Transcript Kyla - Sweco

Fredrik Karlsson, Sweco Sverige
1
Dagens program
• Uppvärmning
• Varmvatten
• Kallras
• Ventilation
• Kyla
• Energibehov
2
VÄRME
3
Effektbehovet - hur stort blir
det?
• Var krävs värmen?
• Distribution – luftvärme, vattenburen värme
• Geometrin är viktig
4
Exempel - Kontorsrum
Fönster: U = 0,8 W/m2K, A =1,5 m2
Yttervägg: U = 0,1 W/m2K, A = 2,5 x 3 – 1,5 =
7,5 – 1,5 = 6 m2
UA = 0,8 x 1,5 + 0,1 x 6 = 1,8 W/K
P = UA x T = 1,8 x (20-(-20)) = 72 W
Interna laster:
• 1 dator = 150 W
• 1 person = 70 W
• Belysning = 40 W
∑ =260 W
5
Exempel – Kontorsrum i hörn
Fönster: U = 0,8 W/m2K, A =1,5 m2
Yttervägg: U = 0,1 W/m2K, A = 2,5 x (3+4) –
1,5 = 17,5 – 1,5 = 16 m2
UA = 0,8 x 1,5 + 0,1 x 16 = 2,8 W/K
P = UA x T = 2,8 x (20-(-20)) = 112 W
Interna laster:
• 1 dator = 150 W
• 1 person = 70 W
• Belysning = 40 W
∑ =260 W
6
Det behövs värme i ett passivhus
• Stödvärme motsvarande 15 W/m2
• Tappvarmvattenbehovet lika stort
eller större än
uppvärmningsbehovet
• Effektmässigt är tappvarmvattnet
störst
7
Energianvändning Lindås
Totalt 8279 kWh/år
668
Medelvärde alla hus
1742
4020
hush
varmv
eftervärme
fläktar
1848
8
kWh requirement
Energy
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Middle house
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Gable house
9
Duration curve for household electricity
[W]
[W]
5000
5000
4000
4000
3000
3000
2000
2000
1000
1000
[h]
0
0
2000
4000
6000
8000
0
[h]
0
2000
4000
6000
8000
10
Duration graph for space heating and fans
11
DHW
12
Varmvatten
• I sjukhus krävs varmt vatten året runt, för legionella problem
• Lokala lösningar med spetsvärmare som nyttjar solvärme när detta är möjligt.
• VVC-behovet är stort i alla lokaler, sjukhus, kontor etc.
• I kontor varmvattenbehov ca 5 kWh/m2, år, VVC-behovet är ungefär lika stort.
• Återvinning av avloppsvatten??
• Förvärmning av tappvarmvatten från returen på kylsystemet??
13
Återvinning ur
avloppsvatten
http://www.powerproductseurope.se/index.htm
14
Värme – el eller varmt vatten
Alternativ för att fixa
uppvärmningsbehovet för
lokalkomfort
• Elpatron
• Vattenburet system med vatten
från:
•
•
•
•
Fjärrvärme
Bergvärmepump
Luftvärmepump
Biobränsleeldad
panna/pelletskamin
• Fundera över gemensam
värmecentral
15
Vad är lönsamt?
Sammanställning av årsenergibehov för alternativen
Uppdragsnr:
8 000
7 000
55 kWh/m2
6 000
kWh/år
5 000
Gräns 30
kWh/kvardatmeter
4 000
Övrigt
Fläkt-el
Olja
Kyla
Värme
El
3 000
2 000
1 000
0
1
el+solvärme
2
Central LVP+sol+el
3
Central BVP+sol+el
4
Central pelletsanläggning +sol+el
5
Alternativ
16
Sammanställning av LCC-värden för alternativen på 20 år per ett hus
250 000
Uppdragsnr
200 000
55 474
SEK
150 000
56 005
77 283
Energi
Underhåll
Investering
153 236
100 000
50 000
91 736
81 900
65 700
28 000
0
1
el+solvärme
2
Central LVP+sol+el
3
Central bergvärme+sol+el
4
Alternativ
Central pelletsanläggning
17
Kulvert
Minska kulvertförluster
Förluster: 6 W/m till 12 W/m
Antag 10 meter rör till ett hus på 100 m2:
Förluster = 60 W, d v s 0,6 W/m2
18
Kallras
• Radiator
• Konvektor
• Påblåsning
• Strålningsvärmare
Bilder från ullmanncc.se
19
Energiberäkning
Hela byggnaden
Objekt
Dimensionerande utetemp
Årsmedeltemp
Innetemperatur
Gradtimmar
Fasad (ink fönster)
Tak
Golv
Dörrar
Fönster
Rydboholm, Åkersberga
-20
6,6
22
94640
Atemp
Interna laster
U-värden Area
UA
alfa
0,17
183
27,3
0,2
273,4
54,7
0,45
273,4
123,0
2,1
14,7
30,9
1,4
7,8
10,9
752,3
246,8 W/C
Ventilationsflöden
Cp
rå
Dimensionerande effekt:
50 kWh/m2
6,3 C
1
0,33
1010
1,2
timmar med verksamhet per dag
grundflöde
Självdragsflöde,
Ventilationseffekt
273,4
grundflöde
självdrag
Totalt
Verkningsgrad VVX
0,8
l/s
0
0,0
0,0
0,0 W/C
10,4 kW
0
0,0
Energibehov
23355,7 kWh
85 kWh/m2
20
Energiberäkning
Hela byggnaden
Objekt
Dimensionerande utetemp
Årsmedeltemp
Innetemperatur
Gradtimmar
Fasad (ink fönster)
Tak
Golv
Dörrar
Fönster
Rydboholm, Åkersberga
-20
6,6
22
94640
Atemp
Interna laster
U-värden Area
UA
alfa
0,17
183
27,3
0,1
273,4
27,3
0,45
273,4
123,0
2,1
14,7
30,9
1,4
7,8
10,9
752,3
219,4 W/C
Ventilationsflöden
Cp
rå
Dimensionerande effekt:
50 kWh/m2
7,1 C
1
0,29
1010
1,2
timmar med verksamhet per dag
grundflöde
Självdragsflöde,
Ventilationseffekt
273,4
grundflöde
självdrag
Totalt
Verkningsgrad VVX
0,8
l/s
0
0,0
0,0
0,0 W/C
9,2 kW
0
0,0
Energibehov
20768,3 kWh
76 kWh/m2
21
VENTILATION
22
Ventilationssystem
Syftet med ventilation är att
transportera bort
luftföroreningar och dålig luft
och ersätta den med frisk luft
Kall uteluft tas därmed in och
måste värmas upp – detta går
att göra med luften som tas ut
En bra värmeväxling leder till låga
värmeförluster
23
Minska värmeförlusterna - värmeväxla
Uteluft
Avluft
Tilluft
Frånluft
Frånluft
Sommarförbigång
24
Ventilation och energi
Syftet med ventilation är att ta bort föroreningar och tillföra frisk luft
till rummet
Flödet, trycket och drifttiden påverkar energibehovet i
ventilationsanläggningen
Påverkan på byggnadens elbehov
Påverkan på värmebehovet
Pfläkt =
∆pq
η
Drifttid
P = q ⋅ ρ ⋅ C p ,luft ( Ttill − Tute
)
25
Möjligheter att påverka energianvändningen
Flödet och drifttiden
•
•
Ventilera inte mer än nödvändigt
Minska flödet nattetid?
Trycket
•
Pfläkt =
∆pq
η
Låga tryckfall, undvik spjällstyrning
Effektiviteten
•
•
Använd eleffektiva fläktar
VAV för anpassad ventilation (lokaler)
Värmeåtervinning
•
P = q ⋅ ρ ⋅ C p ,luft ( Ttill − Tute
)
FTX ökar tryckfallet men minskar värmebehovet, minskar
värmeffektbehovet
26
Från aggregat till rum
Energieffektiva fläktsystem
CAV/VAV
Energibehov
Effektiv distribution – lägre flöden med samma effekt, lägre temperaturdifferens
med samma effekt.
Luftflödesbehov
27
Typer av värmeväxling
28
Minerga 80%
Korsström, motström,
korsström
<1500 l/s
29
Voltair via Kraft och Kultur
90% verkningsgrad (!)
<1800 l/s (6500 m3/h)
2-stegs Motströmsväxlare i
polykarbonat
30
Exhausto
Aggregat med verkningsgrad 80-85%
Motströmsväxlare
<625 l/s
31
Värmeväxlare med hög verkningsgrad
32
http://www.passivehouse.com/
Godkända aggregat från passivhusinstitutet
http://www.passiv.de/01_dph/UntBH/HerstLi/02Haust/Lueft/Z_Lueft_F.htm
33
Tumma inte på luftkvalitén – välj en bra
värmeväxlare
34
Olika lösningar
FTX (mechanical ventilation with heat exchanger, balanced ventilation)
• En per lägenhet/våningsplan/kontorsdel
• Gemensamt aggregat – överför värme från olika verksamheter
I passivhus räcker ventilationsluften till för att bära den värme som krävs
• Utnyttjar befintligt system
• Sämre reglerförmåga??
35
36
Centralt aggregat
37
Ventilationssystemet
VVX med 80%
verkningsgrad, ibland
95% ibland 60%
REC Temovex
motsströmsväxlare
Luftburen värme (?)
Tilluftsdon i tak på
nedervåning och vid golv
på övervåning
38
Ventilationsdon
39
Att tänka på kring ventilation i lågenergihus
Placera värmeväxlare nära uteluftsintag
för att inte kyla ner byggnaden
Tänk till kring val av don, tänk på att
luften både kan vara varmare och
kallare än inomhusluften
Aggregaten kan bli stora för att uppnå
hög återvinningsgrad – mer
utrymme
Använd sommarförbigång i
värmeväxlare
Möjlighet till nattvädring nödvändigt
40
Kyla
41
Innetemperaturer i ett lågenergihus
C innetemp
40,0
35,0
C13T1
30,0
C13T2
25,0
C14T1
20,0
C14T2
C15T1
15,0
C15T2
Högre lägstanivå
C16T1
10,0
C16T2
5,0
0,0
01-01
04-11
07-20
10-28
42
Kyla
Hur tillför vi kyla på ett passivt sätt?
Frikyla från ventilationsaggregat
Nattkyla
Förkyla/Förvärmning via mark
Vikten av solavskärmning, minska internvärme
– energieffektiva prylar
43
Minska kylbelastningen först
• Markiser – yttre solavskärmning
• Solfilm
• Screentryck (minskar solinstrålningen med
50%)
• Utskjutande tak
• Växtlighet
• Planera byggnaden i landskapet
• Reflekterande tak
44
Passiva kylmetoder
• Solskorstenar
• Jordkanaler (även för
värme vintertid)
45
Jordkanaler
Förvärmning/Förkylning av tilluften i jordkanal
46
47
Exempel Västerås
48
Exempel Västerås
• Beräknad specifik energianvändning: 55-60 kWh/m2, år (exkl. hushållsel)
• Beräknad värmeeffekt: Gavelhus 17 W/m2, mittenhus 15 W/m2
• Ventilationssystem: FTX-systemm varje lägenhet har eget aggregat
• Varmvatten samt tillsatsvärmebatterier värms från en gemensam fjärrvärmeväxlare
• Täthet uppmätt till 0,18 l/s, m2 omslutande area
49
KONTROLL FÖR BRA RESULTAT
50
Kontroll i byggskedet
• Byggnadens täthet med tryckprovning
• Mätning av fukthalt i enlighet med fuktsäkerhetsbeskrivning
• Buller från ventilation mäts i alla rum, speciellt sovrum
• Tilluftens temperatur vid maximal värmeeffekt
• Eventuella köldbryggor kontrolleras med
värmekamera/temperaturmätning
• Luftflöden i ventilationsaggregat mäts
• Använd en energisamordnare för att hålla ihop projektet
• JOBBA TILLSAMMANS!!
51
Alla ska med!
Dagens
entreprenader
Partneringentreprenad
Stafettväxling
Programhandling / Projektering
Workshop med t ex målformulering, klargöra förväntningar,
roller och behov teambuilding, identifiera möjligheter
och hinder, utforma arbetssätt. 1dag
Genomförande
Introduktion för nytillkomna, minivariant av workshop
t ex. halvdag
Garantitid
Uppföljningsträff. Analys, reflektion. Förbättringsåtgärder
Avslutande uppföljning där alla aktörer medverkar
52
Uppföljning
• Inneklimat, temperatur, luftflöden
• Täthet
• Temperaturverkningsgrad hos ventilationsaggregat
• Energiprestanda, fördelning mellan byggnad och hushåll, fastighet
Temperatur
Pt-100 och termoelement
Inblåsningstemperatur
Temperatur i rummet (en punkt)
Temperaturgradient (dels i sovrum A, dels i dörröppningar
53
SUMMERING
54
När krävs energi i en byggnad
DHW
55
Monitored annual electricity demand
kWh/a
25 000
20 000
15 000
10 000
5 000
0
Old typical
New typical
Swedish building Swedish building
Low-energy
building , Lindås
Space heating
Fans
DHW
Household appliances
56
Embodied and operational energy
kWh/m2 usable floor area
10 000
8 000
1410
6 000
4 000
2 000
7100
1954
3125
0
Typical new Swedish
Low-energy building
house
Production and maintenance, 50 years
Operation, 50 years (end-use)
57
58