Flexibla villavärmesystem -Ackumulatortankar och systemteknik

Transkript

1 Flexibla villavärmesystem -Ackumulatortankar och systemteknik Tomas Persson Centrum för solenergiforskning SERC Högskolan Dalarna Borlänge

2 Det svenska kombisystemet En tumregel är att man bör ha l ackumulatorvolym per m 2 solfångare Solfångare Ej varmvattenberedning i pannan! BLV GTute GTinne HT GTTT Pp SVP EP GTTM -förvärmning med radiator retur LT SS GTF PVS F SKA R Kyls av kallvatten

3 Varmvattenberedningsmetod -viktigt för att skapa skiktning Kamflänsrör/Tank i tank I BBR finns följande rekommendation på varmvattenberedarens kapacitet: "En vattenvärmare som bara betjänar ett enbostadshus bör vara dimensionerad för att under en tid av högst 6 timmar kunna värma 10-gradigt kallvatten så att två tappningar om vardera 140 l vatten av 40 ºC blandat kall- och varmvatten kan erhållas inom en timme. (Boverkets byggregler) Viktigt att klara varmvattenkomforten Ökad varmvattenkomfort ger mindre solvärme Förrådsberedare Eftervärmning Sol Förvärmning av varmvatten Rätt! Fel! Dåligt! Bra! Bra!

4 Varmvattenberedning med tappvarmvattenautomat Sätt in blandningsventil vid kalkhaltigt vatten Varmvatten Kallvatten Se upp med självcirkulation

5 Solvärmesystem med för stor ackumulatortank Vedpannans energiavgivning per inlägg och husets dygnsvärmebehov bestämmer tankstorleken Laddomat Slavtank Stängs av sommartid

6 Inkoppling av solvärme vid lite för stor ackumulatortank A AB B

7 Värmepump och solvärme I första hand bör solfångaren ersätta varmvattenproduktionen sommartid, eftersom värmepumpen har sämst värmefaktor då den värmer till höga temperaturer. I regel tveksam energibesparing och ekonomi att ladda ner solvärme i borrhålet. Värmen försvinner och det går åt mycket pumpenergi. Dock kan det vara ekonomiskt motiverat om borrhålet blivit för kort, kanske genom installation av effektivare värmepump, ökat värmeuttag eller liknande problem Se upp med kondens i solfångaren då den kopplas mot borrhål och att värmepumpen inte får för hög inloppstemperatur Har man en värmepump är det svårt att räkna hem solvärme, eftersom solvärmen skall konkurrera med värme från värmepumpen som kostar 1/3 av elpriset. Två stora studier i Sverige på kombinationen bergvärme+sol genomförda av Tepe, R och Kjellsson, E.

8 Inkoppling av värmepump mot ackumulatortank Senaste rön enligt pågående projektet MacSheep

9 Inkoppling av pelletpanna mot tank Solfångare BLV GTute GTinne HT GTTT Pp SVP EP GTTM -förvärmning med radiator retur LT SS GTF PVS F SKA Kyls av kallvatten R

10 Inladdning och urladdning av en ackumulatortank via direktkoppling -Skarpa temperaturgradienter kan bildas 80 C Start vid 60 C Stop vid 70 C 80 C 55 C Tappvattenautomat 10 C 70 C 30 C Radiatorkrets 40 C Automatisk panna 20 C 20 C

11 Anslutning av panna till tank med förenklad reglering Solfångare GT1 GT2 SV2 Varmvatten GT5 Kallvatten GT6 SV3 Ackumulatortank SV1 P2 GT4 P3 GT8 P1 Pelletpanna GT3 SV4 Kallvatten

12 Värmeförluster från dagens sol/pelletsystem blir dominerande i energisnåla hus Rökgas 1000 kwh Rörledn 1000 kwh Panna 1500 kwh 6000 kwh förluster! 40% av värmelasten Pellets kwh Totalt tillfört kwh Tank 2500 kwh Radiator kwh Solar 3500 kwh El 1500 kwh DHW 3000 kwh Förlustproblematiken måste lösas för att göra systemen konkurrenskraftiga i nybyggda hus

13 Med pelletkamin blir värmeförluster till nyttig värme Pelletkaminens placering God värmespridning i huset Ca 70% täckningsgrad med vanlig pelletkamin Bedroom solar collector Living room Bedroom DHW Kaminen placerad i ett stort rum ger långa gångtider på kaminen Bath WC Bedrooms Pellet stove Kitchen DHW store 280 litres Laundry CW Electric resistance radiator Electric resistance radiator Electric resistance radiator Dålig värmespridning i huset Ca 40 % täckningsgrad med vanlig pelletkamin Kitchen WC Buffer store 330 litres Bedroom DHW WC Vattenmantlad kamin med minst 80% till vattenkretsen rekommenderas Bedroom Living room Bedroom Komplext system! Genomtänkt systemutformning och reglerstrategi är viktigt Pellet stove with water jacket Ground floor Upper floor CW

14 Rekommendationer Utformning av kombisystem med automatisk panna Backventiler hindrar självcirkulation, värmeförluster och omblandning Välisolerad tank Undvik köldbryggor, konvektionsförluster och luftläckage vid röranslutningar Två givare i tanken för start och stop av brännare Styr ej enbart på givare i pannan Stoppa pumpen då brännaren inte brinner tex via rökgastermostat Panna med liten vattenvolym Solvärmeväxlare } } Fyrvägs shunt prioriterar solvärmt vatten Kallvatten förvärms av radiator returen Radiator returen en bra bit upp från botten Koppla pannan mot det uppvärmda området -Ej i tankens botten Varmvattenberedning och radiatorkrets kopplad på tanken Inkommande kallvatten kyler tankens botten

15 Panna Sol ACK1 Tankutformning (300 liter tank) Inlämningsuppgift: Två av nedanstående ackumulatortankar ger ca 20% lägre solvärmetillskott, Vilka tankar skall bort? Förklara varför de skall bort? Alla anslutningshöjder är skalenligt placerade Radiator Panna Sol ACK2 15 m Radiator Panna Sol ACK3 Radiator ACK4 Panna Panna Sol Radiator Sol ACK5 Radiator Sol ACK6 Radiator