Fredrik Karlsson, Sweco Sverige

Transkript

1 Fredrik Karlsson, Sweco Sverige 1

2 Dagens program Uppvärmning Varmvatten Kallras Ventilation Kyla Energibehov 2

3 VÄRME 3

4 Effektbehovet - hur stort blir det? Var krävs värmen? Distribution luftvärme, vattenburen värme Geometrin är viktig 4

5 Exempel - Kontorsrum Fönster: U = 0,8 W/m2K, A =1,5 m2 Yttervägg: U = 0,1 W/m2K, A = 2,5 x 3 1,5 = 7,5 1,5 = 6 m2 UA = 0,8 x 1,5 + 0,1 x 6 = 1,8 W/K P = UA x T = 1,8 x (20-(-20)) = 72 W Interna laster: 1 dator = 150 W 1 person = 70 W Belysning = 40 W =260 W 5

6 Exempel Kontorsrum i hörn Fönster: U = 0,8 W/m2K, A =1,5 m2 Yttervägg: U = 0,1 W/m2K, A = 2,5 x (3+4) 1,5 = 17,5 1,5 = 16 m2 UA = 0,8 x 1,5 + 0,1 x 16 = 2,8 W/K P = UA x T = 2,8 x (20-(-20)) = 112 W Interna laster: 1 dator = 150 W 1 person = 70 W Belysning = 40 W =260 W 6

7 Det behövs värme i ett passivhus Stödvärme motsvarande 15 W/m 2 Tappvarmvattenbehovet lika stort eller större än uppvärmningsbehovet Effektmässigt är tappvarmvattnet störst 7

8 Energianvändning Lindås Totalt 8279 kwh/år Medelvärde alla hus 4020 hush varmv eftervärme fläktar

9 Energy kwh requirement Middle house Gable house 9

10 Duration curve for household electricity 5000 [W] 5000 [W] [h] [h] 10

11 Duration graph for space heating and fans 11

12 DHW 12

13 Varmvatten I sjukhus krävs varmt vatten året runt, för legionella problem Lokala lösningar med spetsvärmare som nyttjar solvärme när detta är möjligt. VVC-behovet är stort i alla lokaler, sjukhus, kontor etc. I kontor varmvattenbehov ca 5 kwh/m 2, år, VVC-behovet är ungefär lika stort. Återvinning av avloppsvatten?? Förvärmning av tappvarmvatten från returen på kylsystemet?? 13

14 Återvinning ur avloppsvatten 14

15 Värme el eller varmt vatten Alternativ för att fixa uppvärmningsbehovet för lokalkomfort Elpatron Vattenburet system med vatten från: Fjärrvärme Bergvärmepump Luftvärmepump Biobränsleeldad panna/pelletskamin Fundera över gemensam värmecentral 15

16 Vad är lönsamt? Sammanställning av årsenergibehov för alternativen Uppdragsnr: kwh/m kwh/år Gräns 30 kwh/kvardatmeter Övrigt Fläkt-el Olja Kyla Värme El el+solvärme Central LVP+sol+el Central BVP+sol+el Central pelletsanläggning +sol+el Alternativ 16

17 Sammanställning av LCC-värden för alternativen på 20 år per ett hus Uppdragsnr SEK Energi Underhåll Investering Alternativ el+solvärme Central LVP+sol+el Central bergvärme+sol+el Central pelletsanläggning 17

18 Kulvert Minska kulvertförluster Förluster: 6 W/m till 12 W/m Antag 10 meter rör till ett hus på 100 m 2 : Förluster = 60 W, d v s 0,6 W/m 2 18

19 Kallras Radiator Konvektor Påblåsning Strålningsvärmare Bilder från ullmanncc.se 19

20 Energiberäkning Hela byggnaden Objekt Rydboholm, Åkersberga Dimensionerande utetemp -20 Atemp 273,4 Årsmedeltemp 6,6 Innetemperatur 22 Interna laster 50 kwh/m2 Gradtimmar ,3 C U-värden Area UA alfa Fasad (ink fönster) 0, ,3 Tak 0,2 273,4 54,7 Golv 0,45 273,4 123,0 1 Dörrar 2,1 14,7 30,9 Fönster 1,4 7,8 10,9 752,3 246,8 W/C 0,33 Ventilationsflöden Cp 1010 rå 1,2 timmar med verksamhet per dag Verkningsgrad VVX 0,8 grundflöde l/s Självdragsflöde, 0 Ventilationseffekt grundflöde 0,0 självdrag 0,0 0 Totalt 0,0 W/C 0,0 Energibehov 23355,7 kwh Dimensionerande effekt: 10,4 kw 85 kwh/m2 20

21 Energiberäkning Hela byggnaden Objekt Rydboholm, Åkersberga Dimensionerande utetemp -20 Atemp 273,4 Årsmedeltemp 6,6 Innetemperatur 22 Interna laster 50 kwh/m2 Gradtimmar ,1 C U-värden Area UA alfa Fasad (ink fönster) 0, ,3 Tak 0,1 273,4 27,3 Golv 0,45 273,4 123,0 1 Dörrar 2,1 14,7 30,9 Fönster 1,4 7,8 10,9 752,3 219,4 W/C 0,29 Ventilationsflöden Cp 1010 rå 1,2 timmar med verksamhet per dag Verkningsgrad VVX 0,8 grundflöde l/s Självdragsflöde, 0 Ventilationseffekt grundflöde 0,0 självdrag 0,0 0 Totalt 0,0 W/C 0,0 Energibehov 20768,3 kwh Dimensionerande effekt: 9,2 kw 76 kwh/m2 21

22 VENTILATION 22

23 Ventilationssystem Syftet med ventilation är att transportera bort luftföroreningar och dålig luft och ersätta den med frisk luft Kall uteluft tas därmed in och måste värmas upp detta går att göra med luften som tas ut En bra värmeväxling leder till låga värmeförluster 23

24 Minska värmeförlusterna - värmeväxla Uteluft Tilluft Avluft Frånluft Frånluft Sommarförbigång 24

25 Ventilation och energi Syftet med ventilation är att ta bort föroreningar och tillföra frisk luft till rummet Flödet, trycket och drifttiden påverkar energibehovet i ventilationsanläggningen Påverkan på byggnadens elbehov Påverkan på värmebehovet pq P fläkt = Drifttid η P = q ρ C p, luft ( ) T T till ute 25

26 Möjligheter att påverka energianvändningen Flödet och drifttiden Trycket Ventilera inte mer än nödvändigt Minska flödet nattetid? Låga tryckfall, undvik spjällstyrning Effektiviteten pq P fläkt = η Använd eleffektiva fläktar VAV för anpassad ventilation (lokaler) Värmeåtervinning P = q ρ C p, luft ( T T ) till ute FTX ökar tryckfallet men minskar värmebehovet, minskar värmeffektbehovet 26

27 Från aggregat till rum Energieffektiva fläktsystem CAV/VAV Effektiv distribution lägre flöden med samma effekt, lägre temperaturdifferens med samma effekt. Energibehov Luftflödesbehov 27

28 Typer av värmeväxling 28

29 Minerga 80% Korsström, motström, korsström <1500 l/s 29

30 Voltair via Kraft och Kultur 90% verkningsgrad (!) <1800 l/s (6500 m3/h) 2-stegs Motströmsväxlare i polykarbonat 30

31 Exhausto Aggregat med verkningsgrad 80-85% Motströmsväxlare <625 l/s 31

32 Värmeväxlare med hög verkningsgrad 32

33 Godkända aggregat från passivhusinstitutet 33

34 Tumma inte på luftkvalitén välj en bra värmeväxlare 34

35 Olika lösningar FTX (mechanical ventilation with heat exchanger, balanced ventilation) En per lägenhet/våningsplan/kontorsdel Gemensamt aggregat överför värme från olika verksamheter I passivhus räcker ventilationsluften till för att bära den värme som krävs Utnyttjar befintligt system Sämre reglerförmåga?? 35

36 36

37 Centralt aggregat 37

38 Ventilationssystemet VVX med 80% verkningsgrad, ibland 95% ibland 60% REC Temovex motsströmsväxlare Luftburen värme (?) Tilluftsdon i tak på nedervåning och vid golv på övervåning 38

39 Ventilationsdon 39

40 Att tänka på kring ventilation i lågenergihus Placera värmeväxlare nära uteluftsintag för att inte kyla ner byggnaden Tänk till kring val av don, tänk på att luften både kan vara varmare och kallare än inomhusluften Aggregaten kan bli stora för att uppnå hög återvinningsgrad mer utrymme Använd sommarförbigång i värmeväxlare Möjlighet till nattvädring nödvändigt 40

41 Kyla 41

42 Innetemperaturer i ett lågenergihus C innetemp 40,0 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 Högre lägstanivå C13T1 C13T2 C14T1 C14T2 C15T1 C15T2 C16T1 C16T2 0,

43 Kyla Hur tillför vi kyla på ett passivt sätt? Frikyla från ventilationsaggregat Nattkyla Förkyla/Förvärmning via mark Vikten av solavskärmning, minska internvärme energieffektiva prylar 43

44 Minska kylbelastningen först Markiser yttre solavskärmning Solfilm Screentryck (minskar solinstrålningen med 50%) Utskjutande tak Växtlighet Planera byggnaden i landskapet Reflekterande tak 44

45 Passiva kylmetoder Solskorstenar Jordkanaler (även för värme vintertid) 45

46 Jordkanaler Förvärmning/Förkylning av tilluften i jordkanal 46

47 47

48 Exempel Västerås 48

49 Exempel Västerås Beräknad specifik energianvändning: kwh/m 2, år (exkl. hushållsel) Beräknad värmeeffekt: Gavelhus 17 W/m 2, mittenhus 15 W/m 2 Ventilationssystem: FTX-systemm varje lägenhet har eget aggregat Varmvatten samt tillsatsvärmebatterier värms från en gemensam fjärrvärmeväxlare Täthet uppmätt till 0,18 l/s, m 2 omslutande area 49

50 KONTROLL FÖR BRA RESULTAT 50

51 Kontroll i byggskedet Byggnadens täthet med tryckprovning Mätning av fukthalt i enlighet med fuktsäkerhetsbeskrivning Buller från ventilation mäts i alla rum, speciellt sovrum Tilluftens temperatur vid maximal värmeeffekt Eventuella köldbryggor kontrolleras med värmekamera/temperaturmätning Luftflöden i ventilationsaggregat mäts Använd en energisamordnare för att hålla ihop projektet JOBBA TILLSAMMANS!! 51

52 Alla ska med! Dagens entreprenader Partneringentreprenad Stafettväxling Programhandling / Projektering Genomförande Garantitid Workshop med t ex målformulering, klargöra förväntningar, roller och behov teambuilding, identifiera möjligheter och hinder, utforma arbetssätt. 1dag Introduktion för nytillkomna, minivariant av workshop t ex. halvdag Uppföljningsträff. Analys, reflektion. Förbättringsåtgärder Avslutande uppföljning där alla aktörer medverkar 52

53 Uppföljning Inneklimat, temperatur, luftflöden Täthet Temperaturverkningsgrad hos ventilationsaggregat Energiprestanda, fördelning mellan byggnad och hushåll, fastighet Temperatur Pt-100 och termoelement Inblåsningstemperatur Temperatur i rummet (en punkt) Temperaturgradient (dels i sovrum A, dels i dörröppningar 53

54 SUMMERING 54

55 När krävs energi i en byggnad DHW 55

56 Monitored annual electricity demand kwh/a Old typical Swedish building New typical Swedish building Low-energy building, Lindås Space heating DHW Fans Household appliances 56

57 Embodied and operational energy kwh/m 2 usable floor area Typical new Swedish Low-energy building house Production and maintenance, 50 years Operation, 50 years (end-use) 57

58 58