Grundläggande begrepp Effekt U=Spänning (Volt) I=Ström (Ampere) P=Effekt (Watt) Energi P=Effekt (Watt) t=tid (s eller h) E=Effekt (Wh) P=U. I E=P. t
Ström och spänning i fas Effekt (W)=Ström*Spänning (W) P = U * I
Ström och spänning är fasförskjutna 1 Effekt (W)=Ström*Spänning*Cos φ (W)
Effekttriangeln cos φ=p/s Vinkeln φ talar om hur stor fasförskjutningen är. Effektfaktorn cos φ talar om hur stor del av den skenbara (tillförda) effekten som blir aktiv (nyttig) effekt.
ENERGIANVÄNDNING Byggnadens klimatskal och dess energiflöde Boendes/anställdas beteende
Klimatskal Väggar Golv Tak Fönster Ytterdörrar balkong- och altandörrar
Byggnadens energiflöde E tot = Q t G t + Q v G t - E G
Lämplig inomhustemperatur (rekommenderat) Operativ temperatur 20-23 C (Med operativ temperatur menas den samlade inverkan av luftens temperatur och de omgivande ytornas (golv, väggar, fönster) temperaturer.) Små temperaturskillnader Luftens medelhastighet är ej över 0,15 m/s
Operativ temperatur Lufttemperaturen är 24 C Temperaturen på fönstren är16 C Upplevd temperatur blir
Ekvivalent temperatur Lufttemperaturen är 24 C Temperaturen på fönstren är16 C Luftrörelser 0.3 m/s Upplevd temperatur blir 19 C
Skillnad i temperatur 0,1 respektive 1,1 m över golvet bör vara mindre än 3 o C.
Klimatskärm U-värde U-värdet, avgör hur mycket värme som försvinner igenom en byggnadsdel per tidsenhet Exempel på bra U-värde Tak< 0,14 W/m 2 K Vägg< 0,14 W/m 2 K Fönster< 1,4 W/m 2 K
Hur bestämmer man U-värde på befintliga byggnader Ta reda på väggens konstruktion (material och tjocklekar) och räkna ut U-värdet. Temperaturgivare för U-värde Tre sensorer för mätning av väggtemperatur
Räkneexempel Ta reda på materialens värmeledningsförmåga (λ) (lambda-värden finns i tabeller). Räkna ut värmemotståndet (R)hos de olika materialen R=d/λ Summera värdena på väggens värmemotstånd. R tot =0,020/0,14+0,10/0,036+0,07/0,039+0,015 /0,22=4,78 U-värdet är 1/summan av värmemotstånden 1/R tot U=1/4,78 = 0,2 W/m 2 K (Hänsyn är ej tagen till reglar i väggen) Träpanel 20 mm Isolering 100 mm Plastfolie Installationsskikt 70 mm Gips
Energi som kompenserar för transmissionsförluster E trans =U-värde [W/m 2 o C] *A[m 2 ]*gradtimmar [ o C h] (Gradtimmarna anger det specifika värmeenergibehovet, dvs summan av temperaturskillnaden mellan inne- och uteluft multiplicerat med den tid under vilken skillnaden råder.) U-värdet, U, avgör hur mycket värme, q, som försvinner igenom en byggnadsdel per tidsenhet Arean, A, på byggnadsdelen bestämmer den totala transmissionsförlusten Värme går från områden med högre temperatur till områden med lägre temperatur dvs med större temperaturdifferens fås större värmeflöde Ju lägre U-värde desto bättre!
Energi som kompenserar för transmissionsförluster E trans =U-värde [W/m 2 o C]*A[m 2 ]*gradtimmar [ o C h] Exempel: Hur mycket energi åtgår för att kompensera för transmissionsförlusterna genom100 m 2 vägg med U-värde 0,2. Byggnaden ligger i Göteborg som har 95 000 gradtimmar 0,2 [W/m 2 o C]*100[m 2 ]*95 000 [ o C h]=1900 kwh
Tabell λ-värden för olika material
Energiförbrukning: Hus 150 m 2 Väggar U-värde 0,2 Träpanel 20 mm Isolering 100 mm Plastfolie Installationsskikt 70 mm Gips Tak U-värde 0,32 Träpanel 20mm Isolering 100 mm Golv U-värde 0,33 Platta på mark Ventilation TF ingen värme återvinning Omsättningstal =0,5 Fönster Tvåglas standard U-värde 2,3 Energianvändning för uppvärmning 24 MWh/år
Ny energiförbrukning Väggar U-värde 0,07 Träpanel 20 mm Isolering 400 mm Plastfolie Installationsskikt 70 mm Gips Tak U-värde 0,09 Träpanel 20mm Isolering 400mm Golv U-värde 0,1 Platta på mark isolering Ventilation TF ingen värme återvinning Omsättningstal =0,5 Fönster Tvåglas standard U-värde 1,0 Energianvändning för uppvärmning 12 MWh/år
LCC-kalkyl rekommenderas innan investering LCC= Inv.+ LCC energi +LCC underhåll +LCC miljö Tar hänsyn till hela kostnaden och de olika delarna i kostnaden är lätta att jämföra. LCCenergi=P0 x energipris x årlig energianvändning
LCC-kalkyl P0=Nusummefaktorn som är en funktion av realkalkylräntan, energiprisökning samt kalkylperiod. Kalkylränta är ett värde som sätts av varje företag och är ett mått på vad kapitalbindningen kostar. Vi räknar med en realkalkylräntan på 6% samt energiprisökning 3% i alla exempel.
En byggnad i Skåne (Tak) Tak med U-värde 0,4 W/m 2 o C. Transmissionsförlust:38 kwh/(m 2 år) [ O,4 W/m 2 o C *95000 o C h=38 000Wh/(m 2 År) ] Kalkylperiod: 30 år. Energipris: 60 öre LCC=19,6*38*0,6= 450kr/m 2
En byggnad i Skåne (Tak) Taket tilläggsisoleras: 30 cm lösull Investering: ca 100 kr/m 2 Transmissionsförlust: 9,2 kwh/(m 2 år) Kalkylperiod: 30 år. Energipris 60 öre. LCC: 100+19,6*9,2*0,6= 203 kr/m 2
Fönster (begrep) 3-glas-fönster kan vara antingen kopplade eller isolerrutor.
Fönster (begrep) 2+1-glas, är ett isolerglas tillsammans med ett enkelglas i ett kopplat fönster.
Fönster (begrep) 2-glas, vanligen två enkla glas i ett kopplat fönster, men kan också vara ett isolerglas.
Energiglas Energiglas är ett vanligt klarglas belagt med en extremt tunn beläggning som gör att glaset reflekterar rumsvärmestrålningen tillbaka in i rummet. Samtidigt släpper det in solenergi och synligt ljus.
Isolerrutor Isolerrutor, består av två eller tre hermetiskt tillslutna rutor Mellanrummet mellan rutorna är ofta fyllt med någon ädelgas, som leder värme sämre än vad luft gör. Isolerrutor kan P-märkas vilket bl.a. innebär att åldringsegenskaper och vattenångsinträngning kontrolleras. P- märket är ett certifieringsmärke från SP - Sveriges Provnings- & Forskningsinstitut
Energieffektiva fönster Med energieffektiva fönster menas att två eller tre glas hopsatta i en isolerruta eller ett isolerglas,
Energiklassade fönster Etiketten är bevis på att fönstret är provat och produkten är verifierad av ett opartiskt testinstitut. Energimyndigheten förser de fönstertillverkare som är anslutna till energimärkningssystemet med energimärket efter att ha låtit kontrollera uppgifterna genom provningar och beräkningar.
Värmeförluster från ett fönster vid 30 års användning kwh 6 900 3 900 3 000 U = 2,3W/m 2 K Tvåglasfönster standard U = 1,3 W/m 2 K Treglasfönster standard U = 1,0 W/m 2 K Treglasfönster energieffektivt Fönsteryta1,4 m 2
Kostnader för värmeförluster från 14,4 m 2 fönsterytor efter 30 års användning (priset antas till 1 kr/kwh) 80000 70000 60000 Kronor 50000 40000 30000 69000 kr 20000 10000 39000 kr 30000 kr 0 Tvåglas Standard Treglas Standard Treglas Energieffektiva
Fönstertemperaturer Ungefärlig yttemperatur mitt på fönstrets inre glasruta då inomhustemperaturen är 20 C Kolumn1 Kolumn2 Lufttemperat ur ute U-värde på glas W/(m²K) -10 C -20 C 3,0 8,5 4,5 2 12 9,5 1,3 15 13 1 16 15
Ett vanligt kopplat 2-glasfönster Är inte konstruerat för att spara energi. Inomhusvärmen läcker ut och det blir kallras och kallstrålning. Rummet upplevs som kallt och dragigt och det blir sämre inomhuskomfort.
Komplettera med energiglas på insidan Värmen stannar kvar inomhus. Det inre glaset blir varmare. Inomhustemperatu ren kan sänkas med bibehållen komfort-känsla i rummet
Komplettera med isolerruta med energiglas Kondens kan bildas på det yttre glasets utsida. Kondens på utsidan visar att fönstret har god värmeisolering. Kondens på insidan tyder däremot på dålig ventilation. Kondens mellan rutorna tyder på dåligt utfört arbete vid monteringen.
En byggnad i Skåne med 100 m 2 fönster Befintliga fönster U-värde 2,7 W/m 2 o C Transmissons förluster 23 000 kwh/år LCC: 615 000 Kr
En byggnad i Skåne med 100 m 2 fönster Den ena bågen byts ut till en isolerruta med lågemissionsskikt och argongas U-värde 1,3 W/m 2 o C. Investeringskostnad 2700 kr/m2 Transmissionsförluster 10 660kWh/år. LCC: 595 000 Kr
En byggnad i Skåne med 100 m 2 fönster Byte till treglas energifönster med två lågemissionsskikt och två argongas fyllningar. U-värde 0,8 W/m 2 o C. Investeringskostnad 6700 kr/m 2 Transmissionsförluster 8000 kwh/år. LCC: 764 000 kr/år
Nya energifönster
Nya energifönster
Vattenförbrukning En familj på fyra personer som hushållar med varmvatten förbrukar cirka 3 500 kwh energi. Varmvattenanvändningen reduceras genom att installera snålspolande kranar. Gamla kranar 35 lit/min och nya kranar 12 lit/min. Gamla duschmunstycken 15 l/min, nya 7 l/min. Byt packningar innan kranarna börjar droppa. Även kallvatten kostar pengar. Oscar Alarik
Placering av varmvattenberedare Onödigt mycket energi går åt till cirkulationspump Värmeförluster i ledningar
Legionellabakterier Bakterierna växer till i för kallt varmvatten för varmt kallvatten stillastående vatten och kan finnas i varmvattenberedare och ackumulatorer handdukstorkar och andra värmare stora system utan VVC blindledningar, proppade ledningar och sällan använda tappställen
Läckande kranar En kran som står och droppar en gång varannan sekund läcker ca 1,6 m 3 på ett år. Är det dessutom varmvatten har det åtgått 74 kwh för uppvärmningen. Q=V(m3)*ρ(kg/m3)*Cp(kWs/kg C)* (t1-t2) C*1/3600
Ventilation Enligt Socialstyrelsens krav på ventilation behövs det minst en halv omsättning luft per timme för att människor ska må bra. Med det menas att på två timmar ska rumsluften bytas ut. BBR:s generella luftflödessiffror: 7 l/s per person. 0,35 l/s per m2 (ca 0,5 oms/h).
Energi som kompenserar för ventilationsförluster (Q v ) Q v beror på ventilationsflödet, luftens egenskaper och eventuell värmeåtervinning. Q v =q m/s*ρ kg/m3*c p kj/kg o C* (1-η) E vent =Q v [W/ o C] * gradtimmar [ o C h] Exempel: Uppvärmningsbehovet för ventilationsförluster i en 100 m 2 villa med luftflödet 63 l/s i Göteborg där gradtimmarna är 95000. Ingen värmeåtervinning finns q=vent.flöde ρ=luftens densitet c p = specifik värmekapacitet luft η=verkningsgrad värmeväxling Q v =0,063 m 3 /s*1,2kg/m3*1kj/kg o C =0,0756 kw/ o C E vent =0,0756 [kw/ o C] * 95 000 [ o C h]=7182 kwh
Frånluftsventilation genom självdrag Uppvärmd luft stiger uppåt, för att slutligen försvinna ut ur huset. Ett undertryck skapas i byggnaden. För att kompensera detta undertryck sugs kallare uteluft in i huset genom otätheter.
Frånluftsventilation genom självdrag Fördel Nackdel Ingen elanvändning till ventilationen då inga fläktar behövs för att få ett luftombyte Under kalla vintermånader kommer fastigheten att ha en överventilering med stora värmeförluster som följd. Inga mekaniska komponenter. Under sommaren kommer ventilationen att kännas otillräcklig och man får svårigheter att ventilera oönskade lukter.
Energiförluster vid självdrag Självdragsystem har relativt stora värmeförluster. De största luftomsättningarna i byggnaden sker under den kalla årstiden. Ventilationsförlusterna varierar men utgör ca 30-35 % av den totala värmeanvändningen.
Mekanisk frånluftsventilation Frisk uteluft kommer in via ventiler in i byggnaden. Luften sugs ut via frånluftsfläktar i kök, toaletter och badrum.
Mekanisk frånluftsventilation Fördelar Ventilationen kan styras efter vårt behov. Värmeåtervinning möjlig utan tilluftsystem. FVP (fläktstyrd frånluft med värmepump): Nackdelar Det åtgår el-energi för att driva fläktarna.
Energieffektiv lösning Behovsstyr ventilationen Ersätt befintliga fläktar till nya frekvensstyrda och klimatkompenserad frånluftsfläkt. Installera en frånluftvärmepump till den befintliga frånluftsfläkten, värmeenergin i frånluften nyttjas till att värma tappvarmvatten eller användas till uppvärmning.
Från- och tilluftssystem (FT-system) Ett från- och tilluftssystem har både en frånluftsfläkt och en tilluftsfläkt för att möjliggöra en balanserad ventilation i byggnaden.
Från- och tilluftssystem (FT-system) Fördelar Nackdelar Har goda möjligheter till värmeåtervinning. Reglermöjligheter. Garanterat luftflöde. Möjligt att filtrera tilluft. Ventilationssystemet kräver ventilationskanaler samt don för både från- och tilluft, vilket ofta blir en dyr investering om inte byggnaden från början är byggd för detta system.
Värmeåtervinning av frånluften
SFP-värde Specefic Fan Power. Förmågan att med så liten tillförd effekt som möjligt flytta en viss mängd luft. Används för att få eleffektiviteten på enskilda fläktar och aggregat.
SFP-Värde Sammanlagda effekten för aggregatets fläktar dividerat med maximalt luftflöde (oftast frånluftsflödet).
Lågt SFP kan nås genom -byte av fläkt -byte av fläktmotor - låga tryckfall i intag, kanaler och don
Fläktars SFP-värde SFP = 1,5 SFP = 2,0 SFP = 2,5 SFP = 4,0 Mycket eleffektivt Eleffektivt Mindre eleffektivt Vårdslöshet med högvärdig energikälla
Behovsstyrning av ventilation Behovsstyrd ventilation innebär att luftomsättningen dämpas när ingen är hemma. Det i sin tur minskar energianvändningen för uppvärmning och för drift av fläktar.
Energiförbrukning Ventilation 250000 200000 Energi [kwh] 150000 100000 50000 0 Ej återvinning ej tidstyrning Batterivärmeväxlare, tidstyrning Plattvärmeväxlare, tidstyrning Roterande vvx, tidstyrning
Goda exempel 20 stycken processutsug med manuella på och av knappar försågs med timers som stängdes av en viss tid efter arbetstidens slut. Minskad elanvändning:280 MWh Minskad fjv.användning: 350 MWh
Goda exempel Processutsugen var kopplade till ett tilluftsaggregat via värmeväxlare. För att ett punktutsug skulle fungera måste stora tilluftsaggregatet vara igång. Utsugen försågs med överkopplingar försett med ett spjäll som öppnas vid övertidsarbete så att ett utsug kan användas utan att det stora tilluftsaggregatet måste vara igång. Minskad elanvändning: 275 MWh/år Pay off tid 0,8 år
Goda exempel Processutsugen var kopplade till ett tilluftsaggregat via värmeväxlare. För att ett punktutsug skulle fungera måste stora tilluftsaggregatet vara igång. De mindre processutsugen försågs med små separata fläktar. Minskad elanvändning: 80 MWh Minskad fjv.användning: 250 MWh Pay off tid 0,85 år
ENERGIPLAN
Drivkrafter och hinder för energieffektivisering: en enkätundersökning om energiarbete hos företag i Jönköpings län En mycket knapp majoritet av företagen har uppgivit att de inte arbetar med energieffektivisering. Ekonomin är den starkaste drivkraften bakom arbete med energieffektivisering. Miljöarbete i form av miljöledningssystem driver inte på arbetet med energieffektivisering. Flertalet företag har uppgett krav som ett villkor för att påbörja effektivisering av sin energianvändning.
Energifrågor i tillsynen Många tillsynsmyndigheter befinner sig i början av processen som helt säkert kommer att utvecklas framöver. Fokus ligger, idag, främst på små och medelstora miljöfarliga industriverksamheter. Tillämpbart även på andra verksamheter.
Krav på energikartläggning och energiplan. För företag som inte vidtar åtgärder, eller ens undersöker möjligheterna till åtgärder, kan och bör man ställa krav på med stöd av miljöbalken.
Krav från samhället på företagen Miljöbalkens 2 kapitel hänsynsreglerna. Man ska ha kunskap som behövs med hänsyn till verksamhetens art för att skydda människors hälsa och miljön. Yrkesmässig verksamhet ska använda bästa möjliga teknik för att skydda människors hälsa och miljön. Alla som bedriver en verksamhet ska hushålla med råvaror och energi samt utnyttja möjligheterna till återanvändning och återvinning. I första hand ska förnybara energikällor användas.
Krav från samhället på företagen Miljöbalkens 26 kap. 19 Egenkontroll Gäller alla verksamheter som kan medföra olägenheter för människors hälsa eller påverka miljön. Fortlöpande planering och kontroll av verksamheten för att motverka eller förebygga sådana verkningar. Skyldigheten att skaffa sig den kunskap som behövs med hänsyn till verksamheten för att skydda omgivningen.
Tillvägagångssätt vid tillsyn Förslag Bjuda in företag till informationsmöte. Vid tillsyn, gå igenom vad de har gjort, och vilka möjligheter det kan finnas till åtgärder. Börja med stödprocesserna, de enklaste åtgärderna först, gå vidare med produktionsprocesser i den mån det är möjligt. Tala om att ni kommer att följa upp denna fråga i tillsynen.