SÅ MYCKET ENERGI KAN VI SPARA KOSTNADSEFFEKTIVT

Relevanta dokument
VÄRMEPUMPAR I PRAKTIKEN. - Termodynamik i samverkan med byggnaders installationer

Administrativa uppgifter

Question today imagine tomorrow create for the future. Roland Jonsson Seniorkonsult Energi

Säsongslagring av energi

indata och resultat

Geoenergi i köpcentra, är det en ekonomisk affär? Sofia Stensson

Bergvärme rme och bergkyla

Byggnadens material som en del av de tekniska systemen Bengt-Göran Karsson, Sweco AB

PM SYSTEMBESKRIVNING OCH LCC-BERÄKNING

INSTALLATIONSTEKNIK - Inomhusmiljö, installationer, resursanvändning

ATT BYGGA OCH DRIVA ISHALLAR. Kenneth Weber

HSB ENERGI OCH ANDRA NYTTIGHETER ETT HUS FEM MÖJLIGHETER

Värmeåtervinning ur ventilationsluft En teknikupphandling för befintliga flerbostadshus

AB Svenskt Klimatneutralt Boende

LCC - ett verktyg för ständig förbättring

Energilager i mark kombinerat med solvärme

Ett hus, fem möjligheter - Slutseminarium

VAHID JAFARPOUR BRF KANTARELLEN 11

RIKTLINJER FÖR KLIMAT OCH ENERGI

Sätofta 10:1 Höörs kommun

1 st IVT Premiumline HQ C8. I din fastighet föreslår vi: Denna kalkyl visar vad du kan spara i både pengar och miljö genom att installera en värmepump

Värmeåtervinning ur ventilationsluft En teknikupphandling för befintliga flerbostadshus

Varför CO 2 -teknik i en ishall?

BRF MÅRDEN (ENERGIANALYS/EKONOMISK UTVÄRDERING VÄRMEPUMPAR) VAHID JAFARPOUR

Utveckling och Marknadsläge för Solvärme och solel. Björn Karlsson Mälardalens högskola

EKG fastighetssektorn Fastighetsägarträff

Ett (nytt) hus, nya möjligheter Workshop

Energieffektivisering Integrerat värmesystem mellan bostäder och livsmedelsbutik Examensarbete inom högskoleingenjörsprogrammet Byggingenjör

Rekorderlig Renovering (RR) lägesrapport

EffHP135w. Vätska/vattenvärmepump för Passivhus

Halvera Mera med Climate Solutions Energieffektiv Värme och Kyla

Kostnader för energi i byggnader

Bostadsrättsföreningen HJÄLMAREN-SKÖNTORP

Värmeförlusteffekt (FEBY12)

Spara energi i ett modernt kontor utan avkall på ett bra inneklimat Max Tillberg

Värmande läsning. 1 st IVT Greenline HE C7 (2kW tillskott)

Uppvärmning av flerbostadshus

Lågenergibyggnader. Hur fungerar traditionella hus? Uppvärmning, varmvatten o hushållsel > Karin Adalberth

Ett hus, fem möjligheter

Byälvsvägen , Bagarmossen. - VVC-förluster.

Att renovera och energieffektivisera ett miljonprogramsområde

Fältmätningar för att demonstrera ny teknik för värmepumpssystem

EFFEKTSNÅL GEO-FTX VENTILATION MED VÄRMEÅTERVINNING

ÅTGÄRDSRAPPORT. Energideklaration radhus. Fastighetsbeteckning Luthagen 52:8. Byggnadens adress. Datum Utetemperatur 15.

Halvera Mera 3 Förstudie Censorn 9, Jönköping Willhem AB. Peter Ström, WSP

ÅTGÄRDSRAPPORT Energideklaration

Rätt ventilation på fel plats kostar mer än det smakar

profu Konkurrensen på värmemarknaden John Johnsson Profu är ett oberoende forskningsoch utredningsföretag inom energi, avfall och transporter

Energieffektivisering, lönsamhet och miljöklassning vid renovering av flerbostadshus

Bergvärme rme och bergkyla kan man lagra solvärme till sin villa?

Kopparstaden. Kenneth Ahlström - Driftchef Ingrid Forssell - Projektledare Ida Kasselstrand - Fastighetsekonom

Energiberäkningar av Mörbyhöjden 8-12 med olika systemlösningar

Akademiska Hus. Vad beställaren måste veta om geoenergi. Tomas Hallén

Kungälv Handläggare Rapport nr Sid 1 av 8. Jan Arstad. Fastighet: Orust Huseby 1:36. Adress: Björnbärsvägen 2

Resultat från energiberäkning

Kommun. Är byggnaden belägen i ett område där fjärrvärme distribueras eller avses bli distribuerad? Ja Nej. Postnummer. E-post

Definition av energiprestanda för nära-nollenergibyggnader systemgränser

SKL energikrav på kommunal mark. 14 mars 2013

Förslag till kriterier för småhus som NNE-byggnader samt förväntat resultat för olika klimatskal och uppvärmningssystem. Svein Ruud SP Energiteknik

ÅTGÄRDSRAPPORT Energideklaration

Bilaga A Kravspecifikation

ÅTGÄRDSRAPPORT. Energideklaration parhus. Fastighetsbeteckning. Byggnadens adress. Datum. Energiexpert. Uppsala- Svartbäcken 8:31.

Quest ion today. im agine tom orrow. create for the future. John Smith, Vice President, Canada

Hur kan man som beställare uppnå energieffektivitet?

ÅTGÄRDSRAPPORT. Energideklaration villa. Fastighetsbeteckning Fullerö 44:19. Byggnadens adress Åskmolnsvägen 21. Datum

ÅTGÄRDSRAPPORT Energideklaration

Byggnadsort: Västerås Beräkning nr: 8245

ÅTGÄRDSRAPPORT Energideklaration

Skogsvallen idrottsanläggning

ÅTGÄRDSRAPPORT Energideklaration Villa

Handlingsplan Landstingsfastigheter Örebro Energi

Solel och solvärme i villan. Lisa Ossman, SP Energiteknik

Energikrav för lokalbyggnader

Värderingsmodell för efterfrågeflexibilitet. Johan Kensby Linnea Johansson

Välkomna till REKO-kundträff i Lilla Edet. 4 november 2014

Vår handläggare Projektnummer Datum Status Sida Jörgen Wallin Brf Bergakungen-JW V.1.0 Sida 1(12)

Enkel Energikartläggning. Start av inventeringen. Allmänt/Energiledning. Anläggningens namn: När uppfördes byggnaden?

Resultat från energiberäkning

Energikrav i BBR24 (och BBR23) för nyproduktion

Byggnadsort: Västerås Beräkning nr: 8244

Extra föreningsstämma brf Tingvallen. Lund

ÅTGÄRDSRAPPORT Energideklaration

ÅTGÄRDSRAPPORT. Energideklaration. Besiktningsuppgifter Datum: HOXLA 12:3. Byggnadsuppgifter Fastighetsbeteckning: Byggnadens adress:

Energiförsörjning Storsjö Strand

ASES. Active Solar Energy Storage. Thule Brahed ERRIN EUSEW Brussels

ÅTGÄRDSRAPPORT Energideklaration

ÅTGÄRDSRAPPORT. Energideklaration Villa. Fastighetsbeteckning. Byggnadens adress. Datum. Energiexpert. Sjöändan 1:17. Metsjövägen 9.

Byggnadstypologier Sverige

Energieffektivisering

Resultat från energiberäkning

Energianvändning i byggnader. Energibalans. Enkel metod för att beräkna energi- och effektbehov

ÅTGÄRDSRAPPORT. Energideklaration Villa. Fastighetsbeteckning. Byggnadens adress. Datum. Energiexpert. Uppsala - Årsta 52:5.

Resultat från energiberäkning

AB Gislavedshus. Vad har då Vi gjort för att spara energi! För att minska 31,6 kwh/m

ÅTGÄRDSRAPPORT Energideklaration

Värmande läsning. 1 st IVT Greenline HE C9 (1kW tillskott)

Energisystem och installationer i långsiktigt ägande Föredrag vid Samhällsbyggarnas LCC-seminarium den 7 november 2013

LCC ur Installatörens perspektiv. Stockholm

Ventilations- och uppvärmn.system, optimering, 7,5 hp

ENERGIBESPARINGAR I BOSTADSBOLAGET KAN MAN VERKLIGEN SPARA ENERGI?

Transkript:

SÅ MYCKET ENERGI KAN VI SPARA KOSTNADSEFFEKTIVT - Lite teori och två praktikexempel med värmepump Chalmers tekniska högskola

OLIKA PERSPEKTIV PÅ BESPARING Energibesparing - Köpt, använd eller primär? T Ekonomisk besparing - Privat/företagsekonomi - Samhällsekonomi: Regering, IVA T 2 Q Q 2 W Tekniska förutsättningar: Temperatur och hjälpeffekt EXEMPEL FRÅN PRAKTIKEN : Ombyggnad av småhus 2: Ombyggnad av kontorshus Driftsäkerhet Ekonomi Inre miljö Information, övervakning, mätning Val av energisystem Yttre miljö Bekvämlighet

Energi ENERGI I BYGGNADER Brutto (använd) energi Behov = min. användning Användning = behov + onödigt Netto = användning - återvunnet Brutto = netto + förluster Köpt = brutto - gratis energi Gratisenergi Köpt energi Netto energi Användare BEHOV Utvinning Förädling Transport El-kraft Kraftvärme Värme Kyla Hushåll, apparater, verksamhet, fastighet el. Varmvatten Värmesystem Kylsystem Skilj på behov, användning, tillförd och köpt energi! Statistiken redovisar bara köpt energi; > 4 TWh saknas för vp

Energi 2 IVA s Energiframsyn, svensk framtid? Energibehov [MWh/år] 30 25 20 5 0 5 Apparater Belysning Ventilation Varmvatten Rumsvärme Potential för energieffektivisering i småhus (IVA) Apparater Belysning Ventilation Varmvatten Rumsvärme 0 0 0 20 30 40 50 60 År Halvering av dagens energianvändning till år 2050 Halvering av köpt energi är lätt redan idag!

Ekonomi KONKURRERANDE ALTERNATIV Investering - värmepump - värmekälla - värmesänka Elpris - rak taxa - tariff taxa Kostnad för alternativ till värmepump Alternativ energikostnad (kr/kwh),50,00 0,50 0,00 Kapitalkostnad = 0,50 kr/kwh När lönar sig värmepump? El-värme billigast Alternativ energi billigast 0,00 0,50,00,50 El-pris (kr/kwh) COP = 2 COP = 3 COP = 4 COP = 5 Dimensionering? Jämför skiftet 985!

Ekonomi 2 DIMENSIONERING Värmekostnad = Investering annuitetsfaktor + rörlig kostnad Effekt, P [kw] P dim Q tva Utnyttjandetid [ h] Q[ kwh] Q [ ] Q dim kw K 8760 Inv Tid [h/år] ( Värmepump x ) a K el, a SPF Inv = inv. kostnad [kr/kw] x = andel underhåll av inv. = utnyttjningstid [h] SPF = årsvärmefaktor [-] [ kr / Tillsatsvärme p.s.s. kwh] OBS! Både effekt och temperatur kan begränsa täckningsgraden

Ekonomi 3 UTNYTTJANDETID Utnyttjandetid för värmeanläggning Q T.ex. 2629 va, D u, va Q va, D u, va [h/år] 30 20 Varaktighetsdiagram: Stockholm Utnyttjandetid för värmepumpsanläggning u, [ h] Q Q [ kwh] [ kw ] Temperatur [ C] 0 0 Q Q q ( p ) u, p u, va -0 Q TVA Q TVA -20 0 20 40 60 80 00 Tid [%]

Ekonomi 4 DIMENSIONERING - Effekt och energi Effekttäckning värme p [kw /kw va,d ] - Effektkostnad I [SEK/kW ] Energitäckning värme q = q (p ) [-] - Klimat - Byggnad - Dimensionering - Energikostnad K [SEK/kWh ] Energitäckningsgrad [-] T.ex. Stockholm,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 y = 0,9907x 4 -,247x 3 -,3724x 2 + 2,6298x + 0,0002 R 2 = 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8,0 Effekttäckningsgrad x [-]

Ekonomi 5 DIMENSIONERING - Kapitalkostnad för värmepumpsvärme Installationsteknik Investeringskostnad - I = 5 000 SEK/kW - I 2 = 0 000 SEK/kW Kapitalkostnad för värme K = K (p ) K I a q p ( p ) u, va K I ( p) 0.6 K I2 ( p) 0.4 Kapitalkostnad för värme som funktion av effekttäckningen 0.8 0.2 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 p

Ekonomi 6 DIMENSIONERING - Total kostnad för värmepumpsvärme Investeringskostnad - I = 5 000 SEK/kW - I 2 = 0 000 SEK/kW Värmekostnad som funktion av effekttäckning Driftskostnad - drift (el), K el SFP = 3 - underhåll K K I, K SFP el 0.8 K hp ( p) 0.6 K hp2 ( p) 0.4 0.2 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 p

Ekonomi 7 DIMENSIONERING - Total värmekostnad K tot q ( p ) K ( p ) K q ( p ) Värmepumpsvärme, K - Kapital (hög) - Drift (låg); SFP = 3 Tillsatsvärme, K tva - Kapital (låg) - Drift (hög) Alt.: SEK/kWh, Alt. 2: 2 SEK/kWh K tot ( p) K tot2 ( p) K tot.2 ( p) 0.75 0.5 0.25 tva Värmekostnad K tva2 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 p

Ekonomi 8 OPTIMAL EKONOMISK DIMENSIONERING Total kostnad K tot Q Q tot K Q Q tot K tva [ kr / kwh] Värmekostnad [kr/kwh] K tot K tva K 0 0,5,0 Effekttäckningsgrad [kw/kw dim ] Effekttaxa kan premiera täckningsgrad VP sparar bara vid drift! Kostnad för VP, värmekälla och värmesänka ökar med storlek Övereffekt låg utnyttjningstid Tumregel: 50 % effekt 80-90 % energitäckning Kapacitetsreglering ger alternativ till TVA

Teori VÄRMEPUMPAR OCH TERMODYNAMIKENS 2:a HUVUDSATS Värmekraftprocess - Värme kan inte helt omvandlas till arbete (det blir alltid spillvärme) Installationsteknik Värmepumpsprocess - Värme kan inte gå från låg till hög temperatur utan tillsats av arbete T Q T Q W W T 2 T W Q Q Q Q Q 2 2 T T T 2 T T 2 T 2 COP C COP2 C Q 2 Q W Q W 2 T T T T T 2 2 T 2

Teori 2 EXEMPEL COP C = T /(T - T 2 ) - t = 20 C, t 2 = 0 C Q T COP C = 4,7 t rum = 20 C W em t vbut t vbin "pumphöjd" - t = 50 C, t 2 = -0 C COP C = 5,4 t källa = 0 C t kbin Q 2 T 2 t kbut COP vp = Q /W em C = COP vp / COP C Komponenter C = 0,5 till 0,8 COP vp = 2,7 till 4,3

Teori 3 Installationsteknik BEHOV AV KÖPT ENERGI - TEMPERATURNIVÅ OCH HJÄLPEFFEKTER Köpt energi = Q/COP; Inverkan på COP - Temperaturnivåer och drivenergier: COP COP W W e, vp e, vp Tkb T T T T Exempel med återladdning - Tkb = +4 K borde ge COP/COP +0 % - Men Tvb >+4 K, we,p/we,vp = -9-0-24-43 % - Total minskning 40-60 %! 2 T T 2 T vb 2 W W e, p e, vp

Teori 4 5 HUR STOR ÄR EN VÄRMEPUMP? Effekt [kw] 4 3 2 II (mät.): P, 35 C II (reg.): P, 35 C II (mät.): P, 50 C II (reg.): P, 50 C II (mät.): Pe, 35 C II (reg.): Pe, 35 C II (mät.): Pe, 50 C II (reg.): Pe, 50 C 0-5 0 t kbin [ C] 5 0 Dimensionera upp värmekälla och värmesänka större vp Ex. ovan ökning 2,5 kw (56 %) ökat investeringsutrymme 37 500 SEK med I = 5 000 SEK/kW (t.ex. 60 0 m borrhål + 5 extra radiatorer)

Praktik MARKVÄRME MED VÄRMEPUMP - Värme, kyla (frikyla) och lagring i berg Installationsteknik Solstrålning Nederbörd Värmestrålning Värmekälla Värmesänka Värmelager Grundvattenflöde i berg Värmeledning i berg Borrhål Borrhål Geotermiskt värmeflöde Borrhål Borrhål 0-20 m Neutral zon Påverkas av årstidsväxlingar Temperatur stabil i tiden Ökar med ökande djup

Praktik I-2 SMÅHUS: FÖRUTSÄTTNINGAR Borås (Nutek/STEM referens) - Klimatzon 4, t år = +5,8 C Byggnad: 977, fristående - BRA = 40 + 0 m 2 - torpargrund - isolering 2 cm (U 0,35 W/m 2 /K), - fönster 2-glas (U 2 W/m 2 /K) Installationer: - F-ventilation, 65 m 3 /h (0,5 oms/h) - Direktel, 0,3 kw - El-beredare, 300 liter,,5/3 kw Totalt köpt energi: - 25 MWh/år, 67 kwh/m 2 /år Pris [SEK/kWh] 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,0 0,00 Elprisets utveckling Moms Energiskatt Fast kostnad Energipris 980 985 990 995 996 997 998 999 2000 200 2002 År

Praktik I-3 VINNARKONCEPT Fast pris 39 000 SEK - värmepump ca. 4 kw - borrhål 60 m - fläktkonvektor ca. 4 kw Tillägg 3 000 SEK - större fläktkonvektor - en radiator Förväntad besparing - 9000 kwh/år (uppvärmning) Utvärdering + förberedelse av framtida modifieringar

Praktik I-4 Installationsteknik BERÄKNAD SPF FÖR VINNARKONCEPTET + TÄNKBARA FÖRBÄTTRINGAR. Tävlingsförslag 2. Återladdning 3. Pumpdrift 4. Lastanpassning (ackumulator) COP [-] 6 5 4 3 2 0 Värmefaktor för olika konverteringsalternativ Lågtemperatursystem 40/30 V: IV plus lågtemperatursystem (40/30) IV: III plus lastanpassning III = II plus effektiv pumpdrift II = I plus återladdning I = enligt värmepumpstävling 5. Lågtemperatursystem Lastanpassning Distribution (effektiva pumpar) Värmekällan (återladdning) -5-0 -5 0 5 0 5 t ute [ C]

Praktik I-5 OMBYGGNAD : VINNARKONCEPTET Enkel värmepump ( kylskåpsmodul 0,6x0,6x0,6 m) Styrenhet Värmepump P Enkel styrning (utetemperaturbaserad kurvstyrning ) Borrhål t wi L Fläktkonvektor Enkelt värmesystem (fläktkonvektor + bibehållna el-radiatorer) Bibehållen el-beredare

Praktik I-6 OMBYGGNAD : RESULTAT 50 40 Visthusgatan 6: Veckomedelvärden 996 Temperatur [ C] 30 20 0 0 Tvb,ut Tluft,ut Tluft,in Tkb,in Tute -0 0 2 4 6 8 0 2 Månad [nr] Besparing ca. 9000 kwh på uppvärmning Nuvärde 00 000 SEK ( SEK/kWh, 5 år) Investering 42 000 SEK

Praktik I-7 OMBYGGNAD 2: RESULTAT Köldbärartemperaturen ökar Men värmefaktorn minskar! Varför? Temperatur [ C] 0 5 0 Köldbärartemperatur med och utan återladdning Veckomedelvärden Med återladdning Utan återladdning Tkbin 00/0 Tkbut 00/0 Tkbin 96-5 -0-5 0 5 0 5 Utetemperatur [ C] Värmefaktor 4,0 COP vp-96 COP [-] 3,5 3,0 2,5 2,0,5 COPvp COP COP* COPf COPvp-96 Veckomedelvärden år 2000 COP vp COP f COP,0-0 -5 0 5 0 5 Utetemperatur [ C]

Praktik I-8 Installationsteknik OMBYGGNAD 3+4: STYRNING OCH LASTANPASSNING Varför enkelt när man kan göra det så vackert komplicerat? Värmepump 2 Återladdning P3 VV 3 Pumpdrift 4. Specialtank Styrenhet P t tank t tank2 Värmepump VVdel Värmedel P2 Värmesystem t rum VVX KV 4.2 Styrsystem Borrhål t vbin

Praktik I-9 SAMMANFATTNING EXEMPEL Typiskt 70-tals direktelvärmt småhus med lägre specifik energianvändning än moderna passivhus Besparing: 25 MWh/år 9 MWh /år - 4,5 MWh/år för värme och varmvatten - 33 kwh/m 2 /år 30 kwh/m 2 /år - 67 kwh/m 2 /år 60 kwh/m 2 /år Bättre styrning av inomhusklimatet än i passivhus Ekonomi: Rak pay-off 5 år, nuvärde 78 000 SEK - Investering ca. 80 000 SEK, besparing ca. 6 000 SEK/år

Praktik II- KONTORSBYGGNAD I LUND Byggnadsbeskrivning Solstrålning - Byggnad: 5 300 m 2 - Ventilation: VAV/CAV med FTX - Värme: Radiatorer - Kyla: Kyld tilluft Besparing (köpt energi) - Värmeåtervinning - VAV/DCV - Värme ur mark - Frikyla: uteluft - Frikyla: låg marktemperatur med säsongslager Grundvattenflöde i berg Värmeledning i berg Nederbörd Borrhål Borrhål Geotermiskt värmeflöde Borrhål Borrhål Värmestrålning 0-20 m Neutral zon Påverkas av årstidsväxlingar Temperatur stabil i tiden Ökar med ökande djup

Praktik II-2 KONTORSHUS: TILLÄMPNING MED FRIKYLA Rätt förhållande mellan värme- och kylbehov ger stor andel frikyla Rektangulära borrhålssystem Astronomihuset i Lund (köpt kyla + värme): < 28 kwh/m 2 /år; < 0 W/m 2! /0 av normalt! Värmepump som spets för kyla/värme? El [W/m2] Effekt [W/m2] 60 50 40 30 30,0 20,0 0,0 0,0 Varaktighetsdiagram för kyl- och värmeeffekt Tillsatsvärme, Q tva /A 8 kwh/m 2 BTA per å Varaktighetsdiagram för el-effektbehov 20 00,0 0 90,0 0 80,0-0 Frikyla, Q berg /A 70,0 25 kwh/m2 BTA per år -20 60,0 Värmepumpskyla, Q 2 /A -30 2 kwh/m2 BTA per år 50,0 8760 h -40 40,0 0 000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 Värmepump, W e /A 9,6 kwh/m 2 BTA per år Värmepump, Q /A 89 kwh/m 2 BTA per år Värmepump kyla/värme [h] 0 000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 [h] 8760 h

Praktik II-3 Värme SPF vp = 4,6 SPF = 4,3 SPF va = 3,4 Kyla SPF ka = 7 Värme + kyla SPF v+k,a = 4,4 RESULTAT Årlig energianvändning MWh kwh per m 2 Värmebehov 55 97 Värmetillförsel Värmepump 475 89 Tillsats 40 8 Kylbehov 55 29 Värmebortförsel Frikyla 30 25 Värmepump (v+k) 5 3 Värmepump (k) 0 2 El Kompressor 04 9.6 Pumpar 7.3

Praktik II-4 SAMMANFATTNING EXEMPEL 2 Investeringskostnad 0-5 000 SEK/kW värme Värme + kyla ger stor besparing och hög utnyttjandetid Mycket stor minskning av köpt energi Besparing av köpt energi i förhållande till fjärrvärme + fjärrkyla ca. 270 000 SEK/år Investeringsutrymme > 20 000 SEK/kW värme GRATISENERGI FINNS INTE! (Kapitalkostnad och drivenergi till hjälpapparater)