Varmeanlæg

Direkte – indirekte fjernvarmevarmeanlæg

Fjernvarme produceres på fjernvarmeværker rundt omkring i Danmark. Det varme vand ledes herfra videre ud til de enkelte forbrugere, hvor vandet bliver brugt til rumvarme og opvarmning af varmt brugsvand. Når vandet har afgivet tilstrækkeligt varme til husstanden, ledes vandet tilbage til fjernvarmeværket, hvor det igen opvarmes. På denne måde cirkulerer vandet i et lukket rørsystem. Hos den enkelte forbruger er der to installationstyper af varmeanlæg, et direkte og et indirekte anlæg.

Direkte fjernvarmesystem

I et direkte fjernvarmesystem, cirkulerer fjernvarmevandet direkte i boligens varmekredsløb, altså radiatorer eller gulvvarmesystemer.

Radiatorer

Ved dimensionering af 1-strengs radiatoranlæg benyttes de temperaturer, som er i nedenstående tabel. Fremløbstemperaturen er 10-15 °C højere end returtemperaturen.

I dag er det sjældent, at der installeres 1-strengs radiatoranlæg, da det af mange grunde, bl.a. energi-mæssige, er ufordelagtigt.

Radiatorer dimensioneres til at kunne opvarme rum ved det dimensionerende varmetab, dvs. ved en udetemperatur på -12 °C.

Ved dimensionering af 1-strengs radiatoranlæg benyttes typisk de temperatursæt, som er angivet i nedenstående tabel.

Ved dimensionering af 2-strengs radiatoranlæg benyttes typisk de temperatursæt, som er angivet i nedenstående tabel.

Et-strengs anlæg

Ved 1-strengsanlæg anvendes en ringledning med konstant cirkulation. Ved hver radiator er der en hydraulisk modstand. (røret imellem til- og afgang er en dimension mindre) Det er tryktabet over denne modstand, der driver vandet gennem radiatoren.

Der skal benyttes særlige radiatorventiler til et 1-strengsanlæg, og det er ikke muligt at etablere en god afkøling på denne type anlæg, så anlægstypen regnes generelt for uegnet til fjernvarmeinstallationer. Den altid varme cirkulationskreds (ringledning) giver et større varmetab, der ikke altid kan udnyttes.

To-strengs anlæg

Ved 2-strengs anlæg er radiatorerne parallelforbundne. Herved fås et højt tryk til hver radiatortermostatventil og afkølingen over hele anlægget kan blive meget stor.

Radiatortermostatventilerne bør vælges med et tryktab på maks. 0,1 bar (1 mVs eller 10 kPa).

Radiatortermostatventilerne i det enkelte rum bør indstilles på samme niveau, så alle radiatorerne bidrager til afkølingen. Er der monteret radiatortermostater med forindstilling, kan den optimale fordeling af vandet findes ved at justere disse. (se evt. afsnittet forindstilling under indregulering).

Gulvvarme

Gulvvarme er blevet en populær opvarmningsform, og i dag bygges parcelhuse stort set kun med gulvvarmeanlæg som eneste varmeanlæg. Der skelnes mellem bade- og opholdsrum.

I barfodsområder bør overfladetemperaturen være fra 26 - 30 °C ved tunge materialer og fra 23 - 28 °C ved lette materialer som træ.

I opholdsrum er en overfladetemperatur på 19 - 29 °C god med normale sko.

I praksis skal nok regnes med, at overfladetemperaturen i opholdsrum skal være 22 – 23 °C som minimum ved almindeligt brug. I rand/yderzoner kan højere temperaturer tolereres.

Gulvvarmeanlæg dimensioneres ligesom radiatoranlæg til at kunne opvarme rummet ved det dimensionerende varmetab, dvs. ved en udetemperatur på -12 °C.

Temperatursæt for gulvvarme.

Gulvtype: Fremløbstemperatur: Afkøling: (ΔT) ved -12°C ude temp.

Trægulv (strøer) 40 - 45°C mellem 6,0 - 7,5°C

Trægulv (støbt fundament) 35 - 40°C mellem 5,5 - 6,5°C

Klinker / Fliser (støbt fundament) 25 - 30°C mellem 5,0 – 6,0°C

Fremløbstemperaturen til gulvvarmen er vigtig. Man skal altid være opmærksom på de krav/begrænsninger, som gulvbelægning, gulvvarmeslange og gulvopbygning stiller/sætter.

Det er også muligt at lave natsænkning på gulvvarmeanlæg. Her skal man dog tage højde for at gulvvarmen ofte reagerer meget langsomt på temperaturændringer.

Afkøling

Forskellen mellem fjernvarmevandets fremløbs- og returtemperatur har betydning for økonomien. Den forskel kaldes for afkølingen. Jo koldere fjernvarmevandet er, når det sendes tilbage til varmeværket, jo bedre har man udnyttet den varme, der er i fjernvarmevandet. Denne afkøling bør som regel være minimum 30˚C, men ikke alle fjernvarmeværker har de samme krav. Nogle fjernvarmeværker opkræver en straf, hvis kunden har en dårlig afkøling. Det kan eksempelvis være 1% af den samlede varmeregning per grad for dårlig afkøling. Dette kan hurtigt blive en bekostelig affære. Grunden til at fjernvarmeværket ønsker en så god afkøling som muligt, er naturligvis økonomien. Det er dyrt at sende vand rundt i ledningsnettet, og jo dårligere afkøling, jo mere vand skal pumpes rundt.

Her kan du se, hvad der i princippet sker, når afkølingen ikke er god nok. I eksemplet får alle fire huse leveret samme mængde varme, nemlig 1 MWh (megawatttime). Men se lige hvad der sker med forbruget af fjernvarmevandet, hvis afkølingen ligger på 20 °C og derunder! Det stiger voldsomt, og så får varmeværket større omkostninger til opvarmning/transport af fjernvarmevandet. Hvis alle på fjernvarmenettet får mere ud af energien i fjernvarmevandet, så vil varmeværket kunne nedbringe omkostningerne til at få vandet varmet op og pumpet rundt.

Vejrkompensering

Vejret er det parameter som har størst indflydelse på varmebehovet i en bygning. Ved at installere en styring med vejrkompensering, sørger vi for at regulere vores fremløbstemperaturer til radiatorer og gulvvarme i forhold til udetemperaturen. Jo koldere det er ude, desto varmere vil vores fremløb være. Ved varmere udetemperaturer, falder vores fremløbstemperaturer. På denne måde sikrer vi at der ikke produceres overskudsvarme (spild). Cowi, som er en førende rådgivningsvirksomhed indenfor miljøvidenskab, har i en rapport anslået, at energibesparelserne med elektronisk vejrkompensering i en-familieshuse ligger på 10% og i nogle tilfælde helt op til 40%. Ved nybyggeri, er det i dag et lovkrav at der etableres vejrkompensering.

For større bygninger beregnes varmebesparelsen ved indregulering og udetemperatur kompensering ud fra et årligt varmeforbrug. Vejrkompensering er en forholdsvis lille investering, som oftest tjenes hjem igen i løbet af en forholdsvis kort årrække, hvorimod udskiftning af rør, eller udskiftning af varmeanlæg, er en større investering med en længere tilbagebetalingstid. Når der etableres vejrkompensering, bør dette indeholde en funktion der stopper anlægget inkl. dets cirkulationspumpe, når udetemperaturen kommer over en given temperatur. Denne vil man typisk indstille til mellem 18 og 20 grader, afhængig af bygningstype, alder på bygningen, vinduesareal og andre faktorer som har indflydelse på bygningens varmebehov. Foruden denne funktion, bør anlægget også indeholde en funktion hvorved man kan sænke rumtemperaturen på bestemte tidspunkter (natsænkning).

For at kunne etablere vejrkompensering er det en forudsætning at et direkte fjernvarmeanlæg har en blandesløjfe. På et indirekte anlæg kan man styre fremløbstemperaturen vha. veksleren.

Af fordele ved et vejrkompenseringsanlæg kan nævnes:

• Lavere varmeregning

• Lavere CO2 udledning

• Bedre komfort og indeklima

• Mindre varmetab fra rør og ventiler

• Lavere strømforbrug til drift af pumper

For at kunne beregne en evt. besparelse, er det nødvendigt at kende det graddageuafhængige forbrug (GUF). En bygnings graddageuafhængige forbrug defineres som den mængde varme, der bruges i bygningen uafhængigt af udetemperaturen.

Dette er typisk energiforbruget til opvarmning af varmt brugsvand og de varmetab, der er forbundet hermed i rørinstallationer, varmtvandsbeholdere, cirkulationsledninger, tomgangstab på kedlen mv.

GUF kendes normalt ikke. Der kan i disse situationer anvendes en standardværdi på 28–30 % af det årlige varmeforbrug. Dvs. at 28-30% af bygningens varmeforbrug, ikke bliver brugt som rumopvarmning.

Det forudsættes, at der kan opnås en besparelse på minimum 5 % af det graddageafhængige forbrug (GAF), dvs. forbruget til rumopvarmning. Større besparelser ses imidlertid ofte.

Varmebesparelsen beregnes således:

Eksempel:

I en ejendom på 4.300 m² foretages indregulering af varmeanlægget, og der etableres vejrkompensering. (5% besparelse)

Ejendommen opvarmes med naturgas. (11 kW/m³)

Det årlige gasforbrug er 54.500 m³ x 11 kW svare til i alt 599.500 kWh.

Naturgaspris: 7,25 kr. pr. m³. Gaskedlen er ny og kondenserende kr. 395.125,-

Årlig energibesparelse i kWh (5%) 20.983 kWh

Årlig Besparelse omregnet til m³ 20.983 kWh/11 kWh/m³ (5%) = 1796,0 m³

Kr. 7,25./m³ x 1.796 m3 = kr. 13.470,-

Årlig CO2-besparelse kg Besparelse i kg 20.983 kWh x 0,205 kg/kWh = 40.302 kg

CO2-udledning for forskellige energiformer:

• Naturgas: 0,205 kg CO2 pr. kWh

• Fyringsolie: 0,265 kg CO2 pr. kWh

• Fjernvarme: 0,115 kg CO2 pr. kWh

• El: 0,440 kg CO2 pr. kWh

Varmeproduktion ved forskellige brændsler:

1 liter olie = 8–10 kWh.

1 m³ naturgas = 9–11 kWh. (højest for nye kedler)