Transcript Presentasjon Jørn Stene, COWI

Utfasing av oljefyr
med varmepumper
Jørn Stene
COWI AS – Divisjon Bygninger
NTNU – Inst. energi- og prosessteknikk
1
OLJEFRI-KAMPANJE
COWI POWERPOINT PRESENTATION
Uteluft som varmekilde
Jord eller fjell/berg som varmekilde
2
9. MAI 2012
COWI POWERPOINT PRESENTATION
Varmepumpens virkemåte
Utnytter fornybar varme i omgivelsene eller spillvarme
Varmebehov
• Romvarme
• Ventilasjonsvarme
• Varmtvann
Kjølebehov
• Romkjøling
Q
COP   
W
Q=100%
50-80%
W=20-50%
Tilført elektrisitet (W)
3
OLJEFRI-KAMPANJE
COWI POWERPOINT PRESENTATION
Varmekilde
• Uteluft
• Fjell (berg)
• Jord
• Sjøvann
• Innsjøvann
• Ventilasjonsluft
COP og energisparing med varmepumper
Gjennomsnittlig COP varierer typisk mellom 2 og 5
50%
33%
25%
20%
50%
67%
75%
80%
COP=2
COP=3
COP=4
COP=5
› Effektfaktoren (COP) og dermed varmepumpens energisparing:
› Øker med synkende temperaturnivå i varmesystemet 
› Øker med økende temperaturnivå på varmekilden 
4
OLJEFRI-KAMPANJE
COWI POWERPOINT PRESENTATION
Varmepumpemarkedet i Norge
Mer enn 500.000 anlegg (2013) – 85.000 nye anlegg per år
5
OLJEFRI-KAMPANJE
COWI POWERPOINT PRESENTATION
Uteluft som varmekilde
Uteluft/luft varmepumpeanlegg – prinsipp
Innedel
Innedel
Utedel
6
OLJEFRI-KAMPANJE
COWI POWERPOINT PRESENTATION
Uteluft som varmekilde
Uteluft/luft varmepumpeanlegg – egenskaper
› Romoppvarming – kjøling
› Grunnlastkilde – vedovn, panelovner osv. som spisslastkilde
› Varmeuttak fra uteluft – varmekilde tilgjengelig overalt
› Varmeytelse og COP avtar med synkende utelufttemperatur
› Utedelen krever tidvis avriming – krever energi og kan gi evt. driftsproblemer
› Utedelen genererer noe støy – evt. utfordringer mht. plassering
› Resirkulerer luft via én eller to innedeler i boligen – krever åpen planløsning
› Anlegget varmer ikke varmt forbruksvann (tappevann)
› Investering, energisparing og levetid
› Lav investering da varmeopptakssystemet er en integrert del av anlegget
› Maks. 30-40 % energisparing pga. moderat energidekning og moderat COP
› Moderat levetid pga. store temperaturvariasjoner
7
OLJEFRI-KAMPANJE
COWI POWERPOINT PRESENTATION
Eksisterende boliger
Vannbåren varme – varmedistribusjon
› Eldre radiatorsystemer – høy vanntemperatur
› Høyt effektbehov til romoppvarming i dårlig isolerte boliger
› Radiatorer – liten varmevekslerflate i forhold til gulvvarme
› Temperaturnivå og valg av oppvarmingskilde
› Pelletskjel – påvirkes minimalt av høyt temperaturkrav
› Varmepumpe – varmeytelse, energisparing og levetid påvirkes i stor grad
› Maks. krav til vanntemperatur på kaldeste dag bør ikke overstige 60 °C
› Tiltak på varmesystem ved installasjon av varmepumper
› Kontrollere og evt. rense rørsystem og radiatorer
› Kontrollere og evt. innjustere vannmengder
› Erstatte dagens radiatorer med nye radiatorer med større overflate
› Supplere dagens radiatorsystem med én eller flere viftekonvektorer
8
OLJEFRI-KAMPANJE
COWI POWERPOINT PRESENTATION
Uteluft som varmekilde
Uteluft/vann varmepumpeanlegg – prinsipp
Gulvvarmesystem
Varmtvannstank
«Utedel» for
varmeopptak
fra uteluft
9
OLJEFRI-KAMPANJE
COWI POWERPOINT PRESENTATION
Uteluft som varmekilde
Uteluft/vann varmepumpeanlegg – egenskaper
› Romoppvarming og varmtvannsberedning
› Grunnlastkilde – el.kolber som spisslastkilde
› Varmeuttak fra uteluft – varmekilde tilgjengelig overalt
› Varmeytelse og COP avtar med synkende utelufttemperatur
› Utedelen krever tidvis avriming – krever energi og kan gi evt. driftsproblemer
› Utedelen genererer noe støy – evt. utfordringer mht. plassering
› Maks. vanntemperatur typisk 40-50 °C – begrensning ved høye temperaturkrav
› Noen få anleggstyper har 55-80 °C maksimal vanntemperatur
› Investering, energisparing og levetid
› Moderat investering da varmeopptakssystemet er en integrert del av anlegget
› Maks. 40-50 % energisparing pga. moderat energidekning og moderat COP
› Kortere levetid enn væske/vann-varmepumper pga. store temperaturvariasjoner
10
OLJEFRI-KAMPANJE
COWI POWERPOINT PRESENTATION
Fjell/berg som varmekilde
Væske/vann bergvarmepumpe – prinsipp
Varmepumpe med varmtvannsbereder
Varmesystem
•
Radiatorer, konvektorer osv.
Energibrønn i fjell/berg
11
OLJEFRI-KAMPANJE
COWI POWERPOINT PRESENTATION
•
Borehull (Ø140), 100-250 m dypt
•
Plastrør/kollektorslange (Ø40)
plasseres i borehullet – varme overføres med sirkulerende frostvæske
•
Stor løsmassetykkelse (grus, sand,
leire) øker anleggskostnaden og
reduserer anleggseffektiviteten
Fjell/berg som varmekilde
Væske/vann varmepumpeanlegg – egenskaper
› Romoppvarming og varmtvannsberedning – kjøling
› Grunnlastkilde – el.kolber som spisslastkilde
› Varmeuttak fra 100-250 meter dype energibrønner i fjell
› Indirekte systemløsning med kollektorslange i plast med sirkulerende frostvæske
› Energibrønner – usynlige og støyfrie men begrensninger mht. mulig utnyttelse
› Svært viktig med korrekt dimensjonering/utforming/drift av brønnsystemet
› Maks. vanntemperatur typisk 50-60 °C – begrensning ved høye temperaturkrav
› Gir høy varmeleveranse og høy COP når el.prisen er høyest
› Investering, levetid og energisparing
› Relativt høy investering da energibrønnene er kostbare – større boliger
› Maks. 70 % energisparing oppnås ved høy energidekning og høy COP
› Lang levetid for korrekt dimensjonerte anlegg med lavtemperatur varmesystem
12
OLJEFRI-KAMPANJE
COWI POWERPOINT PRESENTATION
Jord som varmekilde
Væske/vann jordvarmepumpe – prinsipp
Varmepumpe med varmtvannsbereder
Varmesystem
•
Radiatorer, konvektorer osv.
Jordslangesystem
13
OLJEFRI-KAMPANJE
COWI POWERPOINT PRESENTATION
•
Plastrør (Ø40) legges på ca. 1 m
dybde og med 2 m deling – varme
overføres med sirkulerende frostvæske (etylenglykol)
•
ca. 300 m2 plen for 6 kW anlegg
•
Må ikke legges nær mur, bygninger
osv. da det kan gi setningsskader
Jord som varmekilde
Væske/vann varmepumpeanlegg – egenskaper
› Romoppvarming og varmtvannsberedning – kjøling
› Grunnlastkilde – el.kolber som spisslastkilde
› Varmeuttak fra jordsmonn (utfrysing av vann) – fra ca. 1 m dybde
› Indirekte systemløsning med kollektorslange i plast med sirkulerende frostvæske
› Jordslange – usynlig og støyfri men krever relativt stort areal for installasjon
› Svært viktig med korrekt dimensjonering/utforming/drift av jordslangesystemet
› Maks. vanntemp. typisk 50-60 °C – begrensning ved høye temperaturkrav
› Gir høy varmeleveranse og høy COP når el.prisen er høyest
› Investering, levetid og energisparing
› Lavere investering enn bergvarmeanlegg pga. billigere varmeopptakssystem
› Maks. 70 % energisparing oppnås ved høy energidekning og høy COP
› Lang levetid for korrekt dimensjonerte anlegg med lavtemperatur varmesystem
14
OLJEFRI-KAMPANJE
COWI POWERPOINT PRESENTATION
Uteluft som varmekilde
Uteluft/vann-anlegg med CO2 som kuldemedium
› Bruker karbondioksid (CO2) som kuldemedium
› Miljøvennlig, ugiftig og ubrennbart medium
› Basisteknologi utviklet ved NTNU-SINTEF i Trondheim
› Kun luft/vann-aggregater for bolighus
› Kombi-anlegg – romoppvarming + varmtvann
› Varmtvanns-varmepumper – klart beste anvendelse!
› Kan levere varme ved høy temperatur (50-90 °C)
› Anvendelse
› Velegnet for lavenergihus og passivhus med lavtemperatur varmesystem
› Frarådes brukt i eksisterende boliger med høytemperatur varmesystem
(radiatorer) – gir lav energisparing pga. lav energidekning og lav COP
15
OLJEFRI-KAMPANJE
COWI POWERPOINT PRESENTATION
Varmepumper – målt energisparing
Eksempel – feltmålinger i Sveits, Tyskland, Danmark og Sverige
Luft/vann-anlegg
Væske/vann-anlegg
CH - luft/vann, væske/vann - 1994-2002
DE - 40 luft/vann, 80 væske/vann - 2008-2009
80 %
Relativ energisparing
Relativ energisparing
80 %
71 %
70 %
67 %
64 %
58 %
60 %
50 %
40 %
74 %
70 %
62 %
Ekst. bygg
› Enova-støttet
Nye bygg
DK - 12 luft/vann, 138 væske/vann - 2010-2011
80 %
75 %
70 %
70 %
66 %
64 %
60 %
50 %
40 %
67 %
70 %
63 %
69 %
65 %
57 %
60 %
53 %
50 %
40 %
Rad./gulv
OLJEFRI-KAMPANJE
COWI POWERPOINT PRESENTATION
Rad./gulv
Rad./gulv
Gulv
› Ny feltstudie i
Norge med 18
luft/vann og
væske/vannvarmepumper
› VVS-foreningen
50 %
Nye bygg
Relativ energisparing
Relativ energisparing
67 %
60 %
SE - 1 luft/vann, 4 væske/vann - 2010-2011
80 %
16
70 %
40 %
Ekst. bygg
70 %
Relativ energisparing (%)
Rad.
Rad./gulv
Gulv
› Ny feltstudie
med 20 bergvarmepumper i
Sverige
› Flere andre feltstudier i Europa
› Feltmålinger viser
reell energisparing
for hele systemet
Varmepumper
Instrumentering av anlegget – effekt- og energimåling
› Måling av tilført el.effekt og avgitt varmeeffekt
› Dokumenterer årlig varmeleveranse og energisparing
› Kan brukes til å oppdage eventuelle feil med anlegget
› Med målinger står boligeier står mye sterkere i evt. tvistesak
› El.måler (kW/kWh)
› Separat el.måler for varmepumpeaggregat og pumper men eks.
tilleggsvarme (el.varmekolber) – gir mulighet for beregne COP
› Varmemengdemåler (kW/kWh)
› Volumstrømsmåler + temperaturfølere + digitalt telleverk
› Måler avgitt varmeeffekt/-energi fra varmepumpen
› Anbefalt for alle luft/vann- og væske/vann-varmepumper
17
OLJEFRI-KAMPANJE
COWI POWERPOINT PRESENTATION
Informasjon om varmepumper
Byggforskserien, detaljblad – SINTEF-rapport
[email protected]
SINTEF Byggdetaljblad
SINTEF Byggdetaljblad
SINTEF-rapport
18
OLJEFRI-KAMPANJE
COWI POWERPOINT PRESENTATION
Utskrifting av oljefyr – informasjon fra Enova
http://www.enova.no/om-enova/publikasjonssenter/291/0/
www.enova.no
19
OLJEFRI-KAMPANJE
COWI POWERPOINT PRESENTATION
Utskifting av oljefyr – informasjon fra Enova
http://www.enova.no/om-enova/publikasjonssenter/291/0/
www.enova.no
20
OLJEFRI-KAMPANJE
COWI POWERPOINT PRESENTATION
Norges Naturvernforbund – www.oljefri.no
Alternative oppvarmingssystemer til oljefyring
› Varmepumper – luft/vann-anlegg, væske/vann-anlegg (jord-/fjellvarme)
› Bioenergi – ved, pellet (kjel, brenner, kamin m/u vannmantel)
› Sol – solfanger (plan type, vakuumrør)
21
OLJEFRI-KAMPANJE
COWI POWERPOINT PRESENTATION
Takk for oppmerksomheten!
FORNYBAR
22
OLJEFRI-KAMPANJE
COWI POWERPOINT PRESENTATION