Klimatkyla i närtid och framtid för bostäder och lokaler (P13) Nästa generations värmepumpssystem i bostäder och lokaler (P14) Talare: Lennart Rolfsman och Caroline Haglund Stignor Projektledare: Monica Axell SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut Övriga forskare/utförare: Roger Nordman (SP), Markus Lindahl (SP), Markus Alsbjer (SP), Svein Ruud (SP), Per Fahlén (CTH), Jan-Olof Dalenbäck (CTH), Göran Hellström (LTH)
Syfte Två projekt bedrivs parallellt på SP med följande syften Analysera nuvarande marknad och framtida potential för klimatkyla i lokaler och bostäder. Beskriva kraven på nästa generation av värmepumpsystem i bostäder och lokaler Ta fram förslag på ett antal konkurrenskraftiga systemlösningar som skall vara långsiktigt hållbara ur ett miljö-, ekonomiskt och energimässigt perspektiv. Energieffektiviserande åtgärder och metoder för att minimera kylbehovet beaktas Bedömning av potentialen för värmepumpssystem i kombination med klimatkyla i framtidens bostäder Definition av framtid = 10-15 år fram i tiden
Dagens presentation Genomförande Analys av inverkan från nuvarande och framtida lagstiftning Beskrivning av det existerande fastighetsbeståndet Sammanställning av värme- och kylbehov och för lokaler och bostäder Befintliga systemlösningar värmepumps- och klimatkylsystem Nuvarande marknadsomfattning - värmepumps och klimatkylsystem Övriga delar Drivkrafter för klimatkyla Framtidsscenarier Åtgärder på klimatskal påverkan på kyl- och uppvärmningsbehov Kravspecifikation Förslag på framtidens systemlösningar Påverkan på elnätets effekt/energibalans Jämförelse av systemlösningar ur kostnads- och miljöperspektiv
Förordningars påverkan på system Eco-designdirektiv Fastighetsnivå & Brukarnivå Sänka energibehovet på massproducerade produkter Internlaster minskar Värmebehov ökar?, Elbehovet minskar, Kylbehov minskar Energieffektivitet Samhällsnivå Minska slutanvänd energi med 9% från basåren 2001-2005 till 2016 Redovisa en handlingsplan för varje medlemsstat Ett ytterligare beslut kräver 20% mindre primärenergi 2020 Avfallsdirektivet Samhällsnivå & Fjärrvärmeföretag F-gas Fastighetsnivå & Fjärrvärmeföretag En förordning som omfattar stationär utrustning med HFC medier Viktigast för systemval är att distribution med köldmedium har återuppstått för temperaturer över 0 C Byggregler (BBR) Fastighetsnivå
BBR (klimatkyla) BOSTÄDER Elvärme: 55 kwh/m 2 år; småhus, flerfamiljshus ca 5kWh/m 2 år kvar till kyla Ej kompressordriven kyla! Fjärrkyla ej möjlig! Frikyla med bergvärme kan vara möjlig (COP upp till 50) tillkommande utr. LOKALER 100 kwh/m 2 år vid ventflöde (q) 0.35l/s*m 2 För ventflöden,q, över 0.35 gäller 100 + 70*(q-0.35) kan man ha höga q ökar utrymmet för tillförd energi.
Statistik över kylbehov Kylbehovet för lokaler år 2006 var enligt SCB 654 GWh, detta inkluderar både fjärrkyla och eldriven kyla. Uppgifter om använd mängd fjärrkyla samlades in för första gången 2001 och förmodligen är uppgifterna ännu ofullständiga. Fjärrkyla Bild: Antagande år 2000 Leverans 2007: ca 740 GWh FJÄRRKYLA!
Kylproduktion Produktionsmetoder Frikyla från luft, berg eller vatten Värmedriven kyla Mekaniskt driven kyla Spillkyla från värmepump Abs Gen Condenser Evaporator
Kyla och systemgränser Systemgräns fastighetsägare Alternativ BBR Fjärrkyla Systemgräns samhälle/stat E l m a r k n a d BBR lokal kyla Köpt el till pumpar och fläktar Frikyla Konvektor Baffel Primärenergi Systemgräns brukare/hyresgäst
Systemlösning Kyla enligt STIL 1 och 2 Finns i kontor, köpcentra och stora sjukhus Ventilation Kyla distribueras för Små objekt med DX dvs förångare i varje rum luft Stora objekt med vatten till bafflar i varje rum
Avfallsförbränning Elpriser Önskemål från brukare Sjukhus,kontor,köpcentra Trender Värmedriven kyla Klimatkyla Kyl frys BBR systemgräns Frikyla av avalla allaslag ökar ökar Kunskapsbrist ett ettstort hinder Utförare Beslutspersoner Driftspersonal Kyla Kyla i i bostäder --osäkert Kyla Kyla på påkontor --finns i i många Kyla Kyla i i arbetslokaler -- troligt Kyla Kyla i i sjukhus --finns i i stora andra vårdlokaler? Kyla Kyla i i butiker konkurrensmedel
Olika värmepumpstyper Vätska/vattenvärmepumpar Berg, mark, vatten (Ute)Luft/vattenvärmepumpar Split, enhetsaggregat, indirekt kopplad utedel, kanal- och icke kanalanslutna system Frånluftsvärmepumpar Värmning av tappvarmvatten och/eller värmevatten (eller tilluft?) (Ute)Luft/luftvärmepumpar Med möjlighet till kyldrift* Kombinationslösningar Frånluft+mark/berg, frånluft+uteluft Ovanstående vp i kombination med sol, flvp med fjärrvärmespets
Kartläggning av fastighetsbeståndet (SCB) Uppvärmd yta för småhus uppdelat på byggår och uppvärmningssätt 60 miljoner m 2 50 40 30 Olja Övriga Biobränsle+el (v) Biobränsle+el (d) Olja+biobränsle+el Olja+biobränsle Olja Berg/jord/sjövärmepump El (v) El (d) Fjärrvärme 20 10 0-1940 1941-1960 1961-1970 1971-1980 1981-1990 1991-2000 2001-
Statistik värmepumpsmarknad (SVEP) 140,000 120,000 100,000 80,000 60,000 Antal sålda värmepumpar - totalt Brine-Water Exhaust air Air-Air Air-Water Om en livslängd på 15 år antas kommer det att ta minst ca 10 år innan utbytesmarknaden blir betydande Nedåtgången tyder på att de flesta oljeuppvärmda hus redan är konverterade 40,000 20,000 0 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
Framtidens (om 10-15 år) småhusvärmepumpar kommer att ersätta: Direktel Biobränsle (om detta blir dyrare än idag) Olja (till ganska liten del eftersom de flesta oljeuppvärmda hus redan är konverterade) Befintliga värmepumpar som behöver bytas ut pga ålder (Fjärrvärme - om det visar sig vara mer lönsamt och/eller miljövänligt och avtal medger det)?? Värmepumar kommer även att installeras i nybyggda hus, men detta kommer att utgöra en begränsad del av marknaden eftersom flertalet av de hus vi kommer ha om 15 år redan är byggda. miljoner m 2 60 50 40 30 Övriga Biobränsle+el (v) Biobränsle+el (d) Olja+biobränsle+el Olja+biobränsle Olja Berg/jord/sjövärmepump El (v) El (d) Fjärrvärme 20 10 0-1940 1941-1960 1961-1970 1971-1980 1981-1990 1991-2000 2001-
Hur kan man bygga och vilka installationer kan man ha för att uppfylla Boverkets Byggregler? Enligt BBR 2006 Frånluftsvärmepump - inte tillräckligt låg energiförbrukning i norra Sverige (normal byggstandard) Övriga värmepumpstyper - tillräckligt låg energiförbrukning Enbart fjärrvärme - inte tillräckligt låg energiförbrukning (normal byggstandard) Enligt Boverkets förslag till skärpning av BBR 2006 För frånluftsvärmepumpar krävs nu passivhusstandard och/eller kombination med markvärme Bergvärmepumpar - tillräckligt låg energianvändningen Om ej bergvärmepumpar - bygga tätare samt tex komplettera fjärrvärme med FTX eller frånluftsvärmepump
Kylbehov i bostäder Preliminära resultat från enkätstudie för luft/luftvärmepumpar Om värmepumpen används till komfortkylning - hur stor del av året uppskattar du att värmepumpen används till detta? 45% 40% 35% 30% 25% 20% 36% 41% 15% 10% 7% 10% 5% 0% 3% 3% 3-4 mån 2-3 mån 1-2 mån 1vecka-1mån 1-7 dagar Aldrig
35 30 25 20 15 10 5 0 Kartläggning av fastighetsbeståndet Uppvärmd yta för lokaler uppdelat på lokaltyp och byggår Klimatkyla Uppgift saknas 2001-1991-2000 1981-1990 1971-1980 1961-1970 1941-1960 -1940 Bostäder Hotell, elevhem Restaurang Kontor och förvaltning Livsmedelshandel Övrig handel Vård Skolor Bad- sport- idrotssanl. Kyrkor, kapell Teater, konsert, biograf Varmgarage Övriga lokaler miljoner m 2
Framtidens värmepumpssystem i lokaler och flerbostadshus? Där det finns samtidiga kyl- och uppvärmningsbehov Då de är prismässigt och/eller miljömässigt gynnsamma jämfört med fjärrvärme Där fjärrvärme ej är tillgänglig Lämplig systemlösning? 500000 450000 400000 350000 Värmebehov Kylbehov Varaktighet 3000 2500 2000 Effekt (W) 300000 250000 200000 1500 Varaktighet (h) 150000 1000 100000 500 50000 0-15 -10-5 0 5 10 15 20 25 30 35 Utomhustemperatur ( C) Uppvärmnings- och kylbehov under dagtid i en kontorsfastighet i Göteborg eller ska värmepumpen hämta/avge värme direkt till luften? 0
Slutsatser Den idag kända lagstiftningen kommer att påverka både uppvärmnings- och kylbehovet i bostäder och lokaler och även till viss del utformningen av kyl- och värmepumpssystem De flesta av de byggnader som vi kommer att ha om 10-15 år är redan byggda Framtidens värmepumpar kommer i mindre utsträckning att ersätta olja och i större utsträckning ersätta gamla värmepumpar och andra uppvärmningsformer än olja Utformningen av nya byggregler kommer att påverka omfattningen av användandet av värmepumpar i småhus samt vilken typ av värmepump som används. Dess utformning kan också påverka vilken produktionsmetod som väljs för kyla i lokaler Det finns goda förutsättningar att använda värmepumpar i större fastigheter och lokaler. Omfattningen kommer till stor del bero på relationen mellan uppvärmnings- och kylbehov samt på relationen mellan fjärrvärme- och elpris samt tillgängligheten på fjärrvärme
Tack! Några frågor? Välkommen till våra posters! Finansiärer / deltagande företag: ELFORSK Energimyndigheten via eff-sys II AB Bostäder i Borås Akademiska Hus Borås Energi och Miljö Enertech AB Fastighetsägarna Göteborgs Energi AB IVT Industrier AB JACAB AB JM AB LB Hus NCC Nibe AB Peab AB Refcon Skanska Skellefteå Kraft Sveriges Byggindustrier Landstinget i Uppsala län Vattenfall Utveckling VVS Företagen Västfastigheter ÅF