Långsiktig prestandamätning för större geoenergisystem

Transkript

1 Långsiktig prestandamätning för större geoenergisystem Signhild Gehlin Svenskt Geoenergicentrum GeoEnergi Bergen 5 februari 2019

2 En enkel fråga om prestanda? Hur väl fungerar din geoenergianläggning? Ööh Den fungerar så som den projekterats OK, fungerar den bra? Ja, värmepumparna går med hög COP och systemets totala SPF är hög Vad bra! Är den optimerad?

3 Jämfört med projektering Felsök Systemjämförelse Systemoptimering

4 Vad vinner vi på långtidsmätning av prestanda? Generella vinster Allmänt tillämpbara erfarenheter Bästa systemkonfigurationerna Förbättrad systemutformning Identifiera mättekniker med låg kostnad Utveckla analysmetoder och verktyg Utveckla globalt tillämpbara jämförelsetal Förbättra systemkomponenter Byggnadspecifika vinster Bättre investeringsbeslut Lägre systemkostnad Förbättring av Kontrollstrategi Besiktning Felsök Effektivare system => Lägre energianvändning => Lägre utsläpp

5 Geoenergikällans prestanda Vad menar vi med prestanda? Prestanda hos värmepump/kylma skin Systemprestanda Prestanda över kort eller lång tid (år)

6 Hur presterar geoenergikällan? ATES Temperatur Brunnskapacitet Kemi BTES Borrhålstemperatur Tryckfall Flöde

7 Värmepumpens prestanda Värmepumpens COP är kvoten mellan levererad effekt (i kw) och förbrukad eleffekt (i kw) vid varje tidpunkt. COP = Coefficient of Performance (äv värmefaktor el verkningsgrad) Momentan värmepumpsprestanda vid standardiserade förhållanden SCOP = Seasonal COP (äv årsverkningsgrad el årsvärmefaktor) Värmepumpens medelprestanda under ett år, beräknat utifrån flera uppmätta COP vid olika utetemperaturer Termen COP ses ofta användas även för andra systemgränser än för endast värmepumpen, och för energikvoter

8 Systemprestanda SPF är kvoten mellan levererad energi och mängden använd energi för att leverera den. SPF = Seasonal Performance Factor (ett år) SPF Värme SPF Kyla SPF Värme&Kyla Vi kan vilja utvärdera prestandan för kortare tider än ett år, till exempel timmes-, dygns- eller månadsmedelprestanda. Vi kan vilja utvärdera prestandan för andra systemgränser än för endast värmepump och hela systemet.

9 Systemgränser SEPEMO 2012 SPF H2 SPF H3 SPF H4 SPF H1 Värmepump Värmekällans pump/fläk t Spetsvärme Byggnadens pump/fläkt SPF C4 SPF C3 SPF C2 SPF C1 Kylkällans pump/fläk t Byggnaden s pump/fläkt Kylmaskin Spetskylenhet 9 Figures based on: Nordman, R., et al Seasonal performance factor and monitoring for heat pump systems in the building sector. SEPEMO-Build Final Report.

10 Långtidsmätning av prestanda Sekundärkrets cirk.pump/fläkt Spetsvärme Spetskyla Sekundärkrets cirk.pump/fläk t Primärkrets cirk.pump Värmepump Geoenergikälla Centraliserat geoenergisystem

11 Systemgränser enligt SEPEMO CIII CIV Sekundärkrets cirk.pump/fläkt CIV Spetsvärme Spetskyla HIII HI HIII HIV HI HI HIII HIV IPrimärkrets Värmepump I cirk.pump CI CII CIII CIV CII CIII CIV HIV Sekundärkrets cirk.pump/fläk t HIV HI HIII HIV Geoenergikälla I CII CIII CIV Centraliserat geoenergisystem

12 Systemgränser enligt Winiger et al HI CI CIV Sekundärkrets cirk.pump/fläkt Spetsvärme Spetskyla HIII HI HIII HIV HI HIII HIV IPrimärkrets Värmepump I cirk.pump CII CIII CIV CII CIII CIV HIV Sekundärkrets cirk.pump/fläk t HIV HI HI HIII HIV Geoenergikälla I CI CII CIII CIV Centraliserat geoenergisystem

13 Systemgränser enligt GROUNDMED (Mendrinos & Karytas 2016) CIV HIV Fläktkonvektor CIII CIV Sekundärkrets cirk.pump/fläkt Spetsvärme Spetskyla HI HIII HIV HI HI HIII HIV IPrimärkrets Värmepump I cirk.pump CI CII CIII CIV CII CIII CIV Sekundärkrets cirk.pump/fläk HIII t HIV HI HIII HIV Geoenergikälla I CII CIII CIV Centraliserat geoenergisystem

14 Långtidsmätning av prestanda Spetsvärme Spetskyla Värmepump Värmepump Värmepump Cirk.pump Geoenergikälla Distribuerat geoenergisystem

15 Två exempel på långtidsmätning av geoenergisystems prestanda ASHRAE HQ, Atlanta, USA Distribuerat geoenergisystem Spitler, J. D., L. E. Southard, X. Liu. (2017). Ground-source and airsource heat pump system performance at the ASHRAE headquarters building. Proceedings of the 12th IEA Heat Pump Conference 2017, Rotterdam, The Netherlands, May 15-17, pp. Studenthuset, Stockholm, Sverige Centraliserat geoenergisystem Gehlin, S., J.D. Spitler, A. Larsson, Å. Annsberg. (2018) Measured performance of the University of Stockholm Studenthuset ground source heat pump system. Proceedings 14th International Conference on Energy Storage. April , Adana, Turkey.

16 IEA HPT Annex 52 Long-term performance monitoring of GSHP systems for commercial, institutional and multi-family buildings 1 januari dec 2021 Större fastigheter Ej småhus Mätstudier >1 år Geoenergi Systemprestanda = geoenergi+installation

17 IEA HPT Annex 52 >50 publikationer hittills 16 svenska mätobjekt + 16 mätobjekt i ytterligare fem länder ingår Startat utkast för instrumentering Diskussion om nyckeltal pågår Systemgränsanalys pågår

18 III Mätning avslutad II Pågående mätning I Ännu ej startat/nyss startat Studenthuset BTES, Stockholm Xylem HT-BTES, Emmaboda Beckomberga BTES+SwHEX, Stockholm Traktorn BTES, Lund Briljanten BTES, Lund Backadalen BTES, Gothenburg IKEA BTES, Uppsala NUS BTES-net, Umeå Domstol ATES, Jönköping NPQ BTES-net, Stockholm KTH Rocks BTES, Stockholm Rosenborg ATES, Stockholm Polishuset DGC, Malmö Lindhagen DGC, Stockholm Club house BTES, Gothenburg Klipporna BTES, Malmö SKU OVT ATES, Utrecht Provinciehuis ATES, Drente DeLaMar Theatre ATES, Amsterdam The Schiphorst ATES, Meppel ASHRAE HQ BTES, Atlanta De Montfort University BTES, Leicester Grangetown nursery school ATES, Cardiff The Crystal EP+BTES, London 22 Station Road EP, Cambridge Aalto University BTES, Espoo AOV BTES, Vechta GEW BTES, Geisenkirchen KON BTES, Konstanz EFB EP, Berlin VGH EP, Lüneburg WGG EP, Neumarkt

19 Sammanfattningsvis Långtidsmätningar av geoenergianläggningars prestanda ger värdefull information för Kontroll av design och funktion Driftoptimering Felsökning Jämförelser med andra system Det saknas idag konsensus kring prestandauppföljning av geoenergisystem Systemgränser för geoenergisystem är icke-trivialt Viktigt att ange vad som ingår inom systemgränserna! IEA HPT Annex 52 är ett fyraårigt internationellt samarbete för att skapa verktyg för och konsensus om långtidsmätningar av geoenergianläggningars prestanda Vi hoppas att Norge också kan vara med!!!! TACK!