Integrerade system för biooch solvärme

Transkript

1 Integrerade system för biooch solvärme Mätuppställning av soloch pelletvärmesystem vid SERC Tomas Persson Centrum för solenergiforskning SERC, Högskolan Dalarna tel:

2 Tre projekt nyttjar mätuppställningen Genomförande av jämförande tester av soloch pelletvärmesystem (6-dagars testet) Analys av pannors dynamik och skiktningsegenskaper för bättre modellering (Doktorandprojekt Solnet-EU forskarskola) Insamling av emissionskarrakteristik (CO, NOx, kolväten, Partiklar) med målsättningen att minimera årliga utsläpp genom optimering av system och reglerstrategier (regionalt EU-projekt SWX ) 2

3 Mätuppställning Clean air CO, NO, TOC GA1 ELPI Particles Wood pellets store Wood pellet boiler/stove VFS1 Radiator emulator DHW emulator WS1 3 Collector emulator

4 DN 100 DN 80 Kalibrering av flödesgivaren/tryckgivaren -Noggrannare bestämning av rökgasförluster och emissioner Fördelar: Ger väldigt lågt tryckfall i skorstenen Kalibrerar utsignalen från tryckgivaren (Temperaturberoende då både densitet och viskositet påverkar) Ger ett medelvärde av hastighetsprofilen. Ger högre uppmätt tryckdifferens jämfört med L-Pitot. Method to be calibrated for the whole range l/s Self averaging Pitot-array Kan enkelt rengöras Beräknad noggrannhet ca 15% Variable speed fan Elvärmare Electrical heater di = 74 mm Kalibrerade strypflänsar med tryckmätare Micatrone Pa (manometer, calibrated at Micatrone) 4 Calibrated reference device Orifice plates

5 Tack! Tomas Persson Centrum för solenergiforskning SERC, Högskolan Dalarna tel:

6 Fältprovning Genom besiktning och kontroll av funktioner på en anläggningen kan vi hitta brister på ett kostnadseffektivt sätt. Utarbetar en anvisning med punkter att stämma av Testar metoden på riktiga anläggningar nästa vår och höst 6

7 6-dagarstestet Utgångspunkten är en sekvens som utvecklades av Chris Bales Mäta varmvattenkapaciteten så att systemens prestanda kan relateras till varmvattenkomforten Extra varmvattentappningar skall trigga pannan att starta för att säkerställa att den inlagrade energin är lika vid början och slutet av sekvensen. 7

8 Marknadspotential för bio-sol system i Sverige (Fredrik Niklasson, SP och Tomas Persson, SERC) Komponent Möjligt" antal (Tusental) Solfångare 213 Ackumulatortank med solslinga Varmvattenberedare med solslinga Luftburen kamin 84 Vattenmantlad kamin eller "tvättstugepanna" 40 Pannrumspanna 28 Skorsten 106 8

9 Årligt elbehov för uppvärmning i småhus 2006 (beroende på uppvärmningsform) El (d) El (v) Olja, el och biobränsle El och olja El och biobränsle Berg/ jord/ sjövp och el MWh Låga elbehov i genomsnitt! Luft-luft eller luft-vatten värmepumpar! 12

10 Antal småhus Använda energislag för permanentbebodda småhus Enbart olja Fjärrvärme Biobränsle och el Kombinationer med olja, el och biobränsle Enbart el Annat Jord- och bergvärme Enbart biobränsle År 13 Källa: SCB 2006, Permanentbebodda fritidshus ingår from 2000 och Jordbruksfastigheter ingår from 2005

11 Värmeförbrukning [TWh/år] Värmeförbrukning, Sverige, Biobränsle Elvärme Fjärrvärme Elvärme Fjärrvärme Gas Biobränsle Elvärme FV Olja 5 Fjärrvärme 0 Småhus Flerbostadshus Lokaler Potentialen störst i småhusen Lokaler innefattar inte industrilokaler, SCB:

12 BBR -ett hinder för sol + biobränsle i nya hus? 110/130 kwh/m 2 specifik energianvändning (köpt energi oavsett biobränsle eller el) Många kataloghus klarar inte kraven med biobränsle utan extra isolering. Riksdagsbeslut den 14 feb 2008 att kraven skall skärpas när det gäller el till värme och drift av värmepumpar. Slutliga regler utarbetas till oktober 2008 De nya kraven gäller från 1:a jan 2010 Enligt förslaget: Halva energianvändningen vid uppvärmning med el Begränsning av installerad eleffekt Kan ge möjlighet att använda samma isolerstandard oavsett biobränsle eller värmepump. Enbart frånluftvärmepumpar kan vara möjliga även fortsättningsvis i södra sverige. 16

13 Handboken Inriktad mot tillverkare och installatörer levande dokument under projektperioden Baserad på litteraturstudie och erfarenheter från forskningen vid SERC 17

14 Innehåll i handboken 1 INTRODUKTION SOLVÄRMESYSTEM Solfångartyper Systemuppbyggnad Solvärmekretsen Ackumulatortanken Värmeförluster från ackumulatortankar Varmvattenberedning VVC-krets Legionellarisker Dimensionering Hur mycket energi kan man spara med solvärme? Faktorer som påverkar solvärmeutbytet PELLETPANNOR OCH SOLVÄRME Systemuppbyggnad Reglering av pelletpannan Faktorer som påverkar verkningsgrad och emissioner Generella rekommendationer PELLETKAMINER OCH SOLVÄRME Systemuppbyggnad Reglering av pelletkaminen Faktorer som påverkar el-besparing, verkningsgrad och emissioner VATTENMANTLADE PELLETKAMINER OCH SOLVÄRME Systemuppbyggnad Reglering av systemet Faktorer som påverkar el-besparing verkningsgrad och emissioner

15 Intervjuundersökning i konverterade hus med ackumulatortank och solvärme Mycket tankearbete för att komma fram till lämpliga lösningar på hur man ska få plats. Tidsplanering och samordning vid installationen är bristfällig och haltar påtagligt Upplevelser av arbetsbelastning för skötsel Har mindre att göra med sysslornas kvantitativa omfång än med vilka slags sysslor man upplevde som trevliga, spännande eller intressanta att ägna sig åt Anpassa systemen för den tekniskt okunnige Förbättra möjligheten till samordningsfunktioner under installationen och servicetjänster för att rätta till fel och underhålla utrustningen. 21

16 Utformning av system för sol och pellet Backventiler hindrar självcirkulation, värmeförluster och omblandning Panna/Kamin +Tank Välisolerad tank Undvik köldbryggor, konvektionsförluster och luftläckage vid röranslutningar Två givare för start och stop av brännare eller en givare med hög hysteres Styr ej brännaren enbart på givare i pannan Stoppa pumpen då brännaren inte brinner Panna med liten vattenvolym Solvärmeväxlare } } Bivalent 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 22

17 CO emissioner [mg/mj] Årliga CO-emissioner från olika villasystem 1000 Gränsvärde P-märkning pelletpanna/pelletkamin System 1 1 System 2 2 System 3 3 System 4 4 System 5 5 System 6 5 System 7 6 System 8 6 utan sol utan sol Gränsvärde Svanenmärkning pelletpanna Gränsvärde Blauer Engel pelletpanna 23

18 CO emissioner [kg/år] Årliga CO-emissioner från olika villasystem ON/OFF Mod ON/OFF ON/OFF Mod ON/OFF Mod ON/OFF Mod ON/OFF Mod ON/OFF Mod ON/OFF Mod System 1 System 2 System 3 System 4 System 5 System 5 System 6 System 6 utan sol utan sol 24

19 Pelletkaminer och solvärme God värmespridning i huset (öppen planlösning) Pelletkaminens placering Ca 70% täckningsgrad med vanlig pelletkamin Kaminen placerad i ett stort rum ger långa gångtider på kaminen Bedroom Bath WC Pellet stove Bedrooms solar collector Living room Kitchen DHW store 280 litres Bedroom DHW Laundry CW Electric resistance radiator Electric resistance radiator Electric resistance radiator Dålig värmespridning i huset (sluten planlösning) 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 25 Komplext system! Genomtänkt systemutformning och reglerstrategi är viktigt Pellet stove with water jacket Ground floor Upper floor CW