess tillhörande balanserings- och reglerenheter. Därmed får man ett system som har be- Tillämpningar Principen med decentraliserade pumpar och fläktar kan tillämpas på de flesta värme-, kyl- och ventilationssystem. Exempel som testats är reglering av vätskeflöden till luftvärmare och luftkylare i till - luftsaggregat (se figur 2), radiatorer (se figur 3), luftkylare i kyldiskar och fläktkonvektorer. Vi kommer även att testa att ersätta kombinationen centrala fläktar och VAV-boxar, samt liknande lösningar, med lokalt placerade, direktstyrda fläktar. En förutsättning för att metoden ska ge en energibesparing är att de små enheterna inte har alltför mycket lägre verkningsgrad än de stora. Verkningsgraden bör i princip inte vara lägre än 50 procent av den för stora enheter. I och med utvecklingen av elektroniskt kommuterade likströmsmotorer med permanentmagnet har det skett en dramatisk förbättring av verkningsgraden för små pumpar och fläktar. Från gamla värden runt fem procent är man nu uppe i cirka 40 procent totalverkningsgrad (pump plus motor). Figur 2 visar skillnaden i eleffektbehov med decentral, direktstyrd pump istället för traditionell ventilreglering (shuntgrupp eller tvåvägsventil). Resultaten kommer från laboratoriemätningar. Vid nedreglering till 50 procent av dimensionerande effekt är effektbehovet för den direktstyrda pumpen < 15 procent av det ventilreglerade alternativet och vid 20 procent värmeeffekt < 3 procent. I Tyskland har en av våra samarbets - parter (Wilo) genomfört tester i flerbostadshus där radiatortermostaterna ersatts med små, varvtalsstyrda pumpar. Dessa matas med 10 V DC via tvåtråds signalkabel. Maxeffekten per pump är cirka 1 W, vilket är mindre än effekten till ett termiskt ställdon för fjärrstyrd ventil - reglering. Figur 4 visar egna mätningar av pump - effekten till ett värmesystem i ett kon- 12 husbyggaren nr 6 B 2009

15 torshus (4a) samt simulerade värden på motsvarande effekt för ett distribuerat pumpsystem (4b). Observera att skalan för pumpeffekt är 20 gånger mindre i 4b! Högre flexibilitet Pumpar och fläktar varvtalsstyrs idag oftast för att hålla konstant tryck. Detta görs i första hand för att underlätta balanse - ring och reglering av systemen och bara delvis för att faktiskt uppnå betydande energibesparingar. Vi har i vårt projekt visat på intressanta möjligheter att göra installationstekniska system som, i jämförelse med traditionellt utformade system, har: bättre energieffektivitet (lägre tryckfall, bättre anpassning mellan tillförsel och lokalt, verkligt behov) reglerauktoritet utan extra tryckfall, central inställning av lokala flöden enkel möjlighet till framkopplad regle - ring som tar hänsyn både till interna och externa laster färre komponenter och minskat behov av injustering/balansering högre flexibilitet vid nykonstruktion (fler frihetsgrader) högre flexibilitet vid om- och tillbyggnad Nu lämnar vi datorn och labbet för det spännande arbetet med att testa möjligheterna i verkliga system! D Fotnot: Två doktorander arbetar i projektet för att effektivisera medietransporter. Tekn lic Caroline Markusson studerar systemlösningar och strömningsmaskiner medan tekn lic Johan Åström fokuserar på motor - utveckling och optimering av motordrifter. Arbetet finansieras av Göteborg Energi, Formas-Bic, Cerbof samt 24 företag, där - ibland fastighetsförvaltare, konsulter, entreprenörer, energiföretag, pump- och fläkttillverkare, styr- och reglerföretag, motordriftleverantörer, mjukvaruutvecklare med flera. Fönster för generationer H-Fönstret i Lysekil tillverkar aluminiumfönster med träklädd rumssida och överlägsen livslängd. Skräddarsydda för fönsterbyten samt prisvinnande nyproduktion. H-Fönstret AB Gåseberg Lysekil Tel Fax nr 6 B 2009 husbyggaren 13

16 FASTIGHETSFÖRVALTNING Mer än vartannat undersökt hus ned putsade regelväggar är fuktskadat. Det visar SP Sveriges tekniska forskningsinstituts undersökning av 821 putsade hus runt om i Sverige. Ombyggnaderna kan kosta miljarder. Vartannat hus med putsad regelvägg är fuktskadat Av margot granvik, redaktör Husbyggaren SPs slutrapport visar att många byggnader med väggkonstruktioner som består av en träregelvägg som isolerats med styrencellplast eller styv mineralull direkt utanpå en yttre skiva av gips eller plywood och där puts applicerats på isole - ringen, har fuktskador. För redan byggda väggar där man misstänker skador rekommenderas noggranna undersökningar. Rapporten har tagits fram av Ingemar Samuelson, professor vid SP Sveriges tekniska forskningsinstitut och Anders Jansson, forskare på SP, på uppdrag av Svenska byggbranschens utvecklingsfond, SBUF, och FoU-Väst. Vatten har trängt in Syftet med projektet var att kartlägga omfattningen av fuktskador i putsade, enstegstätade väggar, utvärdera konstruktioner med avseende på fuktsäkerhet, ta fram lämpliga åtgärder för redan byggda, skadade väggar och att ge förslag till fuktsäkra konstruktioner. Det totala antalet byggnader som undersökts är 821. Av dessa är 671 enbostadshus, 149 flerbostadshus och ett kontorshus. Inventeringarna visar att det förekommer fuktskador och högt fuktinnehåll i många byggnader. Skador förekommer i hela Sverige utom i norr, konstaterar Ingemar Samuelson. De flesta skador har orsakats av att vatten trängt in vid otätheter. Redan små sprickor och otätheter kan ge skador. Anslutningen mellan fönster och vägg, infästning av stuprör och lampor, genomföringar vid balkonger och skärmtak är exempel på detaljer som har varit svåra att få täta. Åtgärder i byggda väggar Ett råd till de fastighetsägare som misstänker att de har problem med sin putsade, enstegstätade träregel vägg är att låta genomföra en inventering av skadeutredare med kunskap om mätteknik och hur resultaten ska tolkas. Skadat mate rial ska bytas och detaljer ska tätas på ett hållbart sätt (till exempel med två stegstätning, som innebär att vatten som kommer in leds ut). Förekommer det omfattande tecken på fukt och skador vid inventeringen behöver hela väggen byggas om, säger Inge - mar Samuelson. Andra konstruktioner utvecklas Vid provningar i full skala i SPs laboratorium har regntätheten hos olika väggsystem och olika detaljlösningar kontrollerats vid olika regn- och vindbelastning. Provningarna visar att det går att få väl 1.a sidan av SBUFs rapport Informationsblad från SBUF. fungerande väggar i laboratoriemiljö om detaljerna utförs så att vatten som kommer in också leds ut. I rapporten diskuteras tre konstruktionsprinciper för putsade regelväggar. Med väl genomtänkta och rätt utförda detaljer fungerar de vid provning i laboratorium. Tvåstegstätad, dränerad vägg med tåliga material och väl utförda detaljer. Tvåstegstätad, dränerad och ventilerad vägg med tåliga material och väl utförda detaljer. Modifierad, enstegstätad vägg med tåliga material och väl utförda detaljer. D Tabell: SP Fotnot: Informationsbladet SBUF Informerar 09:12 finns på och hela rapporten En undersökning om fuktproblem i putsade husfasader som har träregelväggar men ingen dränerande luftspalt finns på 14 husbyggaren nr 6 B 2009

17

18 ENERGI & MILJÖ Bergvärmepumpar kan göras effektivare. Räfflade slangar minskar värmemotståndet på insidan. Ju närmare bergväggen slangen kommer, ju bättre kan värme - växlingen ske. Och koldioxid kan bli en bättre köldbärare än en etanolblandning. Slang intill bergväggen ger effektivare värmeväxling Av josé acuña, doktorand, KTH Bergvärmepumpar har haft stor framgång i Sverige och andra länder. Det är vanligt att värma hus och även kyla stora byggnader med berggrunden som värmekälla/värmesänka för värmepumpar, som har bevisat hög effektivitet och lönsamhet. Statistik om Sveriges värmepumpar har visat att de är 300 procent effektiva. De levererar tre gånger mer värme än den som man betalar för. Två tredjedelar av energin kommer från marken och är gratis. Dessutom kan effektiviteten bli myc - ket högre om man använder sådana system för att kyla, som börjar materia - liseras med stora anläggningar som Vällingby centrum, Ikea Uppsala, Ikea Malmö, med flera. Fungerar som kylskåp När man använder bergvärmepumpar för att värma hus, fungerar de som ett kylskåp som plockar energi ur maten så att Figur 1. Testrum. Foto: José Acuñ a maten blir kallare och sedan skickar bort värmen till baksidan av kylskåpet. Man tar energi ur berget och skickar in energin i fastigheten för att värma upp lokalerna och tappvarmvattnet. Det som gör att berggrunden blir en attraktiv energikälla är att den håller en relativt konstant temperatur året om, oberoende av ändringar i lufttemperaturen. Detta möjliggör att man kan ha ett tryggt och driftsäkert system som konstant kan leverera värme och kyla till alla typer av byggnader med bra livslängd. Markens ostörda temperatur strax under markytan varierar på olika områden i världen. Den kan uppskattas som årets medelvärde av uteluftstemperaturen på ett visst ställe. I Stockholm, till exempel, är bergets medeltemperatur cirka 8 grader Celsius vid 150 m djup (normala djup för borrhål), vilket ligger nära uteluftstemperaturens medelvärde. Temperaturen i berget kan förväntas öka med djupet med 1,5 grader Celsius per 100 meter. FÖRFATTAREN José Acuña är teknologie magister inom maskinteknik med inriktning mot Sustainable Energy Engineering. Han är doktorand på institutionen för energiteknik vid KTH, och med i projektet Effektivt utnyttjande av energibrunnar för värmepumpar. Trots att bergvärmepumpar redan är mycket effektiva finns det fortfarande aspekter som kan förbättras för att göra dem ännu bättre. Detta är ett av målen med Energimyndighetens forskningsoch utvecklingsprogram EFFSYS2, där bland annat projektet Effektivt utnyttjande av energibrunnar ingår. Med energibrunnar avses bergborrade hål som utnyttjas för att utbyta värme med berget via en värmepump. Projektet genomförs vid institutionen för energiteknik på KTH, där noggranna temperaturmätningar genomförs i flera borrhål med bland annat Distributed Temperature Sensing (DTS) teknologi, en avancerad temperaturmätmetod som ger noggranna mätningar varannan meter längs borrhålsdjupet. Figurerna 1 och 2 visar hur testanläggningar ser ut. Studiens syfte är att ta fram rekommendationer för att utbyta värme med berget på ett effektivare sätt än det görs idag. Vatten bär bättre än luft I Sverige är de flesta energibrunnarna naturligt fyllda med grundvatten, fast vanligtvis inte ända upp till ytan. Borrhåls- 16 husbyggaren nr 6 B 2009

19 längden som är vattenfylld kallas för aktiv borrhålslängd, detta på grund av att värmeöverföringen mellan köldbäraren och berget sker betydligt bättre genom vatten än genom luft. Värmetransporten i marken sker huvudsakligen genom värmeledningar, och värmeflödets storlek är proportionell mot temperaturgradienten och bergets värmeledningsförmåga, som har stor betydelse för markvärmeväxlarens totala borrhålslängd. Idag finns det en standardprocedur, ett så kallat termiskt responstest som kan tillämpas vid dimensionering av bergvärmepumpinstallationer, speciellt av större anläggningar. I Sverige finns det utrustning för denna mätning på Luleå tekniska universitet och på Kungliga tekniska högskolan. Figur 2. Forskningsborrhål. Temperaturen mäts både inne i kollektorn och i vattnet utanför i princip varje meter ned. Mätverktyget ger en bild av exakt vad som händer i borrhålen vid olika driftförhållande. Foto: José Acuñ a Hamnar långt från vägg Den dominerande metoden för att hämta energi från berget är att växla värme genom cirkulation av en vätska (köldbärare) mellan en värmepump och en energibrunn i ett slutet system. Borrhålets dia meter brukar vara mellan mm, vilket betyder att det nästan inte syns och att det tar liten plats på markytan. Köldbäraren cirkuleras genom en slang som förs ner i borrhålet, så kallad markvärmeväxlare eller kollektor. Denna består i de flesta fall av en polyeten slang (PE40x2,4 mm) med U-form, det vill säga en slang ner och en upp som är hopsvetsade i borrhålsbotten. Detta är inte det effektivaste sättet att växla värme med berggrunden. Med en borrhålsdiameter 140 mm och slangar som är 40 mm i diameter hamnar slangarna ofta onödigt långt från borrhålsväggen. Dessutom har vi experimentellt konstaterat att det finns termiskt shuntflöde mellan slangarna, som innebär att inte all värme som utbyts med berget kommer fram till borrhålstoppen. Dock är U-rörskollektorer säkra och lätta att installera, och har en relativt låg kostnad. Minskar termiskt borrhålsmotstånd KTH testar olika markvärmeväxlare för att kunna visa på metoder som effektiviserar användningen av borrhålen. Några kollektorer som testas visas i figur 3. Från vänster till höger, en U-rörskollektor med inre räfflor, en koaxial kollektor med fem yttre kanaler och en cent rumkanal, och ett vanligt U-rör med kläm mor som separerar slangarna från varandra och placerar dem nära berget. Tanken med räfflorna är att minska den termiska resistansen som finns på slang - ens insida. Förutom denna resistans finns det två motstånd till som orsakas av: rörets material och tjocklek samt grundvattnet eller fyllnadsmaterialet som finns mellan slangarna och berget. Detta förklarar varför vi testar olika metoder för att lokalisera kanalerna så nära bergväggen som möjligt. Syftet är att minska det totala termiska borrhålsmotståndet som finns mellan köldbäraren och borrhålsväggen. Genom att minska borrhålsmotståndet hoppas vi kunna visa på metoder för att förbättra dagens system med 10 procent. Hög halt etanol Vätskan som vanligtvis cirkuleras runt i markvärmeväxlarna är (i kalla länder) en blandning av vatten med olika frys - skyddsmedel, eftersom det finns en risk för att vatten fryser på grund av de låga temperaturerna. Frysskyddskapaciteten beror på koncentrationen, och detta anpassas till hur kall temperatur man har på ett visst ställe. I Sverige är det vanligt att använda 30- procentig blandning av etanol plus 70 procent vatten, som ger frysskydd ner till minus 15 grader Celsius. Etanol är en miljövänlig produkt som i allmänhet inte skadar miljön omkring borrhålet vid eventuellt läckage. Denna vanliga koncentration av frys - skyddsmedel verkar vara onödigt hög åtminstone i Stockholm och södra Sverige och detta leder till sämre värmeöverföring och högre tryckfall än nödvändigt. Ju högre etanolhalt desto högre viskositet, vilket betyder att man skulle behöva en starkare cirkulationspump och därför högre elförbrukning, som sedan noteras på elräkningen. I våra testanläggningar har vi minskat etanolhalten till 20 procent för att undersöka om halten är lämplig. För att temperaturnivåerna ska hålla sig vid normala nivåer krävs det att systemet är väldimensionerat. Borrhålsdjupet måste anpassas Totalkostnaden för bergvärme påverkas kraftigt av kostnaden för borrhålen. Att borra en energibrunn kostar cirka 250 kronor per meter. Borrhålsdjupet är normalt mellan 120 och 200 m för en familjevilla, men det beror på effekten som man vill ta ur berget. Man brukar dimensionera borrhålet så att man får ut mellan Watt per meter värme från ett borrhål. Ett längre borrhål är fördelaktigt då det ger högre temperatur i borrhålet och därmed högre värmefaktor för värmepumpen. Däremot finns det en större risk för termisk kontakt mellan den nedåtgående och uppåtgående slangen. Detta beror självklart på hur snabbt köldbäraren cirkulerar i slangarna. Fortsättning s. 18 P nr 6 B 2009 husbyggaren 17

20 Figur 3. Olika markvärmeväxlare som testas. Foton: Mouvitech, KWH Pipe, Finland och José Acuñ a P En annan viktig del av projektet är samarbetet med företaget ETM Kylteknik, inom några försök för tvåfas termosifon. Detta består av att använda koldioxid som köldbärare. Byter fas vid höga tryck Vid de temperaturnivåer som man brukar ha i Sveriges berggrund kan koldioxiden vid höga tryck byta fas mellan flytande form och gasform. Detta fasutbyte orsakar att densiteten ändras och att vätskan förflyttar sig på egen hand. Vi jobbar med att demonstrera och visa på metoder för att göra detta på ett lätt sätt så att vi ska kunna effektivisera dagens bergvärmepumpar med ytterligare 10 procent. Om Sveriges bergvärmepumpar antas ge 6 TWh värme per år, skulle det genom projektets framgång innebära en bespa - ring av 0,2 0,4 TWh per år. Med dagens elpris cirka 0,9 kronor per kwh skulle detta betyda en total besparing på miljoner kronor per år för konsumenterna. Ur miljösynpunkt, med tanke på att elektriciteten i Sverige kommer mest från vattenkraft och kärnkraft som är kol - dioxidfria energikällor, skulle utsläppen av CO2minska med ton per år. Genom att tillämpa våra resultat kommer vi att ha två potentiella/alternativa konsekvenser: 1. Vi behåller dagens borrhålsegenskaper och ökar effektiviteten på hela systemet genom bättre värmeöverföring, genom procent effektivare bergvärmepumpar. 2. Vi minskar dagens borrhålsdjup och behåller dagens effektivitet. D Fotnot: Studien på KTH görs i samarbete med 33 industripartners: Avanti System AB, Brage Broberg, Brunata, Comsol Multiphysics, Cooly, Cupori AB, DTI, ETM Kylteknik, Extena, Geosigma, Grundfos, Hydro - research, Högalids elektriska, IVT, Lowte, Lämpöässä, Manil Bygg, Mateve Oy, Muovi- Tech, NeoEnergy, Nibe, Nordahl fastig - heter, Palne Mogensen AB, Pemtec AB, SEEC AB, Svep, Sweco, Thermia, Thoren, Tommy Nilsson, Uponor, Wilo och Äska rör. Se mer på 18 husbyggaren nr 6 B 2009